Nitración del lubricante en motores a gas: ¿Qué es y cómo evitarla?

¿Quieres alargar la vida útil de tus motores a gas estacionarios de gran tamaño? Entonces tienes que prestarle atención a un enemigo silencioso: la nitración del lubricante. Este proceso, poco conocido, genera depósitos y lodos que obstruyen el funcionamiento adecuado de las piezas y reducen la potencia.

En esta nota, te presentamos una guía completa sobre la nitración del aceite: desde su definición y causas hasta las consecuencias y estrategias para prevenirla.

¿Qué es la NITRACIÓN DEL ACEITE?

La nitración del aceite es un proceso químico. Se produce cuando los óxidos de nitrógeno (NOx), generados durante la combustión reaccionan con el aceite lubricante, formando compuestos inestables. Estos compuestos aceleran la degradación del aceite, incrementando la formación de lodos y barnices.

¿CÓMO SE PRODUCE LA NITRACIÓN?

Durante la combustión en el motor, el nitrógeno del aire se combina con el oxígeno para formar óxidos de nitrógeno (NOx). Estos gases, junto con los productos de combustión, pueden entrar en el cárter del motor a través del blowby (soplado), que es el escape de gases de la cámara de combustión hacia el cárter. En este entorno, los NOx reaccionan con el aceite lubricante y sus aditivos, generando compuestos nitrogenados que afectan negativamente la calidad del aceite.

COMPOSICIÓN DEL GAS DE SOPLADO

El gas de soplado contiene cerca de 15-20% de productos de combustión y 80-85% de aire y combustible. La concentración de óxidos de nitrógeno (NOx) en el gas de soplado puede variar entre 15 ppm y 500 ppm o más, dependiendo de las condiciones de operación del motor. En general, la concentración de NOx en el escape es mayor que en el soplado.

ÓXIDOS DE NITRÓGENO PRESENTES

Los óxidos de nitrógeno principales en el soplado son el óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2). Estos compuestos coexisten en equilibrio, y el equilibrio se desplaza hacia el NO2 a bajas temperaturas y altas concentraciones de oxígeno. 

Por esta razón, la concentración de NO2 en el cárter suele ser mayor que en la zona de aros y pistones, ya que la temperatura es más fría y, si bien la concentración de oxígeno es menor que en la cámara de combustión, el mayor tiempo de residencia compensa este efecto y favorece la reacción.

CONCENTRACIÓN DE NOX SEGÚN EL TIPO DE MOTOR

La concentración de NOx en el soplado generalmente sigue la siguiente tendencia:

Motor diésel pesado Motor naftero Motor a gas natural

Por ejemplo, la concentración de NOx en motores Mack T8, Ford VE y Caterpillar 3412 es del orden de 70 ppm, 450 ppm y 800 ppm, respectivamente.

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FACTORES QUE INFLUYEN EN LA NITRACIÓN

• Temperatura: Cuanto mayor sea la temperatura de combustión, mayor será la formación de NOx y, por ende, la nitración.

• Concentración de oxígeno: La baja concentración de oxígeno en el cárter, en comparación con la cámara de combustión (donde, además, el oxígeno reacciona principalmente con el combustible), favorece la conversión de NO a NO2, un compuesto más reactivo.

• Tiempo de residencia del aceite: Un mayor tiempo de residencia del aceite en el motor aumenta la probabilidad de que reaccione con los NOx.

• Tipo de motor: Los motores a gas y nafta son más propensos a la nitración que los motores diésel debido a las mayores concentraciones de NOx.

CONSECUENCIAS DE LA NITRACIÓN

• Depósitos y lodos: La nitración del aceite lubricante conduce a la formación de depósitos en pistones, anillos y otras partes del motor. Estos depósitos pueden reducir la eficiencia del motor y aumentar el desgaste de las piezas.

• Barnices: Se generan barnices, que son depósitos duros y adherentes que pueden limitar el movimiento de las piezas del motor y alterar su balance térmico. Esto puede afectar negativamente el rendimiento general del motor.

• Aumento del consumo de aceite: La degradación del aceite debido a la nitración puede provocar un aumento en el consumo de aceite del motor. Esto resulta en mayores costos de mantenimiento y puede indicar una disminución en la eficiencia del sistema de lubricación.

• Pérdida de potencia: Los depósitos y lodos causados por la nitración pueden contribuir a una pérdida de potencia y rendimiento del motor. La obstrucción de las piezas móviles y las áreas críticas del motor puede limitar su capacidad para funcionar de manera óptima.

PREVENCIÓN DE LA NITRACIÓN 

Para proteger tu motor a gas de los efectos nocivos de la nitración, te recomendamos seguir estas estrategias clave:

• Presta mucha atención a la carburación del motor: En motores a gas estacionarios la carburación es clave. Mantener al motor operando en el punto óptimo es esencial para minimizar la nitración, para lo cual esta práctica de carburación debe realizarse periódicamente. Alteraciones del gas combustible, cambios de la carga del motor y desbalanceo entre bancos puede fácilmente alterar la carburación del motor, aumentando la temperatura de combustión y generando aumento de la generación de NOx. Un motor mal carburado puede arruinar rápidamente hasta al mejor aceite del mundo.

• Utilizar aceites con aditivos adecuados: Existen aceites formulados específicamente para motores a gas que contienen aditivos anti-nitración. Estos aditivos, como los antioxidantes fenólicos y dispersantes, ayudan a neutralizar los NOx y dispersar los precursores de lodos, previniendo la formación de depósitos y barnices.

• Seleccionar el aceite adecuado para el tipo de motor: No todos los aceites se crean igual. Elige un aceite con la viscosidad y clasificación API adecuada para tu motor a gas específico. Ten en cuenta las recomendaciones del fabricante del motor y las condiciones de operación.

• Mantener un buen control del mantenimiento: Realiza cambios de aceite regulares de acuerdo a las recomendaciones del fabricante o el análisis de aceite usado. Esto permitirá eliminar los contaminantes y productos de la degradación del aceite antes de que la nitración se vuelva crítica.

• Monitorear la condición del aceite: Un análisis de aceite usado periódico te ayudará a detectar signos tempranos de nitración, como el aumento del nivel de nitratos o el espesamiento del aceite. Al tomar medidas correctivas a tiempo, podrás evitar problemas mayores en el motor.
  Nota: Presta especial atención al método con el cual el laboratorio analiza la nitración del aceite lubricante. Existen dos métodos reconocidos que arrojan resultados muy diferentes entre sí. Tenlo en cuenta si decides comparar laboratorios.

Conclusión

La nitración del aceite es un problema real que puede afectar significativamente el rendimiento y la vida útil de tu motor a gas. Al comprender las causas y consecuencias de este proceso, y siguiendo las prácticas de prevención mencionadas, puedes evitar costosas reparaciones y garantizar el funcionamiento óptimo de tu motor a gas a largo plazo.

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