Grasas de litio
Grasas de litio – Las grasas fabricadas con simples espesantes de jabón de litio aparecieron por primera vez en la década de 1940. Desde entonces, las grasas de litio han dominado el mundo de la lubricación con grasa. Conocidas por su versatilidad, funcionan bien con una gran variedad de fluidos base y son eficaces en una amplia gama de condiciones y temperaturas.
Las grasas de litio son favoritas desde hace tiempo por su ventajosa relación rendimiento-coste y figuran en la mayoría de las especificaciones de los fabricantes de equipos originales.
Las grasas que utilizan jabón de litio como espesante han mantenido una posición tan fuerte que ha habido pocos incentivos para desarrollar alternativas, afirma Mikael Kruse, director de productos del grupo (UE) de AXEL Christiernsson International AB, fabricante líder de grasas en Europa y EE.UU., con sede en Suecia. Las industrias se han mostrado reacias a invertir recursos en explorar productos diferentes.
La situación de las grasas ha sido estable durante mucho tiempo. Hasta ahora.
Kruse destacó un “gigante en declive” durante la sesión de intercambio de información entre miembros de la Asociación Asiática de la Industria de Lubricantes (ALIA), celebrada el 5 de marzo de 2024 en Ciudad Ho Chi Minh (Vietnam). Hizo hincapié en que las perspectivas actuales para las grasas de litio son desfavorables, anticipando un cambio significativo en el panorama de las grasas.
Las perspectivas de suministro de litio son un tema de creciente importancia debido a la creciente demanda de baterías de iones de litio en vehículos eléctricos (VE), sistemas de almacenamiento de energía y diversos dispositivos electrónicos.
El litio, una de las 34 materias primas críticas (CRM) identificadas por la Unión Europea, ha experimentado una volatilidad de precios debido a las fluctuaciones en la dinámica de la oferta y la demanda.
Se espera que la demanda de litio siga aumentando considerablemente en los próximos años, impulsada principalmente por la expansión del mercado de vehículos eléctricos y la necesidad de soluciones de almacenamiento de energías renovables.
Kruse describió un descenso del 8% en el uso de grasas de litio en la encuesta de producción de grasas del National Lubricating Grease Institute (NLGI) de 2019 a 2022. Las grasas de litio convencionales experimentaron una reducción del 7%, junto con una disminución del 1% en las grasas de litio complejas.
Han surgido nuevas y prometedoras alternativas. Las grasas de calcio anhidro experimentaron un notable aumento del 5,5%, mientras que las grasas de poliurea (PU) y sulfonato de calcio experimentaron un ligero aumento del 1%.
Durante la conferencia y exposición F+L Week 2024, celebrada recientemente en Ciudad Ho Chi Minh (Vietnam), Avelyn Lim, de Dow Industrial Solutions Singapur, describió un nuevo y prometedor proceso de producción de PU con espesante de PU preformado.
Ganadora del premio al mejor póster en la F+L Week 2024, Lim afirmó que este enfoque innovador ofrece varias ventajas sobre los métodos convencionales de producción de grasas de PU y podría ayudar a satisfacer la creciente demanda de grasas de alto rendimiento en aplicaciones de gran crecimiento como rodamientos, juntas homocinéticas constantes en acerías y motores eléctricos.
El proceso, simplificado y económico, utiliza una caldera metálica con grasa y jabón sin necesidad de sistemas adicionales. Lim señaló una mayor flexibilidad en la cadena de suministro al ofrecer opciones locales de mezcla de grasas. Además, el espesante de PU es estable, con una larga vida útil y fácil almacenamiento.
El principal catalizador de la alteración del statu quo es el auge de los vehículos eléctricos. Los vehículos eléctricos requieren menos grasa debido a su funcionamiento más suave, su arquitectura mecánica simplificada, sus sistemas de transmisión directa, su menor fricción y generación de calor, y su tecnología de frenado regenerativo.
Sin embargo, la fuerza motriz es la creciente competencia por el litio, que es uno de los principales componentes de las baterías de los VE. El poder adquisitivo de la industria de la grasa ha disminuido considerablemente, afirma Kruse. Mientras que antes la industria consumía en torno al 30% de todo el litio, la demanda ha caído a alrededor del 3%, afirma.
Además, el suministro de litio está restringido a determinadas regiones con un número limitado de proveedores. La disponibilidad es susceptible a la política y los disturbios, lo que plantea riesgos tanto para los costes como para el suministro en las regiones afectadas.
Kruse señala que obtener materiales y entregarlos a tiempo es cada vez más difícil, ya que la industria de la grasa ya no es un cliente tan valioso como antes. Además, hizo hincapié en el elevado, inestable e impredecible coste del litio, muy influido por la industria de las baterías.
Alrededor del 70% de las aplicaciones de grasas pueden cubrirse con grasas multiuso, mientras que las grasas de alto rendimiento (20%) y las grasas especiales (10%) cubren el resto. Esta distribución se mantiene en la mayoría de los segmentos.
Las grasas multiuso consisten principalmente en grasas de litio convencionales. Afortunadamente, el calcio anhidro es una alternativa fácilmente disponible, afirma Kruse. El calcio anhidro ofrece un rendimiento igual y, en algunos casos, superior. Además, es compatible con las grasas existentes, lo que elimina la necesidad de una limpieza excesiva y frecuente.
Cuando se trata de grasas de alto rendimiento, la cosa cambia, dice Kruse.
No existe ninguna alternativa con la misma versatilidad que las grasas de complejo de litio utilizadas habitualmente en estas aplicaciones. Entre las alternativas se encuentran el complejo de sulfonato de calcio, el PU y el complejo de aluminio.
La selección de la grasa adecuada depende de la tarea específica que se vaya a realizar. Kruse aconseja tomarse el tiempo necesario para comprender los requisitos de la aplicación, a fin de poder elegir con conocimiento de causa.
Por ejemplo, en situaciones de altas temperaturas, cargas elevadas y condiciones de humedad, suelen recomendarse grasas con un complejo de sulfonato cálcico.
Para los vehículos eléctricos, las grasas PU son notablemente más eficaces. En el sector de las grasas se está produciendo un intenso desarrollo de la tecnología de espesantes, afirma Kruse.
Las grasas especiales son las menos afectadas por el descenso del uso de grasas de litio, afirma. Estas grasas representan una proporción menor del mercado y hay una gran variedad de opciones disponibles. Las grasas especiales suelen ser productos de gran valor y margen, desarrollados para realizar tareas específicas. Entre las alternativas se encuentran el complejo de sulfonato cálcico, el PU, el complejo de aluminio y nuevos espesantes.
La mayor necesidad de tecnologías de sustitución de grasas radica en productos más baratos; las grasas especiales permanecen algo aisladas de estos cambios, sugiere Kruse.
Cada vez se hace más hincapié en la sostenibilidad de la cadena de suministro de lubricantes. Christiernsson, representante de AXEL, señaló los retos de sostenibilidad en las fases de extracción y transporte de la producción de grasas de litio. Además, Kruse abordó las preocupaciones relativas a la biodegradabilidad de las grasas de litio, lo que las hace inadecuadas para aplicaciones de pérdida total, y la legislación pendiente sobre cuestiones de toxicidad.
A pesar de la importancia de la sostenibilidad, no es tan sencillo como cambiar a una grasa sostenible. Un mismo producto puede utilizarse en distintas aplicaciones y tener efectos diferentes sobre la sostenibilidad. Es fundamental comprender cómo se va a utilizar el producto para evaluar su impacto en la sostenibilidad.
Kruse subrayó que la sostenibilidad de las aplicaciones individuales viene determinada por el sistema combinado y no sólo por la grasa en sí. Hizo hincapié en la necesidad de tener en cuenta los componentes de la máquina, como la producción de rodamientos, el impacto en el consumo de energía y la idoneidad y el uso del lubricante de la máquina.
En la mayoría de los casos, el factor dominante que afecta a la sostenibilidad es la pérdida de energía por fricción, afirmó Kruse, destacando la investigación realizada por SKF, uno de los principales fabricantes de rodamientos del mundo, con sede en Suecia.
Sin embargo, reconoce los retos que plantea la voluntad de los clientes de adoptar soluciones sostenibles. Durante mucho tiempo, las grasas de litio han demostrado ser eficaces y asequibles. Queda por ver si los consumidores están dispuestos a pagar el coste de las alternativas sostenibles. Incluso las grasas biodegradables más baratas pueden ser entre tres y cuatro veces más caras, lo que supone un reto importante para los consumidores.
