El ZDDP —dialquilditiofosfato de zinc— es el aditivo antidesgaste presente en casi todos los aceites de motor. Se obtiene haciendo reaccionar pentasulfuro de fósforo con un alcohol y neutralizándolo con óxido de zinc (fórmula Zn[(RO)₂PS₂]₂), y forma una película sacrificial de vidrio fosfático sobre el metal en fricción que se rompe antes que el acero y se regenera continuamente.
Sin embargo, para un formulador, «¿qué es el ZDDP?» se traduce realmente en cuatro preguntas: qué grado especificar (primario, secundario o arílico), qué dosis se puede aplicar legalmente sin superar los límites de fósforo establecidos en la norma ILSAC GF-6, en los aceites API SP y ACEA C, qué consecuencias tiene una elección errónea para la durabilidad del convertidor catalítico y del tren de válvulas, y cuáles son realmente las cifras de zinc y fósforo que se esconden tras la ficha técnica. Esta guía responde a las cuatro preguntas: patentado por primera vez en 1944, el ZDDP sigue siendo el aditivo en torno al cual se equilibra el resto del aceite.
A quién va dirigida esta guía: a formuladores de lubricantes, mezcladores y constructores de motores con conocimientos técnicos que seleccionan y dosifican un grado de ZDDP —no a una definición de diccionario de una sola línea—.
¿Cómo protege realmente el ZDDP las superficies metálicas?
El ZDDP no lubrica, sino que reacciona. Bajo el calor y la tensión de contacto del metal en deslizamiento, se descompone y forma una fina película antidesgaste, de aspecto vítreo, exactamente donde las superficies entran en contacto, de modo que es la película la que soporta el desgaste en lugar del componente.
La película tribológica de sacrificio
La película se forma por capas. El azufre procedente del ZDDP en descomposición reacciona primero con el metal recién expuesto para depositar una fina capa de sulfuro de hierro; sobre la que se forma una capa amorfa de fosfatos de cadena corta (orto- y metafosfatos), cuyas cadenas se alargan hacia la superficie hasta convertirse en un «vidrio» de fosfato estabilizado con zinc y hierro, coronado por productos de descomposición orgánicos del ZDDP. Los espesores medidos oscilan entre tan solo 20 nm y aproximadamente 1 µm. Es este vidrio —y no la película de aceite— el que soporta la carga en el contacto límite.
Es el roce, no solo el calor
La suposición intuitiva es que el calor impulsa la formación de la película. No es así, o al menos no principalmente. El crecimiento de la película se correlaciona mucho más con la intensidad del roce metal contra metal —la distancia real de deslizamiento— que con la temperatura por sí sola. Estudios recientes en tribología confirman que el mecanismo está impulsado por la tensión: la tensión de cizallamiento aplicada en un contacto sometido a carga puede reducir la energía de activación térmica del ZDDP al menos a la mitad, de modo que la película se nuclea y se espesa precisamente donde las superficies están sometidas a mayor esfuerzo, y alcanza un espesor de equilibrio una vez que la formación compensa la eliminación.
Autorreposición: por qué es importante la reserva
Dado que la película tribológica es sacrificial, se desgasta y se reconstruye a partir del ZDDP nuevo que aún se encuentra en el aceite. Por lo tanto, la protección antidesgaste depende de la reserva restante de ZDDP, y no solo de la cantidad de ZDDP nuevo que se haya añadido al realizar la mezcla.
Un aceite que se ha oxidado o sometido a cizallamiento puede perder su capacidad de formar una película antes de que disminuya su viscosidad. Dos aceites con el mismo nivel de fósforo nuevo pueden ofrecer una protección muy diferente una vez que se ha consumido parte del ZDDP; por eso los intervalos de cambio de aceite y el equilibrio antioxidante son tan importantes como la dosis inicial de aditivo.
¿Por qué una sola molécula realiza tres funciones a la vez?
El ZDDP no es solo un agente antidesgaste. En una sola molécula de bajo costo, desempeña tres funciones: antidesgaste (con una actividad moderada a presión extrema), inhibición de la corrosión y, la función que la mayoría de la gente pasa por alto, la antioxidación secundaria mediante la descomposición de los peróxidos. Esa multifuncionalidad es la verdadera razón por la que ningún aditivo lo ha sustituido.
Merece la pena comprender su función antioxidante, ya que está físicamente vinculada al desgaste. La oxidación del aceite genera hidroperóxidos de alquilo, y la tasa de desgaste de los lóbulos de levas del motor es directamente proporcional a la concentración de hidroperóxidos de alquilo: los hidroperóxidos oxidan el hierro a Fe³⁺ y atacan la superficie. El ZDDP destruye esos hidroperóxidos (aproximadamente un mol de hidroperóxido consume cuatro moles de ZDDP neutro), algo que los fenoles impedidos que capturan radicales presentes en el aceite no pueden hacer. Contra este modo de desgaste concreto, solo ayuda un descomponedor de peróxidos como el ZDDP.
Por qué es importante: reducir el ZDDP por motivos de emisiones le sale doblemente caro: pierde la protección antidesgaste y parte del control de la oxidación, y no puede simplemente compensar la pérdida de antioxidación con más antioxidantes fenólicos.
ZDDP primario, secundario o arílico: ¿qué grado debe especificar?
El alcohol utilizado para fabricar un ZDDP determina su comportamiento, lo que da lugar a tres familias: primario (cadena lineal), secundario (ramificado) y alquil-arílico (aromático). La regla que suele sorprender a la gente es que la clasificación en cuanto a protección antidesgaste es opuesta a la clasificación en cuanto a estabilidad térmica.
- Estabilidad térmica: arílico > primario ramificado > primario > secundario > terciario (el terciario se descompone en olefinas a temperaturas moderadas y no es comercialmente utilizable).
- Actividad antidesgaste: secundaria > primaria > arílica.
- Estabilidad hidrolítica: primaria > secundaria > arílica.
La razón es de carácter mecánico: el ZDDP secundario se descompone más rápidamente —mediante eliminación β, en la que un hidrógeno β se desprende para formar un alqueno—, por lo que se activa y forma una película a temperaturas más bajas, lo que proporciona la mejor protección en el arranque en frío y para los lóbulos de levas. El ZDDP primario es más estable, ya que se degrada mediante una transferencia de alquilo más lenta, por lo que resiste mejor a altas temperaturas y en motores diésel. Por eso los aceites de rodaje y de competición se basan en grados secundarios, los fluidos hidráulicos prefieren los grados primarios por su estabilidad térmica e hidrolítica, y la mayoría de los aceites de motor mezclan ambos. (Los grupos alquílicos inferiores a C5 son poco solubles en aceite, por lo que los ZDDP comerciales utilizan alcoholes de C5 o superiores, o una mezcla de ambos. Para obtener una visión general del sector sobre los tres tipos, véase el análisis de la STLE sobre el ZDDP.)
Las cifras de la ficha técnica concretan esta compensación. A continuación se presentan tres grados de CheMost —un grado estándar, un grado de alquilo primario de cadena larga y un grado primario-secundario— con elementos medidos según la norma ASTM D4951:
| Propiedad (método) | Alquilo primario — SPZS-S1 | Alquilo primario de cadena larga — SPZS-L1 | Alquilo primario-secundario — SPZS-M1 |
|---|---|---|---|
| Zinc, % (D4951) | 8,55 | 8,55 | 9,22 |
| Fósforo, % (D4951) | 7,2 | 7,2 | 7,45 |
| Azufre, % (D4951) | 15,5 | 15,2 | 14,82 |
| Viscosidad a 100 °C, mm²/s (D445) | 15 | 18 | 18,5 |
| Punto de inflamación, °C (D93) | 208 | 208 | >180 |
| Aplicaciones típicas | Aceites y grasas para motores, sistemas hidráulicos y engranajes | Sistemas con elevadas exigencias hidrolíticas | Hidráulicos e industriales (rápida separación del agua) |
- Arranque en frío y formación de película a baja temperatura
- Rodaje y funcionamiento con taqués planos
- Aceites para engranajes y grasas que requieren una rápida formación de película
- Aplicaciones de alta temperatura o en el tren de válvulas de motores diésel
- Fluidos hidráulicos expuestos al agua
- La estabilidad térmica e hidrolítica es lo que marca la especificación
Qué significa esto para usted: «más zinc» no equivale a «más protección». Especifique el grado según la aplicación: un grado secundario o mixto cuando sea fundamental una formación rápida de película a baja temperatura; un grado primario cuando primen la estabilidad térmica e hidrolítica. CheMost suministra grados de ZDDP de alquilo primario y un grado de ZDDP de alquilo primario-secundario en toda la gama de ZDDP y antidesgaste. ¿No está seguro de qué grado se adapta a su aplicación? Envíenos los datos de la aplicación y le indicaremos las especificaciones adecuadas.
From the labFormulating motor oil or transmission fluid? CheMost supplies the chemistry.View engine oil packages¿Cuánto ZDDP se puede utilizar? El límite máximo de fósforo
El límite del ZDDP no es el rendimiento, sino la legislación sobre emisiones. El fósforo volatilizado del aceite envenena el catalizador, por lo que las especificaciones modernas de los aceites de motor lo limitan, y ese límite —y no el nivel de protección antidesgaste que desee— es el que determina su dosis máxima. (El ZDDP sigue utilizándose sin duda en los aceites para vehículos de pasajeros; simplemente se limita su contenido en fósforo, no se elimina).
| Especificaciones | Fósforo máximo | ppm P |
|---|---|---|
| ILSAC GF-6A/6B, GF-7 y API SP (gasolina) | 0,08 % en peso (mín. 0,06) | 800 |
| API CK-4 (diésel) | 0,12 % en peso | 1 200 |
| Secuencia C de la ACEA (bajo/medio contenido en SAPS) | ~0,07–0,09 % en peso (C2) | ~700–900 |
| ILSAC GF-3 (2001, histórico) | 0,10 % en peso | 1 000 |
| Aceites de competición (sin límite) | — | hasta ~3.000 (en forma de zinc) |
Dado que cada molécula de ZDDP contiene fósforo —junto con zinc en una relación másica de aproximadamente 1,1–1,2 a 1—, un límite de 800 ppm de fósforo equivale a unas 950 ppm de zinc; por lo tanto, ese límite se traduce directamente en un límite máximo de dosis de tratamiento.
Tomemos nuestro grado primario SPZS-S1, con un 7,2 % de fósforo, frente a un límite de 800 ppm (0,08 % en peso) para vehículos de pasajeros:
ZDDP máx. = 0,080 ÷ 0,072 ≈ 1,1 % en peso de ZDDP en el aceite acabado
Diésel CK-4 (0,12 % en peso de P) → ≈ 1,7 % en peso de margen
Y ese margen se comparte con todos los demás aditivos que contienen fósforo del paquete.
La conclusión para los formuladores: el límite de fósforo es la restricción principal para los aditivos antidesgaste en un aceite moderno para vehículos de pasajeros. Una vez contabilizado el fósforo presente en el detergente, el antioxidante y cualquier modificador de fricción, el ZDDP que realmente se puede añadir puede situarse muy por debajo del 1 % en peso —y esa es precisamente la razón por la que la selección del grado es más importante que la dosis bruta. Puede calcularlo usted mismo con nuestra calculadora de contribución de fósforo. O indíquenos sus especificaciones objetivo y el margen de fósforo/SAPS, y le recomendaremos un grado y una dosis de aditivo; solicita una muestra o la ficha técnica completa (TDS) →.
Cuando el ZDDP no es suficiente: aceites con bajo contenido en SAPS y alternativas
Cuando es necesario minimizar el fósforo —aceites API SP Resource Conserving y ACEA C de bajo contenido en SAPS que protegen el sistema de postratamiento—, los formuladores complementan o sustituyen parcialmente el ZDDP en lugar de sobrepasar el límite máximo. Ninguna de las opciones supone un cambio directo.
- Modificadores de fricción de molibdeno (MoDTC / MoDTP): sinérgicos con el ZDDP; una combinación de carboxilato de molibdeno y ZDDP ha reducido el coeficiente de fricción hasta en un 30 %, lo que permite reducir el fósforo total al tiempo que se mejora el ahorro de combustible. CheMost suministra dialquilditiofosfato de molibdeno (MoDTP) precisamente para esta función.
- Ditiofosfatos sin cenizas: la misma composición química de P₂S₅ sin zinc ni cenizas; sin embargo, no son multifuncionales y su protección anticorrosiva es más débil, lo que limita su rendimiento en un aceite de motor.
- Boratos orgánicos: forman una película en capas de ácido bórico; por sí solos no están a la altura del ZDDP, pero reducen el desgaste en combinación —aunque hay que controlar la corrosión del cobre y el plomo—.
Incluso en un aceite convencional con ZDDP, más no significa mejor: si se utiliza una cantidad excesiva del dispersante de succinimida, este forma complejos con el ZDDP, lo que reduce drásticamente la protección antidesgaste. La realidad es que ninguna alternativa sustituye por completo el rendimiento combinado antidesgaste y antioxidante del ZDDP en una sola molécula de bajo costo; por eso, a pesar de décadas de investigación sobre sustitutos, sigue siendo la tecnología antidesgaste dominante.
Preguntas frecuentes sobre el ZDDP
¿Cuánto ZDDP necesita un motor de taqués planos?
En el caso de los árboles de levas de taqué plano de serie o de recambio, muchos fabricantes de motores recomiendan al menos unas 1.000 ppm de zinc como margen de seguridad durante el rodaje, mientras que los árboles de levas de rodillos suelen funcionar bien con el límite de 800 ppm de fósforo de los aceites modernos. La respuesta correcta depende de la carga del tren de válvulas: las altas presiones de los resortes y los perfiles de elevación agresivos justifican una mayor cantidad. En una formulación, se trata de una decisión relacionada con el grado y la dosis, no con el envase del aditivo.
¿Se puede utilizar demasiado ZDDP?
Sí: un exceso es tan perjudicial como una cantidad insuficiente. Por encima de unas 1.900 ppm de zinc, el ZDDP puede favorecer el desgaste por corrosión a menos que se aumenten proporcionalmente los inhibidores de corrosión y los detergentes; además, un exceso de ZDDP también aumenta la fricción límite sin aportar ningún beneficio antidesgaste. Se trata de un sistema equilibrado, no de un aditivo en el que «cuanto más, mejor».
¿Daña el ZDDP los convertidores catalíticos?
El fósforo volatilizado del ZDDP se deposita en la superficie del catalizador de platino y paladio y reduce gradualmente su eficacia, por lo que las especificaciones de la gasolina limitan el fósforo al 0,08 % en peso (800 ppm). Utilizar el aceite con la especificación adecuada para el vehículo protege tanto el motor como el sistema de emisiones.
¿Cuál es la alternativa al ZDDP?
Las principales opciones son los modificadores de fricción a base de molibdeno (MoDTC/MoDTP), los ditiofosfatos sin cenizas y los boratos orgánicos, que suelen utilizarse para complementar un nivel reducido de ZDDP en aceites con bajo contenido en SAPS. Ninguno de ellos sustituye por completo la acción combinada antidesgaste y antioxidante del ZDDP en una sola molécula de bajo costo, por lo que la mayoría son sustitutos parciales más que sustitutos directos. CheMost suministra el molibdeno (MoDTP) y los coaditivos utilizados para estas reformulaciones de bajo contenido en SAPS.
¿ZDDP primario o secundario? ¿Cuál es mejor para los arranques en frío?
El ZDDP secundario. Al descomponerse más rápidamente (por eliminación β), se activa y forma su película protectora a temperaturas más bajas, lo que proporciona una mejor protección en el arranque en frío y para los lóbulos de levas. El ZDDP primario es más estable térmica e hidrolíticamente, lo que lo hace adecuado para aplicaciones a alta temperatura y sistemas hidráulicos. Muchos aceites de motor combinan ambos.
¿Son una buena idea los aditivos de ZDDP en botella del mercado de recambios?
Normalmente no, si se trata de un aceite ya formulado y equilibrado. Añadir un concentrado de ZDDP por separado conlleva el riesgo de un «choque entre aditivos» —los aditivos incompatibles pueden reaccionar e incluso formar ácidos corrosivos— y altera el equilibrio entre detergentes y dispersantes con el que se formuló el aceite. Cuando se necesita realmente una protección adicional contra el desgaste, la opción más acertada es un aceite formulado con el grado y nivel adecuados de ZDDP, o un paquete de aditivos para aceite de motor debidamente diseñado.
Guías relacionadas
- Componentes del paquete de aditivos para aceite de motor: el lugar que ocupa el ZDDP en el paquete completo de aditivos.
- Detergentes y dispersantes del aceite de motor: los aditivos con los que debe equilibrarse el ZDDP.
- Código HS para aditivos lubricantes: clasificación del ZDDP (3811.21) para la exportación.
Acerca de esta guía
Esta guía ha sido redactada por el equipo de formulación de aditivos de CheMost, basándose en la bibliografía sobre tribología revisada por pares (Spikes; Zhang y Spikes) y en la STLE, en las normas ASTM, API, ILSAC y ACEA citadas a lo largo del texto, así como en las propias fichas técnicas de los productos de CheMost. CheMost suministra aditivos para lubricantes desde 2013, con apoyo en materia de documentación 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.
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Referencias y normas del sector
- Spikes, H. «Mechanisms of ZDDP — An Update». Tribology Letters, 2025. link.springer.com
- Zhang, J. y Spikes, H. «On the Mechanism of ZDDP Antiwear Film Formation». Tribology Letters 63:24, 2016 (Imperial College London). spiral.imperial.ac.uk
- Canter, N. «El futuro incierto del ZDDP». STLE Tribology & Lubrication Technology, septiembre de 2019. stle.org
- Pedersen, A. «ZDDP: el aditivo accidental». UL Prospector Knowledge Center, 2017. ulprospector.com
- Normas a las que se hace referencia: ASTM D4951 (análisis elemental), ASTM D874 (cenizas sulfatadas), ASTM D93 (punto de inflamación), ASTM D445 (viscosidad); ILSAC GF-6A/6B; API SP y API CK-4; secuencia C de la ACEA.
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