Sustitución de aceites base minerales
La gran mayoría de los lubricantes usados en todo el mundo están hechos principalmente de aceites base minerales, pero un académico sueco dijo en una conferencia de la industria el mes pasado que es hora de buscar sustitutos.
Hablando el 25 de enero en el Coloquio Internacional de Tribología Teknische Akademie Esslingen, el profesor de la Universidad de Lulea, Roland Larsson, predijo que el movimiento de sostenibilidad obligará a los formuladores de lubricantes a cambiar a una amplia variedad de aceites base, como el glicerol diluido en agua de las refinerías de biocombustibles.
Larsson, docente de la División de Elementos de Máquinas de Lulea, reconoció que tales cambios pueden aumentar los costos y requerir compromisos en el desempeño de la lubricación y el diseño del equipo. Agregó que deberían conducir a grandes oportunidades de trabajo en investigación y desarrollo de lubricantes.
Europa está a la vanguardia del movimiento de sostenibilidad, y la presentación de Larsson fue una de varias que abordaron el tema en el coloquio de este año, realizado en línea. Dijo que hay una serie de buenas razones por las que los aceites minerales se han convertido en la base dominante para los lubricantes: están disponibles en grandes cantidades a costos razonables; proporcionar un producto de valor agregado para las refinerías de combustible; tienen buenas propiedades lubricantes incluso en el régimen de lubricación limítrofe.
Agregó que los minerales también tienen inconvenientes, ya que son tóxicos, inflamables y difíciles de limpiar, pero afirmó que, lo que es más importante, serán eliminados por el movimiento global hacia la sostenibilidad.
“El mayor problema es que están hechos de petróleo”, dijo, citando las emisiones de gases de efecto invernadero generadas por el suministro. La industria está comenzando a exigir a los proveedores que proporcionen materiales con una huella de carbono más baja, y los gobiernos eventualmente lo exigirán.
Larsson señaló que algunos comercializadores de lubricantes han comenzado a tomar medidas para reducir las huellas de carbono, al menos en parte, para aumentar la popularidad de sus productos. Sin embargo, argumentó que la industria necesita adoptar un enfoque mucho más agresivo, donde la sustentabilidad se convierta en un criterio clave para la toma de decisiones en todos los aspectos del negocio.
Hasta el momento, dijo, las decisiones se han tomado con base en dos criterios: rendimiento y costo. “Debemos agregar un tercer parámetro”, dijo. “No podemos simplemente decir que la sostenibilidad o el efecto verde es un extra que podemos comercializar. Es algo que debemos tener, es un requisito ineludible”.
La industria continuará utilizando aceites base a base de petróleo durante algún tiempo, dijo Larsson, pero la industria ahora debería comenzar a encontrar sustitutos. Admitió que las alternativas pueden costar más o, en algunos casos, no igualar el rendimiento de los aceites minerales, pero argumentó que se deben hacer esos sacrificios y que se pueden encontrar soluciones aceptables.
Por ejemplo, los fabricantes de equipos pueden necesitar hacer que algunos componentes sean más robustos para que puedan soportar niveles reducidos de protección contra el desgaste. Eso puede requerir que los componentes sean un 5% más pesados, dijo, lo que puede aumentar los costos y aumentar la cantidad de combustible necesaria para fabricar el componente.
Sin embargo, tales sacrificios pueden justificarse si se reducen las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Cambiar a diferentes aceites base también puede requerir llevar el diseño del equipo al límite para lograr condiciones de lubricación más uniformes.
Reemplazar los aceites base minerales no será fácil, dijo Larsson. La industria petrolera mundial actualmente produce alrededor de 1,5 metros cúbicos de aceite base por segundo, o poco más de media tonelada métrica.
Larsson sugirió una serie de fuentes potenciales con huellas de carbono significativamente más pequeñas: lubricantes de desecho reciclados, agua, aceites base de gas a líquido (GTL) hechos de gas natural, aceites de base biológica de plantas como la colza o el girasol, hidrocarburos sintéticos de fuentes renovables , aceites elaborados a partir de procesos bioquímicos.
“Probablemente habrá una amplia variedad de elementos básicos en el futuro”, dijo. Sugirió que la industria de los lubricantes debería seguir el ejemplo de la industria de la pintura, que ha reemplazado en gran medida los productos a base de aceite con productos de látex solubles en agua. Además de reducir la huella de carbono, esto daría lugar a lubricantes terminados más fáciles de limpiar, dijo.
Ofreció glicerol como un material renovable que podría usarse para fabricar lubricantes solubles en agua. No es tóxico, está presente en los alimentos que las personas consumen con regularidad y se produce en grandes cantidades, por ejemplo, como subproducto de las refinerías de biodiésel, aunque menos que los aceites base minerales a 0,08 toneladas por segundo.
Tiene ventajas y desventajas en términos de propiedades de rendimiento. Los gliceroles diluidos son superiores a los aceites minerales en capacidad de enfriamiento, son menos inflamables y pueden proporcionar una gama de viscosidades dependiendo de la cantidad de agua utilizada. También proporcionan muy buena lubricación cuando se puede mantener una película lubricante, pero mantener una película adecuada es un desafío. El espesor de la película se puede mejorar aumentando la viscosidad y suavizando las superficies de los componentes.
“La lubricación límite es un problema, por supuesto, por lo que debemos encontrar una nueva química de aditivos para los lubricantes a base de glicerol”, dijo Larsson. “Esto será algo en lo que todos nosotros trabajaremos en el futuro”.
Durante una sesión de preguntas y respuestas después de su presentación, Larsson reconoció que los lubricantes a base de glicerol también están mucho más limitados en los niveles de calor que toleran. El contenido de agua herviría a 80-90 grados centígrados, por lo que claramente no podrían usarse en aceites para cárteres de automóviles.
Aún deben resolverse problemas importantes, pero Larsson dijo que esto no debería impedir que la industria aprenda a fabricar lubricantes funcionales a partir de materias primas más sostenibles.
“Gastamos miles y miles de miles de millones de dólares o euros para desarrollar las máquinas actuales junto con los aceites actuales, y ahora vamos a hacer lo mismo con fluidos base completamente nuevos y aditivos completamente nuevos”, dijo. “Entonces, esto es fantástico, en cierto modo, para nosotros que investigamos en tribología. Realmente es un paraíso. Realmente nos enfrentamos a un futuro muy emocionante porque tendremos muchos problemas divertidos que resolver. Aunque entiendo que las empresas se enfrentan a una lucha durante algún tiempo”.
