La viscosidad se define como la medida de la resistencia a fluir de un líquido a una determinada temperatura. Se mide en un instrumento llamado viscosímetro, que consta de diferentes tubos donde se deja escurrir un aceite y se mide el tiempo que demora en hacer este recorrido. Su unidad de medida más usual es el centi-Stokes (cSt), ó mm2/seg.
Todos los aceites pierden viscosidad al calentarse (se “adelgazan”), y por el contrario, aumentan su viscosidad al enfriarse (se “espesan”). La capacidad de un aceite de mantener su viscosidad ante los cambios de temperatura se conoce como Índice de Viscosidad.
Los aceites industriales se clasifican mediante la escala ISO (International Estándar Organization ), que mide el tiempo que demora en escurrir un aceite a 40° C. Por ejemplo: un aceite hidráulico ISO -68 es más viscoso que otro de grado ISO-32.
Los aceites automotrices se clasifican mediante la escala SAE ( Society American Automotive ), que mide tiempo que demora en escurrir un aceite a 100°C. Por ejemplo: un aceite de motor SAE 40 demora entre 12,5 y 16,3 cSt a 100°C, en cambio un SAE-30 demora entre 9,5 y 12,4 cSt a las misma temperatura.
En general, podemos definir como aceite lubricante a la mezcla de un aceite básico (mineral o sintético), con un porcentaje de aditivos que refuerzan la acción de protección, tanto del componente a lubricar, como del lubricante mismo. En los aceite de motor, en promedio, un 75% corresponde al básico lubricante, y un 25% a los aditivos.
Las principales funciones son: minimizar el desgaste de los componentes, enfriar el motor, sellar las holguras de las piezas, evacuar las impurezas que se generan en el motor y optimizar el rendimiento energético del motor.
En la noche, estando el motor detenido, prácticamente todo el aceite escurre hacia el cárter dejando a los componentes internos del motor en contacto directo. En la mañana, al encender el motor, la bomba de aceite succiona aceite desde el cárter y lo envía a las partes críticas del motor generando una película de lubricante entre las superficies metálicas para minimizar el desgaste. Este proceso debiera durar sólo algunos segundos, y es por ello que la mayoría de los fabricantes de motor recomiendan aceites de baja viscosidad (SAE 5W30, por ejemplo). Usar aceites de alta viscosidad (SAE 20W50, por ejemplo) aumenta el tiempo de generación de las películas de lubricante y acelera el desgaste del motor. Aplicar aceites de alta viscosidad sólo se justifica en motores, que por su desgaste “histórico”, consumen demasiado aceite al usar la viscosidad originalmente recomendada.
La temperatura operacional de un aceite de motor promedia los 100°C. A esta temperatura el oxígeno ataca rápidamente al aceite base oxidando y acidificando las moléculas del hidrocarburo.
Un aceite de base mineral derivado del petróleo (hidrocarburo) es menos resistente al deterioro por oxidación, por ello un aceite de este tipo en un auto debe cambiarse a los 5.000 km promedio. En cambio un aceite sintético (hidrocarburo sintetizado) resiste de mejor manera la oxidación, por ello puede durar 10.000 ó 20.000 km según la condición de operación y estado del motor. También es menos sensible a las variaciones de su viscosidad cuando cambia la temperatura, es decir, se adelgaza menos cuando en motor está caliente, y se espesa menos cuando en la mañana hay temperaturas ambientales bajo cero.
Los aceites se clasifican según su viscosidad, y según su contenido de aditivos o “calidad”. Estos dos datos aparecen en los catálogos de los vehículos, y deben ser congruentes con los que aparecen en los envases de los aceites lubricantes.
El Instituto Americano del Petróleo (API) clasifican los aceites para motores bencineros con la letra S (spark=chispa), va desde SA hasta SN, y dependerá del año del motor el nivel de calidad que el motor debe usar. Por ejemplo, un motor bencinero año 2012 debe usar SAE 5W30 API SN. Del mismo modo se clasifican los aceites para motores petroleros, pero con la letra C (compression), va desde CA hasta CJ-4. Por ej, un camión petrolero año 2010 debe usar SAE 15W40 API CJ-4.
La Asociación de Constructores Automotrices de la Comunidad Económica Europea han clasificado recientemente a los aceites lubricantes de motores según el tipo de combustible, año de fabricación del motor y tipo de tratamiento de gases de escape para cumplir con las normas de emisiones Euro V. En resumen la clasificación es:
Bencineros: desde A1 (menor calidad) a la A5 (mayor calidad). Petroleros Livianos: desde B1 a B5. Petroleros Pesados: desde E4 a E9. Compatibilidad con catalizadores: desde C1 a C4 (low ash). Por ejemplo Toyota Hilux 2014, motor diésel Euro V con DPF, requiere un aceite sintético del tipo: Valvoline Synpower Extreme XL-III SAE 5W30 ACEA A3/B4, C3.
El petróleo diésel contiene azufre (S) como impureza que puede generar ácidos que atacan al aceite, a los retenes y a los metales no ferrosos del motor. Es por ello que los aceites petroleros deben contener un aditivo de tipo alcalino, que neutralice estos ácidos para que no afecten ni al aceite, ni al motor. La bencina prácticamente no contiene azufre, por tanto el aceite para motores bencineros no requiere este tipo de aditivo en su formulación.
Para cumplir con las normas ambientales vigentes (Euro V), muchos motores modernos traen DPF (filtro de partículas) para retener el hollín generado en la combustión. Los aceites convencionales contienen una alta cantidad de aditivos (zinc y fósforo principalmente), parte del aceite se calcina en la cámara de combustión generando residuos metálicos que se incrustan en el filtro de partículas tapándolo paulatinamente, y por ello los gases de escape se devuelven al motor provocando graves daños. Los aceites de bajo contenido de cenizas (low ash) se formulan con aditivos diferentes que generan muy poco residuo al calcinarse y por tanto casi no generan incrustaciones en los filtros de partículas, ni en los catalizadores DOC o SCR , y por tanto protegen al DPF y al motor.
La urea es un líquido de características ácidas que, diluido en agua desmineralizada, se pulveriza sobre los gases de escape de los motores diésel Euro V (camiones y buses principalmente) para neutralizar los óxidos de nitrógeno (NO y NO2) que se generan en la combustión del diésel.