Revista Lubes em Foco edición 96
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por: Ingrid Melchior
Aplicación en ingenios azucareros
La industria azucarera y del etanol desempeña un papel fundamental en Brasil de diversas maneras: en la producción de alcohol, contribuyendo a la reducción del consumo de combustibles fósiles; en la industria alimentaria, con la producción de azúcar; y en el sector energético, mediante la valorización de los subproductos de la molienda. Además, el etanol obtenido de la caña de azúcar se destaca como una valiosa materia prima para la producción de resinas plásticas renovables, impulsando soluciones sostenibles en la industria química.
La molienda de la caña de azúcar es esencial para la obtención de todos sus derivados, ya que es a través de su jugo que se extraen el azúcar y el etanol. Tras la cosecha en el campo, la caña pasa por una etapa de limpieza y posteriormente por las etapas de trituración y molienda. La molienda de la caña implica el uso de rodillos, volantes y cojinetes, que se encargan de comprimir la fibra vegetal. En este proceso, la integridad de dichos componentes mecánicos es de suma importancia para garantizar no solo el rendimiento requerido para la etapa de molienda, sino también para toda la operación de producción de etanol y azúcar durante la cosecha.
La cosecha en la región centro-sur —que comprende los estados de Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Paraná y São Paulo— representa el mayor volumen de molienda de caña de azúcar del país. En la cosecha 2023/2024, la región aportó aproximadamente 640 millones de toneladas de caña de azúcar de un total de 716 millones de toneladas molidas durante el período, como se muestra en la Figura 1.
Figura 1: Distribución de la molienda de caña de azúcar por estado. Fuente: UNICAdata (Observatorio de la Caña de Azúcar y la Bioenergía – Año Agrícola 2023/2024).
Brasil es un referente en el cultivo de caña de azúcar, el desarrollo de tecnologías asociadas al sector y las prácticas sostenibles, con más de 50 años de experiencia en investigación y desarrollo. Esto se evidencia al analizar el volumen histórico de molienda de caña de azúcar, que se muestra en la Figura 2. Como se puede observar, el sector ha crecido de manera constante, con una cosecha récord en 2023/2024. Al tratarse de un sector de gran relevancia para el mercado agrícola, se espera que continúe creciendo, respaldado por diversos factores como las políticas para fomentar el uso de biocombustibles en Brasil, las inversiones en molinos y la infraestructura logística para la distribución de productos.
Figura 2: Seguimiento histórico de la cosecha de caña de azúcar en la región centro-sur. Fuente: UNICAdata (Observatorio de la Caña de Azúcar y la Bioenergía).
Este escenario de crecimiento exige que los demás componentes de la cadena también tengan un rendimiento adecuado, incluido el proceso de molienda. La eficiencia de este proceso está estrechamente relacionada con la lubricación de los componentes mecánicos, ya que se desarrolla a alta presión y con grandes cargas. La composición del lubricante utilizado en esta importante etapa del proceso es crucial para su buen rendimiento, siendo la elección del aceite base un paso fundamental. Según Carreteiro y Belmiro (2006), los aceites lubricantes para cojinetes de molino requieren una alta adherencia al metal, una excelente resistencia de la película lubricante, protección contra la oxidación y la viscosidad correcta, especialmente en condiciones severas como la contaminación por jugo de caña de azúcar, agua de lluvia, altas cargas y la exposición a altas fuerzas de cizallamiento.
En este contexto, el poliisobuteno (PIB) destaca como una solución idónea para esta aplicación. El PIB es un producto sintético, perteneciente al Grupo V del API (Instituto Americano del Petróleo), que se obtiene mediante la polimerización de moléculas de isobuteno en presencia de un catalizador y a temperatura controlada. Este material se utiliza ampliamente en el sector de los lubricantes, con un rendimiento comprobado tanto como aditivo —actuando como modificador del índice de viscosidad (MIV)— como aceite base en formulaciones que requieren un alto rendimiento técnico. Su aplicación es especialmente ventajosa en sistemas sometidos a altas fuerzas de cizallamiento. El producto es un líquido incoloro a temperatura ambiente, hidrófobo y de combustión limpia, lo que significa que no genera depósitos tras la combustión. Considerando estas características y los requisitos para los lubricantes utilizados en la molienda de caña de azúcar, el rendimiento del PIB destaca: posee alta adhesividad, baja interacción con el agua —dada su característica hidrófoba—, alta viscosidad y resistencia al cizallamiento —una característica importante que garantiza el mantenimiento de la película lubricante sin degradar su viscosidad, a pesar de las tensiones mecánicas—. El grado PIB32 presenta una excelente resistencia al cizallamiento incluso cuando se somete a diferentes temperaturas y velocidades de cizallamiento elevadas, como se muestra en la Figura 3.
Figura 3: Estabilidad al corte del PIB32 a 110 °C, 120 °C, 125 °C y 135 °C, que muestra la variación de la viscosidad (en Poises) en función de la velocidad de corte. Los datos se obtuvieron mediante un viscosímetro capilar (cuadrados) y un viscosímetro de alto corte (círculos). Datos generados y proporcionados por Braskem S.A.
Los distintos tipos de poliisobuteno (PIB) destacan como soluciones estratégicas para aplicaciones de lubricación, ofreciendo una amplia gama de viscosidades que supera a los aceites minerales convencionales. Las viscosidades a 40 °C oscilan entre 15 cSt y 22 000 cSt, mientras que a 100 °C varían entre 210 cSt y 13 000 cSt, lo que proporciona flexibilidad para satisfacer requisitos que van desde formulaciones ligeras hasta sistemas con altas exigencias de viscosidad, según las necesidades de cada etapa del proceso de molienda con diferentes rotaciones, dependiendo de la necesidad de mayor o menor par motor. Además, los PIB presentan índices de viscosidad significativamente superiores a los de los aceites minerales convencionales, lo que se traduce en una menor variación de la viscosidad con el aumento de la temperatura. Esta combinación de propiedades permite optimizar el rendimiento del lubricante, reducir el desgaste y prolongar la vida útil de los equipos, consolidando a los PIB como componentes esenciales para aplicaciones que exigen fiabilidad y eficiencia.
Los distintos tipos de poliisobuteno (PIB) destacan como soluciones estratégicas para aplicaciones de lubricación, ofreciendo una amplia gama de viscosidades que supera a los aceites minerales convencionales. Entre los componentes disponibles para cumplir con estos requisitos y niveles de rendimiento, destacan los materiales que ofrecen baja interacción con el agua, estabilidad térmica y resistencia al cizallamiento, incluso en condiciones extremas. La combinación de estas características permite el desarrollo de lubricantes que mantienen un rendimiento constante, reduciendo las fallas y optimizando la eficiencia operativa. El poliisobuteno representa una alternativa altamente eficiente para aplicaciones que requieren un equilibrio entre rendimiento técnico y rentabilidad, especialmente en comparación con los aceites sintéticos de los grupos IV y V. Los grados con viscosidades cinemáticas de aproximadamente 680 cSt, 4350 cSt y 12500 cSt —medidas a 100 °C— son los más adecuados para su uso como aceite base en esta aplicación, ya que proporcionan un equilibrio ideal entre adhesividad, viscosidad e hidrofobicidad, características esenciales para garantizar la estabilidad y la protección en condiciones extremas, como ambientes de alta temperatura, alta carga mecánica y presencia de humedad, como las que se observan en los ingenios azucareros.
Ingrid Melchior Ferreira forma parte del área técnica de la división de Especialidades Químicas y Energías Renovables de Braskem. Es licenciada en Química y Ciencias y Tecnología por la Universidad Federal ABC y cursa estudios de posgrado en Ingeniería de Polímeros. Ingrid trabaja en Braskem desde hace 5 años.
