TBN, ¿qué hay para mí?
Los aceites de motor modernos son productos de alta tecnología que deben cumplir con especificaciones estrictas en cuanto a sus propiedades fisicoquímicas y su rendimiento real. En lo que respecta a las propiedades fisicoquímicas, en primer lugar se debe mencionar la viscosidad, o para ser más precisos, varios parámetros de viscosidad, exigidos por el sistema de clasificación SAE J300, incluidas las lecturas de viscosidad cinemática a 40 °C y 100 °C, la viscosidad de arranque en frío (CCS) a -35 °C para 0 W, -30 °C para 5 W, -25 °C para 10 W, -20 °C para 15 W y -15 °C para grados de 20 W, y viscosidad de alto cizallamiento a alta temperatura (HTHS) a 150 °C. El segundo parámetro importante es la volatilidad de Noack, que describe la tendencia del petróleo a evaporarse a temperaturas elevadas. Luego está el número de base total, o TBN, que se refiere a la reserva de alcalinidad en el aceite.
El tampón de alcalinidad sirve para neutralizar los ácidos generados por diversos procesos de oxidación, en particular la combustión del combustible, especialmente cuando se utiliza un combustible de baja calidad con alto contenido de azufre, y la oxidación del aceite. La cantidad de ácidos en el aceite se describe mediante otro número, conocido como número de ácido total, TAN, medido de acuerdo con ASTM D 664. A medida que el petróleo envejece, el TBN disminuye gradualmente a medida que aumenta el TAN. En algún momento, apodado como cruce TBN/TAN, se vuelven iguales. En este punto, la protección contra la corrosión del motor se ve gravemente comprometida y es necesario cambiar el aceite. A menos que se utilice un combustible extremadamente malo y se siga el intervalo de cambio de aceite recomendado, es poco probable que se encuentre con un cruce TBN/TAN en la práctica. En la mayoría de los casos, la razón principal para cambiar el aceite es la contaminación por partículas y no la acidez.
Sin embargo, en un intento de diferenciar sus productos de los de la competencia, algunas empresas de lubricantes comienzan a "competir" por un TBN más alto: cuanto mayor sea el TBN, mejor. Este artículo explica cuándo un TBN alto es bueno y cuándo no. El siguiente esquema simple es para ayudarlo a evaluar sus necesidades de automóviles de pasajeros:
• Automóviles diésel más antiguos sin filtros de partículas diésel (DPF), que utilizan combustible de baja calidad o contaminado: el rango de TBN recomendado es de 10-12 mg KOH / g.
• Vehículos diésel más nuevos con filtros de partículas diésel (DPF), que funcionan con diésel ultrabajo de azufre (ULSD): el rango recomendado de TBN es de 6 a 9 mg KOH/g.
El uso de biocombustible también puede justificar la elección de un aceite con un TBN más alto. El problema es que el lubricante del cárter siempre está hasta cierto punto "diluido" por el combustible, especialmente durante viajes cortos, cuando el motor no se calienta correctamente, o a altas velocidades, cuando se usa una rica mezcla de combustible y aire para enfriar el motor. La dilución del aceite de motor con un combustible convencional a base de petróleo provocará una caída de viscosidad, pero no afecta significativamente la estabilidad a la oxidación del aceite. Sin embargo, la dilución del aceite de motor con biocombustible socava la estabilidad a la oxidación del aceite.
Los vehículos propulsados por gasolina, GLP y GNC no requieren un alto nivel de TBN; de hecho, es probable que un alto nivel de TBN sea perjudicial para ellos, causando la acumulación de depósitos de cenizas y afectando negativamente a los sistemas de postratamiento de gases de escape (GPF, TWC). El uso de un gasóleo de servicio pesado (HDDO) de alto TBN en un nuevo motor de gasolina muy potenciado puede desencadenar un desagradable supergolpe, conocido como preencendido a baja velocidad (LSPI), que puede arruinar por completo el motor.
Los límites aceptables de TBN están regulados por la ACEA y numerosas normas nacionales de aceite de motor. Tenga en cuenta que existen diferentes procedimientos de laboratorio para la determinación de TBN, siendo ASTM D 2896 y ASTM D 4739 los más comunes. La clasificación de la ACEA exige el uso de la norma ASTM D 2896, que cuantifica eficazmente las bases fuertes y débiles en la formulación y tiende a devolver una lectura de TBN más alta que la de la norma ASTM D 4739.
Los principales contribuyentes de TBN en un aceite de motor son detergentes con exceso de base, incluidos, entre otros, sulfonatos, fenatatos y salicilatos de calcio y, a veces, sodio y magnesio. Sin embargo, hay que tener en cuenta que no sólo importa el valor real de TBN, sino también qué aditivos se utilizaron en la formulación para lograr dicho valor. Por ejemplo, los sulfonatos altamente sobrebasados permiten un fácil aumento de TBN. Sin embargo, neutralizan tanto los ácidos fuertes más dañinos como los ácidos débiles menos dañinos y, por lo tanto, el tampón alcalino tiende a agotarse rápidamente. Además, los sulfonatos con un alto contenido de sobrebase carecen del efecto de detergencia que pueden proporcionar los sulfonatos poliméricos con bajo contenido de exceso de base y los dispersantes sin cenizas. Sin embargo, estos últimos tienden a ser refuerzos TBN menos eficientes. Se informó que el reemplazo parcial del detergente de calcio con detergente de sodio redujo el riesgo de LSPI. Se cree que los álcalis más fuertes contenidos en los detergentes de sodio a base excesiva también son más efectivos para manejar la contaminación por biodiesel. Una vez más, el desarrollo de una formulación equilibrada requiere una gran experiencia para cumplir con las especificaciones de rendimiento requeridas, al mínimo costo posible.
La clasificación de aceite de motor API no regula explícitamente el nivel de TBN, sino que se basa en la prueba de óxido de bola ASTM D 6557 para evaluar las características preventivas de corrosión de los aceites. Esto es fácilmente comprensible ya que la mayoría de la flota automotriz de EE. UU. usa gasolina en lugar de diésel. En lo que respecta a las aplicaciones de servicio pesado, se cree que los aceites con detergencia y protección contra la corrosión inadecuadas probablemente no pasarán una u otra prueba de motor exigida por la Clasificación API, por ejemplo, el cabezal de presión del filtro y los límites de lodo en la prueba Cummins M11 (ASTM D 6838) o el límite de llenado de la ranura superior en la prueba Caterpillar 1K (ASTM D 6750), y, por lo tanto, será descartado. Dado que se ha reducido el nivel de azufre en el combustible diesel, los aceites de motor modernos CJ-4, CK-4 y FA-4 comienzan con un TBN más bajo que las clases API anteriores, como CI-4 y CH-4. También se han reducido los límites de expropiación para el petróleo en servicio. Además, algunos representantes de la industria en general cuestionan la relevancia del TBN para los aceites de motor.
Desde el punto de vista técnico, no siempre es tan importante la altura a la que comienza el TBN para el petróleo fresco, sino más bien la rapidez con la que disminuye su servicio debido al agotamiento de las reservas de alcalinidad. En general, las especificaciones de la ACEA son más estrictas que las especificaciones de la API. El siguiente esquema es para ayudarlo a evaluar sus necesidades de nivel TBN para camiones pesados:
• Cuando se utiliza combustible diésel con alto contenido de azufre: el rango de TBN recomendado es de 12-15 mg KOH/g; opte por ACEA E4 o E7, o API CH-4 o CI-4 HDDO. Cuando se ve obligado a utilizar un combustible en mal estado, realmente no importa si utiliza un camión viejo o nuevo: cuando tiene que elegir entre la longevidad del motor y la longevidad del sistema de postratamiento de los gases de escape, la primera es más importante.
• Camiones nuevos con motores EGR, equipados con sistemas de reducción de NOx SCR y filtros de partículas, que utilizan combustible diésel ULSD: el rango de TBN recomendado es de 7 a 9 mg KOH/g. Opte por ACEA E6, E9 o API CJ-4, CK-4 o FA-4, según lo recomendado por los fabricantes de motores.
API CK-4 y ACEA E9 son la opción preferida para los motores que cumplen con los requisitos de emisiones Euro VI. La categoría API FA-4 cubre ciertos aceites xW-30 con viscosidad HTHS reducida (2.9 a 3.2 cP) que solo son compatibles con ciertos motores diésel nuevos de ciclo de cuatro tiempos de alta velocidad que cumplen con los estándares de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en carretera del año modelo 2017. Los aceites API FA-4 nunca deben usarse en ningún otro motor; en caso de duda, opte por API CK-4 o ACEA E6 o E9 como alternativas más seguras.
Debido a sus fórmulas totalmente sintéticas de primer nivel que utilizan paquetes de detergentes inhibidores a medida, todos los aceites de motor BIZOL demuestran una excelente estabilidad a la oxidación y retención de TBN, lo que proporciona una excelente protección a largo plazo contra la corrosión incluso en las condiciones más severas.
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