Tutti sappiamo che dentro i motori a scoppio di tutti i nostri mezzi di trasporto c’è anche l’olio motore; un liquido non simpatico, tendente allo sporco, spesso va controllato il suo livello ed, ogni tanto, va sostituito.
Solo gli appassionati sono a conoscenza che l’olio motore è un elemento importante, anzi essenziale per il nostro motore, non è un accessorio, ma una parte integrale dello stesso.
Senza l’olio il motore non va, meglio può fare pochi giri, con una certa fatica al suo scorrere, con una rapida usura dei meccanismi in movimento per poi bloccarsi definitivamente
Ma che cosa è l’olio motore, a che cosa serve, e quale è la sua storia?
Sul finire del secolo 1800, con la comparsa dei primi motori a scoppio, è sorto il problema della lubrificazione, ovvero il modo di ovviare all’attrito fra i componenti meccanici in movimento su se stessi e, quindi, ad evitare i danni che ne sarebbero derivati, in modo particolare l’usura dei meccanismi e l’assorbimento della potenza dovuta alla resistenza allo scorrimento.
GLI OLI MINERALI
Per le esigenze dei primi motori, gli oli d’origine minerale, o meglio con i prodotti residuo della distillazione del petrolio grezzo, avevano dato inizialmente una risposta sufficiente.
Certamente c’era il vincolo di dover, ad ogni cambio di stagione, sostituire l’olio motore con quello più adatto alle relative temperature.(Caldo = fluido) Un olio più viscoso in estate, vale a dire di maggior consistenza, perchè con l’innalzamento della temperatura, l’olio tende a fluidificare al punto d’assottigliarsi tanto da non lubrificare più; (Freddo = denso) un olio più fluido nell’inverno per permettere un facile avviamento del motore, perché l’olio, con la temperatura fredda, tende ad indurirsi e perciò ostacola il movimento.
Il vero problema nasceva di conseguenza con l’evoluzione del motore
Aumentavano i rapporti di compressione, s’innalzavano i numeri dei giri motore, cresceva la potenza, con conseguenze di chiedere all’olio motore delle prestazione di lubrificazione sempre più esasperate
.
Un olio minerale puro sappiamo che ad una temperatura intorno ai 100° C
diventa critico, diventa molto sottile, scappando da tutte le parti, non rimanendo più dove avrebbe dovuto evitare il contatto fra i vari meccanismi.
GLI OLI DI RICINO
Non solo salutari per il nostro organismo, fanno così la loro apparizione gli oli vegetali a base di ricino: i” Castor-.oil”, che se ci consentivano una buona lubrificazione alle alte temperature, perché reggevano bene il caldo, non lo erano alle basse temperature, perché di difficile scorrimento. . Nelle gare motoristiche, infatti, venivano preriscaldati prima della loro immissione nel motore. Al termine della prestazione era poi consigliabile toglierli, al fine di evitare gli incollamenti e i depositi, che facilmente potevano procurare.
GLI ADDITIVI
Col tempo, progressivamente, si ottengono dei prodotti chimici che, aggiunti ai lubrificanti, ne migliorano le caratteristiche intrinseche delle basi e, addirittura, possono conferire proprietà non possedute. Sono questi gli additivi dell’olio, sono tanti, più gli anni passano più la chimica ne mette a disposizione.
Via, via troviamo:
Additivi per la protezione all’usura
Prodotti che si depositano, come strato protettivo, tra gli accoppiamenti metallici scorrevoli, impedendone il contatto, e quindi l’usura ed il grippaggio.
Additivi detergenti
Sono prodotti che mantengono pulito il motore “detersivi”
Additivi disperdenti
Questi prodotti fanno si, sfruttando la diversa polarità della materia, che le sostanze estranee rimangono a galla nell’olio motore, senza unirsi , perché viceversa potrebbero creare occlusione nei passaggi dell’olio ..
Additivi antiossidanti
Essendo un prodotto della natura, l’olio è soggetto ad un invecchiamento naturale, invecchiamento che si verifica quando l’olio reagisce con l’ossigeno dell’aria. Inizialmente si verifica un addensamento dell’olio per finire in una vera e propria trasformazione in lacche e melme.
Ecco quindi l’ additivo, o meglio quell’ aggiunta di prodotti che ne ritardano od ostacolano l’ossidazione.
Additivi anti schiuma
Soprattutto per quei motori che raggiungono alti numeri di giri motore, è importante la protezione dalla formazione di schiuma, perchè ovviamente, dove è questa, manca la lubrificazione.
Additivi miglioratori dell’indice di viscosità
L’ideale sarebbe un olio che presenta, ad ogni variare di temperatura, la stessa viscosità. Con gli additivi di viscosità si ottengono degli ottimi risultati ed i prodotti così ottenuti sono chiamati oli multigradi.
Questa è solo una serie degli additivi che sono aggiunti agli oli di base per migliorarli, ne seguono diversi altri.
Sul finire degli anni 1940, gli oli minerali, additivati, si completano offrendo delle prestazioni ottime, sopperiscono a tutte le esigenze del momento, in modo più che sufficiente; di conseguenza è la fine degli oli ricinati..
I LUBRIFICANTI SINTETICI
Se il settore della lubrificazione nell’autotrazione può aver raggiunto dei buoni traguardi, non così possiamo dire nell’aeronautica, dove i nuovi motori a turbina e le alte quote che di conseguenza si raggiungono, chiedono ai lubrificanti delle prestazioni particolari .
Oltre l’elevato numero di giri dei motori, vicini ai 100.000, troviamo un’escursione termica eccezionale , a quota 10.000 metri circa – 50°
mentre i gas di scarico sono sui + 350/400°
A queste condizioni la lubrificazione non può più essere assolta dai lubrificanti di origine minerale.
Ecco quindi la necessità di nuovi lubrificanti con caratteristiche più elevate: i sintetici:
L’inizio dell’impiego dei lubrificanti sintetici risale a circa 60 anni fa, ma il loro sviluppo fu accelerato durante la seconda guerra mondiale, per soddisfare le esigenze militari. Più recentemente il costo crescente e la carenza nei rifornimenti petroliferi, hanno creato nuovi incentivi allo sviluppo di lubrificanti sintetici che riducano l’attrito, limitino il consumo di energia ed offrano più lunga vita utile.
L’evoluzione degli oli sintetici, può essere brevemente così riassunta:
1850 inizia l’uso degli oli minerali
1927-1944 lavoro del Dr. Zorn (IG Farben) su idrocarbonio e sintetici Esteri
1945 Primo lubrificante Polialcalino a base glicole della Union Carbide
1951 Prima specifica per un olio a base sintetica diestere per Turbine
MIL-L-7808.
1970 Specifiche USAF per un fluido idraulico PAO MIL-H-83282
1973 Primo olio 100% sinetico Estere (300V) commercialzzato dalla
Motul, prodotto dalla NICO dell’aereonautica militare Francese.
1977 Mobil 1 – interamente sintetico PAO+ ESTERE
Un lubrificante sintetico è un prodotto ottenuto con materie prime fabbricate mediante sintesi chimica e contenente gli additivi necessari per migliorarne il comportamento.Le materie prime, pertanto, vengono “costruite”su misura ristrutturandone le molecole.
La molecola tutti sappiamo che è la più piccola parte della materia, come tale, se volessimo suddividerla ancora, troveremmo non più materia, ma degli atomi.
Ad esempio la molecola più semplice è quella dell’acqua, uguale a due atomi di idrogeno e uno di ossigeno. Come sono disposti gli atomi dentro la molecola è molto importante, pur rimanendo inalterata la molecola con i suoi atomi, è sufficiente cambiarne la disposizione di questi ultimi, per ottenere un diverso prodotto. Un buon esempio è dato dalle molecole della grafite e del diamante: sono uguali, lo stesso numero di atomi di carbonio puro, ma nel diamante disposti in modo compatto e geometrico, ogni atomo di carbonio è stretto fra quattro altri atomi identici. Nella grafite, come pure nel carbone, gli atomi sono disposti liberamente uno sopra l’altro. Il risultato è ben noto: il diamante, nella scala della durezza rappresenta il massimo, mentre la grafite può essere scalfita anche semplicemente con un unghia.
Per la ristrutturazione molecolare si ricorre alla temperatura e la pressione.
Di oli sintetici ne possiamo avere di diversi tipi, alcuni provengono dal petrolio come i minerali, tuttavia il processo di produzione è più impegnativo e costoso ( Hidrogenati – PAO)
Altri sono di origine vegetale, come sego, talloil, polpa della noce di cocco: I più importanti sono gli ESTERI così definiti perché frutto di una reazione tra un alcol di origine vegetale ed un grasso di origine vegetale.
Certamente un olio a base sintetica è di gran lunga superiore ad uno a base minerale, in modo particolare :
viscosità, sono addirittura multigradi naturali, quindi non necessitano di additivi di tal genere.
Adesività, si “aggrappano “al metallo così che anche dopo una lunga sosta, alla ripartenza del motore, i meccanismi sono sempre lubrificati.
Ossidazione, offrono grande resistenza così da allungarne la durata della vita, nelle vetture siamo già ai 50.000 Km. prima del cambio olio, mentre nei motori diesel per autocarro abbiamo già raggiunto intervalli di cambio olio superiori ai 100.00 Km.
Basse temperature, non solo questi prodotti lavorano bene alle alte temperature, ma sono altrettanto validi per temperature sotto lo zero.
Bassa volatilità, resistono bene alle alte temperature senza volatilizzare, perciò senza cali di livello olio.
Con le basi sintetiche abbiamo la possibilità di ottenere oli motore a bassa viscosità, con la conseguente riduzione del consumo del carburante. Con le basi minerali invece, un olio a bassa viscosità presenterebbe l’inconveniente di un elevato consumo di olio ed una scarsa protezione dall’usura.
Oli a bassa viscosità come il 5W/30 permettono dei risparmi di carburante(Energy Conserving) sino al 3-4%. Il vantaggio di economia del combustibile dipende essenzialmente dalla riduzione dell’attrito nel motore per la bassa viscosità dell’olio.
CONCLUSIONE
I lubrificanti sintetici soddisfano attualmente le più importanti esigenze di lubrificazione.
L’uso dei lubrificanti sintetici di qualità superiore andrà sempre più crescendo, sia per la necessità di risparmiare energia, sia per la tendenza ad elevare temperature e sollecitazioni.
Giacomo Dall’Olio
