Cargando...¿Cómo debe ser el lubricante para estos motores? ¿Qué requisitos debe cumplir?
En los motores de combustión interna de hidrógeno ( H2 ICE y especialmente en los de transporte pesado, el lubricante deja de ser “uno más” y pasa a ser un elemento esencial de control del sistema: este debe evitar la preignición, trabajar con altos contenidos en agua en el cárter, resistir la nitración/oxidación y proteger los diferentes sistemas de postramiento, particularmente los que gestionan las emisiones de NOx… Todo ello, además, con muy bajo contenido en cenizas y muy baja volatilidad.
Aprovechar todo el potencial del hidrógeno no es tarea fácil. Desafíos técnicos como estos siguen poniendo a prueba los materiales de los motores y las tecnologías de lubricación
En este artículo vamos a ver los principales retos a los que se enfrentan los lubricantes para los motores H2 ICE y qué requisitos deben satisfacer estos productos.
Problemas de preignición (PI)
El hidrógeno tiene una bajísima energía de ignición, un rango de inflamabilidad muy amplio y una alta velocidad de llama. Dentro de la cámara de combustión, pequeñas gotas de aceite o “puntos calientes” pueden actuar como precursores de la preignición. Por eso los lubricantes para estas motorizaciones deben estar formulados para minimizar los posibles problemas de Preignición (PI)
¿Y cómo consigue esto un lubricante? Pues mediante una formulación específica, un adecuado paquete detergente/dispersante, junto con aceites bases muy especiales para un mayor control de la volatilidad y de los depósitos.
Problemas por acumulación de agua en el cárter
Uno de los inconvenientes de la combustión de hidrógeno es que produce mucho vapor de agua que puede terminar en el cárter y causar ciertos problemas como:
– Emulsificación del lubricante: el agua se mezcla con el lubricante del motor pudiendo formar una emulsión lechosa e inestable que puede afectar al caudal de lubricante en el motor.
– Corrosión: la presencia de agua en los diferentes elementos del motor puede ocasionar oxidación y picaduras en las superficies metálicas. Esto, a su vez, puede debilitar determinados componentes críticos.
– Riesgos de congelación: si la temperatura exterior es baja, un lubricante contaminado con altos contenidos de agua podría llegar a congelarse. Esto impediría una lubricación adecuada, especialmente en el momento del arranque del motor.
Nitración/oxidación del aceite:
La nitración es un fenómeno ciertamente conocido en los motores de gas natural y es igualmente relevante para los motores H2 ICE.
Aunque no existen átomos de carbono en el hidrógeno como combustible, sí que se pueden generar NOx que tienden a nitrar el aceite. Este fenómeno tiene como consecuencia un espesamiento de lubricante y la generación de barnices y lodos.
Emisiones procedentes del lubricante
En los motores H2 ICE, las emisiones de partículas e hidrocarburos ende estos motores proceden en gran parte del propio lubricante. Determinados ensayos han demostrado que la formulación del lubricante puede reducir notablemente los niveles de emisiones de partículas y de hidrocarburos en comparación a un motor diésel convencional.
¿Cómo son los lubricantes para los motores H2 ICE?
Los lubricantes actuales de motor para servicio pesado suelen ser productos tipo XW‑20 o XW-30 y de HTHS suficiente para asegurar la durabilidad de estos motores.
Particularmente, para los motores H2 ICE, además, deben presentar las siguientes características:
– Bajo contenido en cenizas (Low SAPS) y muy baja volatilidad: para proteger los catalizadores y el sistema SCR. También para minimizar tanto el consumo de lubricante como la emisión de partículas procedentes del propio lubricante.
– Control de la preignición: formulación muy específica, especialmente en lo referente a la tipología y nivel de detergencia, favoreciendo el contenido en magnesio (Mg) sobre el calcio (Ca), reducción de elementos metálicos según el fabricante del vehículo (OEM)), aditivos de fricción/antioxidantes específicos y control del “spray‑off” del aceite en la cámara de combustión.
– Formulaciones antioxidantes y antinitrantes robustas: preparadas para soportar tanto las altas temperaturas como la formación de, limitando tanto el espesamiento del lubricante como la producción de barnices.
– Gestión de agua: deben ser lubricantes con una capacidad emulsionante bien balanceada. Es decir, ni una separación de agua extrema que pueda originar algunas zonas sin lubricación, ni emulsiones tenaces que promuevan la corrosión.
– Compatibilidad con los sistemas de postratamiento: estos lubricantes deben tener mínimos contenidos en cenizas (Low SAPS), azufre, fósforo y otros elementos metálicos con el propósito de no “envenenar” catalizadores, los filtros de partículas y minimizar las emisiones de partículas.
Es necesario subrayar que actualmente no existe una categoría API/ACEA específica para motores H2 ICE. La aprobación de este tipo de lubricantes se hace actualmente fabricante a fabricante (OEMs), en la mayor parte de los casos con productos a medida , según los requerimientos del fabricante.
Lubricantes específicos con propiedades demulsificantes robustas pueden reducir los riesgos que hemos mencionado, garantizando intervalos de cambio más largos y minimizando el tiempo de inactividad de la flota.
Superar estos obstáculos exige una estrecha colaboración entre los fabricantes de equipos originales (OEMs) y las compañías de lubricantes en el desarrollo de productos específicos para estos nuevos motores H2 ICE .Ese esfuerzo conjunto está impulsando soluciones que garantizan la fiabilidad y la eficiencia de los motores.
