Un mejorador del índice de viscosidad (VII), o modificador de viscosidad, es un polímero soluble en aceite que reduce el grado en que el aceite se diluye al calentarse —el efecto que hace posibles los aceites multigrado, como el 5W-30—. Sus ovillos permanecen compactos en frío y se expanden en caliente, aportando viscosidad precisamente allí donde el aceite base la pierde.
Para un formulador, elegir un VII es un ejercicio de equilibrio: no se puede maximizar al mismo tiempo la eficiencia de espesamiento, la estabilidad al cizallamiento y el bajo costo. El grado adecuado depende de la estabilidad al cizallamiento (SSI) que exija su especificación, de los objetivos de HTHS e índice de viscosidad que deba alcanzar, de los riesgos a baja temperatura y de formación de depósitos que deba evitar, y de las cifras reales de la ficha técnica de cada polímero. Esta guía aborda estos cuatro aspectos.
A quién va dirigida esta guía: a formuladores de lubricantes, mezcladores y compradores con conocimientos técnicos que seleccionan un grado de modificador de viscosidad —no una definición de una sola línea—.
¿Qué hace un VII —y cuál es la compensación ineludible?
Un VII apenas añade viscosidad cuando el aceite está frío y mucha cuando está caliente. Ese espesamiento dependiente de la temperatura permite que un aceite base fluido y fácil de bombear se comporte como un aceite mucho más espeso a temperatura de funcionamiento: la base misma de un aceite multigrado.
El mecanismo consiste en una espiral que se expande y se contrae con la temperatura: a baja temperatura, el polímero es poco soluble y se contrae formando una espiral compacta que apenas afecta al flujo; a medida que la temperatura aumenta, se disuelve, la espiral se hincha y aporta cada vez más índice de viscosidad. Es bastante sencillo, pero plantea una disyuntiva de la que no se puede escapar mediante el diseño. La eficiencia del espesamiento proviene del alto peso molecular, y el alto peso molecular es precisamente lo que el cizallamiento mecánico rompe. Los polímeros más estables al cizallamiento y más eficientes son también los más caros. Puede optimizar dos de los tres aspectos —eficiencia de espesamiento, estabilidad al cizallamiento y costo— y el tercero es su concesión.
Por qué es importante: no existe un VII «óptimo» universal, solo el que mejor se adapta a su presupuesto de SSI, a su objetivo de VI/HTHS y a su límite de costo. Todo lo que viene a continuación trata de establecer ese compromiso de forma deliberada, en lugar de por casualidad.
Estabilidad al cizallamiento (SSI): la cifra que determina su VII
Si solo se queda con una cifra de esta guía, que sea el índice de estabilidad al cizallamiento (SSI). El SSI es la fracción de la viscosidad que aporta un polímero y que se pierde tras el cizallamiento mecánico del aceite (ASTM D6278, ensayo del inyector de Kurt Orbahn); por lo tanto, un SSI más bajo indica un polímero más estable al cizallamiento, y los VM de copolímeros de olefinas comerciales tienen un SSI de aproximadamente 23-55.
La distinción que suele confundir a la gente es la diferencia entre pérdida temporal y pérdida permanente. Bajo un cizallamiento elevado, la cadena del polímero se estira y el aceite se diluye, pero esa pérdida temporal de viscosidad se revierte una vez que cesa el cizallamiento. La pérdida permanente de viscosidad es diferente: la cadena del polímero se rompe realmente y la viscosidad nunca vuelve a los valores iniciales de la mezcla. La pérdida permanente es lo que hace que el aceite baje de grado. Una regla útil derivada del «trapecio de pérdida de viscosidad»: la escisión de la cadena reduce tanto el KV como el HTHS de forma permanente, pero la pérdida de KV es siempre la mayor de las dos.
El nivel de SSI que se necesita viene determinado por la aplicación, no por las preferencias:
- SSI ≤ 25 — típico de los aceites diésel y de gasolina europeos
- SSI ≤ 35: preferible para las formulaciones de diésel norteamericanas
- SSI ≈ 55: la estabilidad al cizallamiento más baja generalmente aceptable para los aceites de motor modernos
El adelgazamiento por cizallamiento puede hacer que un aceite pierda un grado completo de viscosidad. Un aceite mezclado a 5W-30 con un SSI demasiado alto puede reducirse por cizallamiento hasta un 5W-20 durante su uso, perdiendo espesor de película antes del cambio de aceite. Por eso las especificaciones modernas establecen un KV100 mínimo tras una prueba de cizallamiento estandarizada, no solo para el aceite nuevo.
La conclusión para los mezcladores: hay que adaptar el SSI al tipo de uso y al intervalo de cambio de aceite, no al polímero más barato. Un aceite de servicio pesado con intervalos de cambio largos o un líquido para la transmisión sometido a un fuerte cizallamiento necesita un grado con bajo SSI y estable al cizallamiento para mantener su grado; un aceite para vehículos de pasajeros con intervalos de cambio cortos puede tolerar más. Savant Labs ofrece información detallada sobre ensayos de cizallamiento independientes (Kurt Orbahn, sónico y el ensayo KRL con rodamientos cónicos, más exigente).
OCP, PMA, HSD o PIB: adaptar la composición química a su aceite
Cuatro familias de polímeros cubren casi todos los VII comerciales, y cada una se sitúa en un punto diferente del mapa de eficiencia, cizallamiento, costo y comportamiento a bajas temperaturas. A continuación se muestra una comparación entre ellas, con valores representativos de los propios grados de CheMost, cuando los suministramos:
| Composición química | Eficiencia de espesamiento | Estabilidad al cizallamiento | Baja temperatura / observaciones | Grado de CheMost |
|---|---|---|---|---|
| OCP (copolímero de olefinas) | Alta | SSI 20–45 (comercial 23–55) | Bueno si el etileno es ≤ ~60 %; bajo costo; VM multigrado dominante | Modificador de viscosidad OCP líquido (SSI 20–45) |
| EPM (etileno-propileno) | Alta | SSI 23 | Polímero base sólido, disuelto por el mezclador; 51,5 % de etileno | Polímero base EPM (SSI 23) |
| PMA (polimetacrilato) | Menor (~15 % del peso molecular en la cadena principal frente al 80-90 % del OCP) | Bueno | Excelente a bajas temperaturas; también es un depresor del punto de fluidez; mayor costo | PMA (doble VII / depresor del punto de fluidez) |
| HSD (estireno-dieno hidrogenado, estructura en estrella) | Muy alta | Bueno, pero con una mayor pérdida permanente que el OCP con el mismo SSI nominal | Excelente a bajas temperaturas; aceites de alta calidad para el ahorro de combustible | — |
| PIB (poliisobutileno) | Escaso aumento del VI | — | Base para los multifuncionales dispersantes-VII | — |
El OCP debe su posición dominante en el mercado a su alta eficiencia espesante y su bajo costo. El contenido de etileno es la clave: por encima de aproximadamente el 60 % de etileno se convierte en un OCP de baja temperatura (LTOCP), pero si se eleva demasiado, la cristalinidad perjudica la bombeabilidad a bajas temperaturas. El PMA es, aunque parezca contradictorio, un espesante menos eficaz que el OCP a pesar de su elevado peso molecular: solo alrededor del 15 % de la masa del PMA se encuentra en la cadena principal (frente al 80-90 % de un polímero de olefina), lo que da lugar a una estructura en espiral más corta de extremo a extremo. A cambio, el PMA aporta rendimiento a baja temperatura y una ventaja adicional: sus segmentos de cadena larga (C14+) interactúan con la cera, por lo que también actúa como depresor del punto de fluidez. Los polímeros en estrella de HSD ofrecen una eficiencia muy alta y una buena estabilidad al cizallamiento, pero sufren una mayor pérdida permanente en condiciones de uso severas. El PIB aumenta ligeramente el índice de viscosidad (VI) y actúa principalmente como cadena principal para los multifuncionales dispersantes-VII.
- Se requiera un espesante multigrado rentable
- Debas alcanzar un HTHS ≥ 3,5 cP
- Aceites de motor PCMO / HDDO
- La reología a baja temperatura es crítica
- ATF, aceites para engranajes, aceites de ahorro energético
- Se desea VII + reducción del punto de fluidez en un solo aditivo
Qué significa esto para usted: opte por el OCP (o un polímero base EPM) para un espesamiento multigrado económico y compatible con el HTHS; cambie al PMA cuando el flujo en frío o una función dual VII/PPD sean importantes. Una advertencia: las mezclas de OCP y PMA aportan propiedades intermedias útiles, pero una mezcla física concentrada de ambos es incompatible; combínelos en el aceite acabado, no en el concentrado. Consulte la gama completa de mejoradores del índice de viscosidad CheMost para ver las opciones de grados. Para conocer los fundamentos sobre las clases de polímeros, el informe de la STLE sobre mejoradores del índice de viscosidad es una buena referencia imparcial.
From the labFormulating motor oil or transmission fluid? CheMost supplies the chemistry.View engine oil packagesAdaptar el VII a sus especificaciones: VI, HTHS y SAE J300
El VII no se elige de forma aislada: debe proporcionar el índice de viscosidad y el HTHS del aceite acabado dentro de un grado SAE J300. El punto de partida es el aceite base: los aceites base API de los grupos I y II tienen un índice de viscosidad (VI) de 80-120; los del grupo III y los PAO (grupo IV) superan los 120; y un mejorador de índice de viscosidad eleva entonces el índice de un aceite multigrado acabado hasta aproximadamente 150-200+.
La norma SAE J300 clasifica un aceite de dos formas a la vez: la clasificación «W» (invierno) viene determinada por la viscosidad de arranque en frío y de bombeo, mientras que la clasificación no «W» se basa en la viscosidad cinemática a 100 °C y en la viscosidad HTHS a 150 °C y 10⁶ s⁻¹. Un aceite multigrado como el 5W-30 debe cumplir ambos requisitos. La viscosidad HTHS suele ser la restricción determinante: muchos fabricantes de equipos originales europeos especifican una viscosidad HTHS mínima de 3,5 cP independientemente del grado, y es más fácil mantenerla por encima de 3,5 cP con un OCP que con un polímero de menor viscosidad HTHS.
Los datos publicados sobre aceites SAE 5W-30 mezclados con VM de copolímero de olefinas muestran la escasa cantidad de polímero que se necesita realmente:
KV100 ≈ 10 cSt
Contenido de polímero OCP = 0,58–1,05 % en peso
HTHS (150 °C) = 2,88–3,07 cP
En la práctica: fije primero su grado W y su objetivo de HTHS, y luego elija el polímero de menor costo que cumpla su límite máximo de SSI con esa tasa de tratamiento. Puede calcular el índice de viscosidad (VI) final a partir de las viscosidades del aceite base y de la mezcla con nuestra calculadora de índice de viscosidad, o bien indíquenos el grado deseado, el HTHS y el límite de SSI, y le recomendaremos un grado de VII y una tasa de tratamiento; solicite una muestra o la ficha técnica completa (TDS) → (Los límites de grado aplicables vienen establecidos por la norma SAE J300.)
Precauciones en la formulación
Hay algunos modos de fallo que afectan a los formuladores que alternan entre grados de VII:
- OCP con alto contenido en etileno y bajas temperaturas: el etileno aumenta la eficiencia del espesamiento, pero, por encima de aproximadamente el 60 %, la cristalinidad puede perjudicar la bombeabilidad a bajas temperaturas y contribuir a la formación de lodos. Equilibre el contenido de etileno con su objetivo de flujo en frío.
- Hollín y depósitos: un dispersante-VII (DVII) integra el control del hollín y de los depósitos en el propio modificador de viscosidad; merece la pena tenerlo en cuenta para los aceites diésel, en lugar de añadir por separado un dispersante y un VII simple.
- Incompatibilidad entre OCP y PMA: ambos aportan una reología intermedia útil en el aceite acabado, pero una mezcla física concentrada es incompatible; nunca se deben premezclar los concentrados.
- Tratamiento excesivo: más polímero no significa mejor rendimiento. Más allá de su nivel óptimo, un depresor del punto de fluidez solo aporta mejoras marginales e incluso puede provocar una reversión del punto de fluidez; la misma disciplina se aplica a la dosis de VII y a los presupuestos de fósforo, HTHS y costos que comparte con el resto del paquete de aditivos.
Preguntas frecuentes sobre los mejoradores del índice de viscosidad
OCP o PMA: ¿qué modificador de viscosidad debo utilizar?
Utilice OCP (o un polímero base EPM) como opción predeterminada para un espesamiento multigrado rentable y cuando necesite un HTHS ≥ 3,5 cP: domina el mercado de los modificadores de viscosidad (VM) para aceites de motor por una buena razón. Elija el PMA cuando la reología a baja temperatura sea fundamental (ATF, aceites para engranajes, aceites de bajo consumo) o cuando desee mejorar la viscosidad y reducir el punto de fluidez con un único aditivo. Muchos aceites de gama alta mezclan ambos a nivel del aceite acabado.
¿Cuál es un buen valor de HTHS? ¿Cuanto más bajo, mejor?
Depende del uso. Muchos fabricantes de equipos originales (OEM) europeos y de vehículos pesados exigen un HTHS mínimo de 3,5 cP para garantizar la durabilidad de los cojinetes, por lo que «bueno» en este contexto significa ≥ 3,5 cP. Un HTHS más bajo (hasta los 2,3 mPa·s del grado SAE 16) mejora el ahorro de combustible, pero reduce el margen hidrodinámico que protege los cojinetes; por lo tanto, un valor más bajo es «mejor» solo hasta el punto que lo permitan los requisitos de durabilidad de su motor.
¿Cuánta viscosidad pierde un aceite por cizallamiento? ¿Puede bajar un grado?
Sí. La pérdida permanente de viscosidad debida a la escisión de las cadenas poliméricas es irreversible y puede hacer que un aceite baje un grado completo de viscosidad —un 5W-30 que, bajo cizallamiento, se convierte en un 5W-20—. En qué medida depende del índice de estabilidad al cizallamiento (SSI) del VII: un grado con un SSI bajo, estable al cizallamiento, mantiene su grado durante intervalos de cambio prolongados y en condiciones de fuerte cizallamiento, mientras que un grado con un SSI alto puede perder su grado antes del siguiente cambio de aceite.
¿Cuál es la diferencia entre las viscosidades KV40, KV100 y HTHS?
KV40 y KV100 son viscosidades cinemáticas (en cSt) a 40 °C y 100 °C sin cizallamiento externo (ASTM D445), y ambas juntas dan el índice de viscosidad (ASTM D2270). La HTHS es la viscosidad a alta temperatura y alto cizallamiento, medida a 150 °C y 10⁶ s⁻¹ (ASTM D4683), que simula el funcionamiento de un cojinete de motor. La HTHS es un mejor indicador de la protección de los cojinetes que la KV100 por sí sola y se está convirtiendo cada vez más en el objetivo de las especificaciones.
¿Puedo añadir un VII directamente al aceite base para fabricar un aceite multigrado?
Técnicamente, espesa el aceite y aumenta su índice de viscosidad (VI), pero un lubricante acabado necesita un paquete completo de aditivos: antidesgaste (como el ZDDP), detergente, dispersante y antioxidante. Un VII por sí solo proporciona un aceite más estable térmicamente, pero carece de las propiedades químicas de rendimiento que exige una especificación. El VII es siempre un componente más de una formulación equilibrada.
¿Los mejoradores del índice de viscosidad provocan lodos?
Pueden hacerlo si no se combinan adecuadamente. Los copolímeros de olefinas con un contenido de etileno demasiado alto pueden cristalizarse a baja temperatura y contribuir a la formación de lodos, razón por la cual los OCP modernos mantienen el etileno en un rango de entre el 50 % y el 60 %. Los VII de polimetacrilato son intrínsecamente más resistentes a este fenómeno. La selección del grado, y no solo la clase de polímero, es lo que determina el resultado.
Acerca de esta guía
Esta guía ha sido redactada por el equipo de formulación de aditivos de CheMost, basándose en la bibliografía sobre tribología y lubricantes (STLE, Savant Labs y el capítulo de Stambaugh en Chemistry and Technology of Lubricants), las normas ASTM, SAE y API citadas a lo largo del texto, y las propias fichas técnicas de productos de CheMost. CheMost suministra aditivos para lubricantes desde 2013, con documentación de apoyo conforme a REACH y TSCA e inspecciones de terceros (SGS/Intertek/BV) disponibles previa solicitud. Está destinada a formuladores y mezcladores; no constituye una homologación de fabricante de equipo original (OEM), y las declaraciones de rendimiento del aceite acabado corresponden al propio aceite acabado.
¿Necesita un grado VII con el SSI adecuado para sus especificaciones? Suministramos grados OCP, EPM y PMA de doble función con fichas técnicas completas (TDS) y muestras rápidas, y le ayudamos a ampliar su selección de componentes aditivos para lubricantes. Solicite una muestra o la ficha técnica completa (TDS) →
Guías relacionadas
- Componentes del paquete de aditivos para aceite de motor: dónde se sitúa el VII en el paquete completo.
- ¿Qué es el ZDDP? — El aditivo antidesgaste con el que el VII comparte el presupuesto de fósforo y de costos.
Referencias y normas del sector
- Canter, N. «Viscosity Index Improvers» (Mejoradores del índice de viscosidad). STLE Tribology & Lubrication Technology, septiembre de 2011. stle.org
- «Pruebas de estabilidad al cizallamiento y pérdida de viscosidad». Savant Labs (laboratorio de ensayos independiente). savantlab.com
- Mathura, S. «Explicación de los mejoradores del índice de viscosidad». Precision Lubrication, 2024. precisionlubrication.com
- Stambaugh, R.L. «Mejoradores del índice de viscosidad y espesantes», en Chemistry and Technology of Lubricants (Springer, 1992). link.springer.com
- Normas a las que se hace referencia: ASTM D2270 (VI), ASTM D445 (viscosidad cinemática), ASTM D6278/D6022 (estabilidad al cizallamiento), ASTM D4683 (HTHS); SAE J300; Grupos de aceites base de la API.
Artículos Relacionados
Sulfonato de calcio vs fenato de calcio: ¿qué detergente necesita su fórmula?
¿Qué es el ZDDP? El aditivo antidesgaste que protege su motor
