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El Futuro De Las Grasas – Parte 1

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La demanda de grasas lubricantes emergentes se ve impulsada por factores como la consideración de costos, la escasez y la sostenibilidad de los espesantes de jabón de litio. Este escenario ha generado la necesidad de explorar nuevos desarrollos y métodos de prueba para satisfacer eficazmente los requerimientos del mercado.


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Elementos Fundamentales:

  • La expansión de la tecnología de vehículos eléctricos, con su dependencia del litio para las baterías, ha causado cambios en el mercado del litio, afectando la disponibilidad de grasas a base de litio.
  • Debido a la limitada disponibilidad y la creciente demanda de propiedades como la sostenibilidad ambiental, los investigadores buscan alternativas al litio en las formulaciones de grasas.
  • Las grasas desempeñan un papel crucial en diversas aplicaciones más allá de los vehículos eléctricos. Mediante desarrollos avanzados y pruebas, la versatilidad de aplicaciones continuará su expansión.

Tendencias y Desarrollos Significativos en la Ingeniería de Grasas Lubricantes: Más Allá de los Trenes Motrices Eléctricos

En el ámbito de la ingeniería de lubricación, aunque los lubricantes para trenes motrices eléctricos acaparan la atención, las grasas lubricantes desempeñan un papel crucial en diversas aplicaciones. Este panorama ha desencadenado importantes avances en la formulación, pruebas y aplicaciones de las grasas.

Los profesionales de la industria de lubricantes vislumbran un notable potencial en las grasas lubricantes, especialmente a medida que evolucionan hacia productos más eficientes y especializados. La creciente demanda de productos especializados impulsa la investigación, desarrollo y pruebas, todo ello considerando la disponibilidad de materiales, los costos de las materias primas y las restricciones ambientales y legales. Las recientes especificaciones del Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI) para grasas de alto rendimiento se suman a esta dinámica, marcando un hito en el desarrollo de productos avanzados.

Desafíos De Las Grasas En Aplicaciones De Vehículos Eléctricos

Debido a las diferencias de diseño entre los vehículos con motor de combustión interna (ICE) y los vehículos eléctricos (EV), todos los lubricantes para vehículos eléctricos, no solo las grasas, deben prestar más atención a la conductividad eléctrica, la eficiencia, el ruido ambiental y la compatibilidad de materiales. 

La formulación de grasas para vehículos eléctricos se ve desafiada por la necesidad de propiedades nuevas o ajustadas, marcando una fase crítica en la movilidad eléctrica. El primer desafío radica en la creciente densidad de potencia de las máquinas, que demanda un rendimiento superior en condiciones operativas cada vez más exigentes. Un ejemplo práctico es la exigencia de lubricación para rodamientos de mayores dimensiones, operando a velocidades y cargas más elevadas.

Tradicionalmente, los rodamientos grandes y altamente cargados se asociaban con bajas velocidades, pero actualmente los diseñadores están desafiando estos límites; aunque la lubricación con aceite podría ser una opción convencional, se presenta un nuevo desafío en términos de sellado y aumento de los costos de diseño. Todos estos factores establecen un escenario propicio para la innovación. La lubricación de los rodamientos en vehículos eléctricos plantea un desafío significativo, especialmente dada la vida útil esperada de la grasa en condiciones de velocidad y temperatura específicas. Aunque las tecnologías actuales permiten una vida útil notablemente más prolongada en comparación con las convencionales, aún existe una brecha con respecto a la vida útil deseada; una opción a esta situación es trabajar en la dupla lubricante y la tecnología de rodamientos/sellado.

Las grasas diseñadas para aplicaciones de transmisión eléctrica presentan requisitos adicionales en comparación con otras aplicaciones. Aspectos críticos incluyen la influencia de la corriente en el rendimiento y la vida útil de la grasa y el rodamiento, así como la elección entre grasa aislante, conductora o una opción intermedia para optimizar el rendimiento. Las soluciones adecuadas para un escenario específico pueden resultar inapropiadas con pequeñas variaciones en los parámetros. No existe una solución universal; se requieren enfoques personalizados y adaptativos para abordar eficazmente las demandas cambiantes de la movilidad eléctrica.

Cuando se trata de grasas para transmisiones eléctricas, propiedades clave como la estabilidad a la oxidación, la compatibilidad de materiales, la reducción de ruido y el rendimiento a baja temperatura son críticas e importantes para el óptimo funcionamiento y esenciales para garantizar un rendimiento confiable.

La electrificación también cambiará los requisitos para las grasas fuera del tren motriz, dado que muchos ruidos están actualmente enmascarados por el ruido del motor de combustión. Con la eliminación de esta fuente de ruido, los pasajeros percibirán sonidos completamente diferentes. Por lo tanto, el comportamiento de ruido, vibración y dureza (NVH, por sus siglas en ingles) de las grasas será aún más importante en el futuro además las grasas para vehículos eléctricos pueden tener requisitos adicionales de alta velocidad.

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Sostenibilidad

La grasa un elemento de diseño y uno de los contribuyentes más importantes a la sostenibilidad.

La grasa contribuye a la sostenibilidad del producto. Durante todo su ciclo de vida, este producto debería ser lo más sostenible posible. Esto incluye una baja huella de carbono del producto (PCF, por sus siglas en ingles “product carbon footprint”): de la cuna a la puerta, de la cuna a la tumba o incluso de la cuna a la cuna. Un aspecto es un proceso de producción con baja demanda de energía basado en recursos libres de carbono. Aún más importantes son las materias primas de base biológica, ya que las materias primas generalmente constituyen la mayor parte del PCF de los lubricantes de la cuna a la puerta. Actualmente se han introducido muchas tecnologías nuevas para proporcionar materias primas de base biológica para lubricantes. Además, actualmente existe un impulso para introducir lubricantes a base de agua como una solución sostenible. Por último, además del PCF, hay otros aspectos de sostenibilidad como la demanda de agua, la disponibilidad de tierra cultivable y aspectos sociales que deben tenerse en cuenta.

¿Como define la UEIL las contribuciones de sostenibilidad a los ciclos de vida de los productos?

  • De cuna a cuna (cradle-to-cradle): Un ciclo completo donde al final de su vida, el producto se reconstituye en la materia prima original y se reutiliza. Esto significa que no hay desperdicio.
  • Desde la cuna hasta la tumba (cradle-to-grave): Un ciclo de vida lineal, que comienza con la extracción de recursos y culmina con al eliminación al final de su vida útil.
  • Desde la cuna hasta la puerta (cradle-to-gate): El ciclo de vida se extiende desde la extracción original del recurso hasta la entrada de la fábrica.
  • Puerta a puerta (gate-to-gate): Un ejemplo sería desde la puerta de un proveedor hasta la puerta de salida de una empresa que imparte valor adicional a los materiales.

En el próximo escenario comercial, la demanda de información sobre el desempeño de las grasas no se limitará únicamente a los aspectos técnicos. Los clientes estarán cada vez más interesados en evaluar la sostenibilidad de los aceites base y aditivos, priorizando opciones que minimicen su impacto ambiental. La transparencia en estos datos será crucial para satisfacer las expectativas del mercado y cumplir con los estándares de sostenibilidad.

Ref.: 

Home – Tribology and Lubrication Engineering Society | STLE

https://www.nlgi.org/wp-content/uploads/2020/02/NovDec2019SpokesmanFINAL63-73.pdf

www.ueil.org/sustainability/faq/

Departamento Técnico Industria