Lubrificanti Industriali

Un lubrificante è una miscela di diversi componenti accuratamente bilanciata in cui compaiono ‘oli base' e ‘additivi' che insieme concorrono a determinarne il comportamento in esercizio, sia in termini di prestazioni, sia in termini di durata.

Oli base
Rappresentano il componente preponderante nella maggioranza dei lubrificanti. Il prodotto finito può contenere dal 70 al 99% di olio base.
La qualità degli oli base è strettamente collegata al tipo di greggio ed al processo utilizzato. Gli oli base possono essere di diversa natura:
Minerali: miscela di idrocarburi ottenuta a partire dal greggio mediante un convenzionale processo di raffinazione o mediante processo di idrogenazione media.
Il numero di tagli e le relative caratteristiche viscosimetriche dipendono dal produttore e dal tipo di processo. Di norma vengono prodotti:

• un taglio molto fluido (SN 80 ÷ 100 o spindle)
• un taglio fluido (SN 125 ÷ 170 tipic. 150)
• un taglio medio (SN 350 ÷ 600)
• un BrightStock (BS 150 ÷ 200)

Non convenzionali: miscela di idrocarburi ottenuta a partire da tagli petroliferi mediante processi di conversione che includono un fase di idrogenazione spinta.
Sintetiche: tutti i tipi di basi ottenuti mediante processi di sintesi. Ottenute per oligomerizzazione ed idrogenazione di olefine, sono di qualità superiore, come anche dimostra il prezzo (da due a dieci volte superiori); l'utilizzo è in crescita, soprattutto nel settore degli oli motore.
Ri-raffinate: ottenute mediante processi efficienti e moderni di ri-raffinazione degli oli usati; una gestione corretta degli approvvigionamenti e delle fasi del processo consente d'ottenere prodotti di qualità identica a quella delle basi vergini. Purtroppo esistono tuttora notevoli pregiudizi all'utilizzo massiccio delle basi ri-raffinate, che sono a torto considerate prodotti di qualità scadente.

Additivi
Gli additivi sono componenti degli oli lubrificanti organizzati in miscele complesse (pacchetti) che unite al mix di basi permettono di raggiungere il livello prestazionale richiesto.
L'interazione tra i vari additivi può essere sinergica o antagonista: lo studio di tali interazioni è la base per l'acquisizione del know-how.
Gli additivi possono essere classificati in base al fatto che:

• Migliorano le caratteristiche intrinseche delle basi (modificatori dell'Indice di Viscosità, miglioratori del punto di scorrimento, antischiuma/disemulganti)
• Impartiscono nuove proprietà (antiusura/EP, detergenti, disperdenti, anticorrosivi) 
• Allungano la vita del lubrificante (antiossidanti)

Classificazione degli oli in base alla viscosità

Esistono vari sistemi di classificazioni viscosimetriche che indicano, generalmente con un numero, un intervallo di viscosità più o meno ristretto. Il loro scopo è quello di fornire unitamente all’Indice di Viscosità (I.V.), una rapida indicazione per la scelta del lubrificante più adatto per una data applicazione.
Per gli oli industria è largamente utilizzata la classifica ISO VG (International Organization for Standardization), mentre quella SAE (Society of Automotive Engineers) è fondamentale per i lubrificanti autotrazione. La classifica AGMA (American Gear Manufacturer’s Association) è valida per gli oli ingranaggi, mentre quella SUS (è in pratica utilizzata solo per classificare i vari tagli di oli base.

Classifica SAE J300 per la viscosità degli oli motore

Gli oli lubrificanti devono essere adeguati alle diverse esigenze di lubrificazione derivanti dalle condizioni di funzionamento e pertanto si differenziano, anche notevolmente, come caratteristiche e prestazioni.
Per stabilire una differenziazione degli oli lubrificanti autotrazione in base alla loro viscosità ci si riferisce alla classifica SAE J300 (Society of Automotive Engineers).

Gli oli vengono raggruppati in diverse gradazioni che rientrano in determinati limiti di viscosità. Tali limiti sono riferiti a temperature diverse che riproducono le condizioni estreme che possono verificarsi nel funzionamento dei motori. Il limite inferiore individua la viscosità dinamica a bassa temperatura; definisce gradi SAE “W‘ (Winter) da 0W a 25W in base a valori di viscosità misurati a temperature da -30° a -5°C: la temperatura rappresenta quella minima a cui il motore può essere avviato. Il limite superiore definisce la viscosità cinematica misurata a 100°C e definisce gradi SAE da 20 a 60 con valori di viscosità crescenti. I valori di viscosità stabiliti dalla SAE, sono espressi in centipoises per la temperatura a freddo (W) ed in centistokes per la temperatura a 100°C.

Attrito e lubrificazione

Tra due corpi in contatto ed in moto l’uno rispetto all’altro si crea sempre una forza che si oppone al movimento: la forza di attrito.
Tale forza si manifesta nelle macchine di ogni genere sotto forma di perdita di energia meccanica e di usura; il lavoro impiegato per vincere l’attrito si trasforma in calore e si deve quindi considerare perduto.
L’attrito tra le superfici metalliche deve essere quindi evitato a causa delle perdite di energia meccanica e dell’usura che metterebbe rapidamente fuori uso le parti in movimento.
Per ridurre entro limiti accettabili tali inconvenienti si ricorre alla lubrificazione che consiste nell’interporre tra le parti in movimento particolari sostanze, dette lubrificanti, che opponendosi al contatto diretto tra le superfici, limitano le conseguenze dell’attrito.
I lubrificanti possono essere liquidi, solidi, o semisolidi; ma l’impiego dei primi è di gran lunga prevalente.
I lubrificanti liquidi detti anche oli lubrificanti sono costituiti da un olio base (minerale o sintetico) al quale vengono aggiunti in opportune proporzioni dei componenti, gli additivi, la cui funzione è quella di migliorare le caratteristiche del lubrificante.
Per svolgere una corretta lubrificazione degli organi meccanici un olio deve avere i seguenti requisiti:

• tenere separate le superfici in movimento, creando tra queste uno film continuo impedendone il contatto in tutte le condizioni di carico, temperatura e velocità;
• agire da fluido di raffredamento;
• possedere una stabilità termica ed ossidativa tale da non subire fenomeni di degradazione nel periodo di vita utile;
• proteggere le superfici dall’attacco di agenti atmosferici o di prodotti aggressivi che si formano durante l’esercizio;
• impedire la formazione di depositi e/o tenerne dispersi nel fluido gli eventuali.

Viscosità

La proprietà più importante, tipica di un lubrificante è la sua viscosità.
La viscosità, per definizione, è una misura della resistenza allo scorrimento di un fluido. Nel caso semplice di due superfici in moto relativo separate da un fluido, per mantenere la superficie mobile a velocità costante è necessario applicare una forza F che serve a vincere la resistenza viscosa esercitata dal fluido.

La viscosità di un lubrificante aumenta al diminuire della temperatura e viceversa. Le variazioni di viscosità, sempre di entità rilevante nell’intervallo di temperatura che si riscontra nei motori, differiscono per i vari tipi di olio e sono misurate mediante una grandezza appositamente definita, denominata Indice di Viscosità (I.V.). L’indice di viscosità è un numero che indica come varia la viscosità di un certo olio al variare della temperatura; assume valori tanto più alti quanto minori sono le variazioni di viscosità al variare della temperatura.