Un mejorador del índice de viscosidad (VII) es un aditivo polimérico que reduce la velocidad a la que varía la viscosidad de un aceite con la temperatura. Sin un VII, un aceite base mineral que fluye bien a 100 °C sería demasiado espeso para bombearlo a -20 °C. Los VII son los que hacen posibles los aceites multigrado modernos —5W-30, 10W-40, 15W-40—.
¿Qué es el índice de viscosidad?
El índice de viscosidad (VI) es un número adimensional que describe en qué medida varía la viscosidad cinemática de un aceite entre 40 °C y 100 °C. Un VI más alto implica una menor variación de la viscosidad: el aceite se mantiene más constante en condiciones de temperaturas extremas. Los aceites base minerales puros suelen tener valores de VI de entre 95 y 105. Los aceites base sintéticos de PAO alcanzan valores de entre 140 y 150. Con un buen VII y en condiciones normales de tratamiento, los aceites acabados pueden alcanzar valores de VI de entre 160 y más de 200.
El índice de viscosidad (VI) se calcula a partir de la viscosidad cinemática a 40 °C y 100 °C según la norma ASTM D2270. No se mide directamente.
Cómo funcionan los mejoradores del índice de viscosidad
Los VII son polímeros de cadena larga con un comportamiento de enrollamiento y estiramiento. A bajas temperaturas, las cadenas poliméricas se contraen formando espirales apretadas que tienen un impacto mínimo en la viscosidad del aceite: el aceite fluye como si el polímero no estuviera presente. A altas temperaturas, las cadenas se expanden y se entrelazan, espesando el aceite. Este espesamiento dependiente de la temperatura compensa parcialmente el adelgazamiento natural del aceite base a temperaturas elevadas.
Los parámetros clave de un VII son:
- Eficiencia de espesamiento (TE): el aumento de la viscosidad cinemática que produce el polímero por unidad de polímero en solución
- Índice de estabilidad al cizallamiento (SSI): el porcentaje de pérdida de viscosidad tras el cizallamiento mecánico (ASTM D6278, CEC L-45). Un SSI más bajo indica un polímero más estable al cizallamiento
- Contribución a la viscosidad HTHS: el efecto del polímero sobre la viscosidad a alta temperatura y alto cizallamiento (HTHS) a 150 °C/10⁶ s⁻¹, la simulación más cercana al espesor de la película lubricante en un cojinete bajo la carga máxima del motor
Principales tipos de polímeros VII
Existen cuatro composiciones químicas principales de VII en el mercado:
| Composición química del VII | Estabilidad al cizallamiento y coste | Uso típico |
|---|---|---|
| OCP (copolímero de olefinas) | Alto TE, SSI moderado (15–35 %), bajo coste | Casi todos los aceites multigrado PCMO y HDDO |
| PMA (polimetacrilato) | Buena estabilidad al cizallamiento; también actúa como reductor del punto de fluidez; coste superior al del OCP | ATF, aceites para engranajes, aceites de motor de bajo consumo; excelente rendimiento a bajas temperaturas |
| HSD (estireno-dieno hidrogenado) | TE muy alto, buena estabilidad al cizallamiento; polímero en forma de estrella | Aceites PCMO de alta gama y aceites para ahorro de combustible |
| PIB (poliisobutileno) | Mejora del bajo índice de viscosidad (VI) | Base para dispersantes VII multifuncionales; espesante para grasas |
CheMost suministra mejoradores del índice de viscosidad, incluidos los grados OCP y PMA, para aplicaciones en aceites de motor, aceites para engranajes y líquidos de transmisión automática (ATF), con valores de SSI que oscilan entre el 10 % y el 45 %, dependiendo del grado.
From the labNeed this chemistry for a formulation? CheMost supplies the chemistry.Browse all productsEstabilidad al cizallamiento y retención de la viscosidad
En condiciones de funcionamiento del motor, el alto cizallamiento mecánico (especialmente en la bomba de aceite, los cojinetes de deslizamiento y el tren de válvulas) puede romper de forma permanente las cadenas poliméricas. Esto reduce el grado de viscosidad del aceite con el tiempo, un proceso denominado «pérdida de viscosidad por cizallamiento». Un aceite formulado para cumplir con la especificación 5W-30 en el momento del llenado puede descender hasta el equivalente a un 5W-20 en servicio si el índice de viscosidad (VII) sufre un cizallamiento excesivo.
Por este motivo, las especificaciones modernas de los aceites de motor establecen límites mínimos de KV100 no solo para el aceite nuevo, sino también tras ensayos de cizallamiento estandarizados. Por ejemplo, la norma API SP especifica un KV100 mínimo de 9,3 cSt tras el cizallamiento para un aceite 5W-30.
Para aplicaciones de servicio pesado, la norma ACEA E6/E9 exige que el aceite se mantenga dentro de su grado de viscosidad tras más de 250 horas de funcionamiento, lo que requiere grados OCP o PMA de alta estabilidad.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre las viscosidades KV40, KV100 y HTHS?
KV40 y KV100 son viscosidades cinemáticas (en cSt) medidas a 40 °C y 100 °C, respectivamente, sin fuerza de cizallamiento externa (ASTM D445). La HTHS es la viscosidad a alta temperatura y alto cizallamiento, medida a 150 °C y 10⁶ s⁻¹ (ASTM D4683), que simula las condiciones en los cojinetes del motor. La HTHS es un mejor indicador del desgaste del motor que la KV100 por sí sola y se utiliza cada vez más como objetivo de especificación.
¿Los VII provocan lodos o barnices?
Los VII basados en OCP pueden contribuir a la formación de lodos a baja temperatura si el contenido de etileno es demasiado alto, ya que los OCP con alto contenido de etileno pueden cristalizarse a bajas temperaturas. Los OCP modernos están diseñados con un contenido de etileno del 50-60 % para equilibrar la mejora del índice de viscosidad (VI) y el rendimiento a bajas temperaturas. Los VII de PMA son, por naturaleza, más resistentes a los problemas de lodos.
¿Puedo añadir un aditivo VII directamente al aceite base para elaborar un lubricante multigrado?
Técnicamente sí, pero un lubricante acabado requiere un paquete completo de aditivos (antidesgaste, detergente, dispersante, antioxidante, etc.). Añadir únicamente un VII al aceite base da como resultado un aceite más espeso y térmicamente más estable, pero sin la química de rendimiento exigida por las especificaciones de los aceites de motor. El VII es siempre un componente más de una formulación equilibrada.
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