Dispositivo para la determinación del número base en aceites lubricantes.

1. Dispositivo para la determinación del número base (TBN) en aceites lubricantes usados,

caracterizado por un vaso reactor (1) en el que se han formado dos cavidades separadas para el alojamiento del aceite y del reactivo.

2. Dispositivo para la determinación del número base (TBN) en aceites lubricantes usados, según reivindicación anterior, caracterizado porque una cavidad para alojar el reactivo (4) es de mayor capacidad que la cavidad para alojar el aceite lubricante (3), de forma que el reactivo esté en exceso en la reacción.

3. Dispositivo para la determinación del número base (TBN) en aceites lubricantes usados, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre el propio reactor y la tapa que lo cierra se forma una cavidad (5) donde se mezclan los reactivos y se acumulan los gases producto de la reacción.

4. Dispositivo para la determinación del número base (TBN) en aceites lubricantes usados, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está fabricado en material plástico químicamente estable, como PVC, HDPE, PET, PE y PP.

5. Dispositivo para la determinación del número base (TBN) en aceites lubricantes usados, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre el reactor y la tapa que lo cierra (2) se coloca una junta tórica de goma (8) que evita fugas de gases.

6. Dispositivo para la determinación del número base (TBN) en aceites lubricantes usados, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la parte superior de la tapa del reactor se aloja un manómetro (7) conectado, mediante un orificio roscado (6), a la cámara de gases para medir la presión.

7. Dispositivo para la determinación del número base (TBN) en aceites lubricantes usados, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el reactivo utilizado es una mezcla de diferentes reactivos, uno de ellos ácido que poseen una baja presión de vapor.

Dispositivo para la detenninación del nïmero base en aceites lubricantes Objeto de la invenciïn La presente invenciïn consiste en un dispositivo para calcular de forma rïpida y fiable el nïmero base (TBN) de un aceite lubricante para optimizar los tiempos de recambio del mismo, es decir, en el caso de que este parïmetro no haya sobrepasado un determinado valor, aumentar el periodo de reposiciïn del aceite lubricante y, en el caso de que lo haya sobrepasado realizar inmediatamente el cambio.

La lectura del nïmero base (TBN) puede obtenerse inmediatamente de un indicador manomïtrico fijado a la tapadt~ra del dispositivo.

El dispositivo es de gran utilidad E!quot; el sector de la maquinaria pesada, concretamente en los aceites del cïrter de motor de dicha maquinaria y por la rapidez y sencillez de su aplicaciïn es adecuado para ser utilizado en campo y por personal no especializado.

Sector de la tïcnica Talleres de mantenimiento de maquinaria pesada, de barcos, de vehïculos de gran tonelaje, donde se realizan el canlrol y la sustituciïn de aceites lubricantes de los motores. Tambiïn empresas con pequeïas flotas de maquinaria donde realizan el control y sustituciïn del aceite lubricante de sus propios vehïculos y maquinaria.

Estado de la tïcnica Hasta tiempos recientes los combustibles de los motores tenïan cantidades de azufre demasiado elevadas. Este azufre debido al vapor de agua resultante del

proceso de combustiïn se oxkta hasta convertirse en ïcido, que provoca grandes problemas de corrosiïn en los motores.

En la actualidad el porcentaje de azufre permitido en los oombustibles ha disminuido considerablemente. Desde el aïo 2011 este mïximo se ha establecido en 10 mglkg tras la producciïn del combustible.

Para retardar o suprimir el efecto de la corrosiïn en los motores, se aïade a los aceites lubricantes de los cilindros de los motores sustancias aditivas con cierta concentraciïn bïsica, lo que les otorga la capacidad de neutralizar el ïcido que se va depositando en los cilindros. Lïgicamente dicha concentraciïn bïsica va disminuyendo con el tiempo, de maniera que el aceite puede perder todo su potencial de neutralizaciïn. Antes de qUEgt; eso ocurra el aceite debe ser cambiado.

El nïmero base (TBN, Total Base NIJmber, por sus siglas en inglïs) mide la capacidad de neutralizaciïn de ïcido que tiene un lubricante; se define como la cantidad de ïcido, expresado en miligramos de hidrïxido de potasio (KOH) , que se requiere para neutralizar el contenido de base de un gramo de muestra, en condiciones normalizadas.

A pesar de haber sido reducido considerablemente el porcentaje de azufre permitido, el nïmero de base sigue tenilendo la misma importancia que antes, esto es debido a que los fabricantes tienen que aumentar la recirculaciïn de gases de escape (EGR) para reducir la expulsiïn de NO:gt;: procedente de la combustiïn y ello afecta a la disminuciïn del TBN en el lubricante.

Los anïlisis para el cïlculo del TBN, que normalmente son realizados por

laboratorios especializados, necesitan que un experto los lleve a cabo ya que utilizan mïtodos bastante complejos e incluso con atlas costes econïmicos. Estos anïlisis conllevan ademïs un t;ampo de realizaciïn relativamente elevado.

Los mïtodos principales para el cïlculo del TBN se basan en una valoraciïn potenciomïtrica, es decir, requieren de un electrodo de vidrio que refleje el potencial

elïctrico, lo que se traduce en una inversiïn importante en instrumentaciïn. Ademïs, para estos mïtodos se pueden utilizar valoradoras manuales o automïticas, si bien, el inconveniente que tienen estos ïltimos es que son demasiado caros y requieren de unos ciertos conocimientos en quïmica para poder

llevarse a cabo.

Descripciïn de la invenciïn Los aceites lubricantes estïn compuestos por un aceite base, al que se le aïaden aditivos para mejorar sus caracterïsticas de acuerdo a la normativa vigente. Estos aditivos se suelen utilizar para mejorar la viscosidad o evitar la corrosiïn, entre otros fines.

Para evitar la corrosiïn se le anaden al aceite base molïculas tenso-activas. ïstas 15 tienen una molïcula de carbonato cïlcico en su interior.

El mïtodo para el cïlculo del TBN en el que se basa el dispositivo objeto de esta invenciïn, se basa en la reacciïn de descomposiciïn del ïcido carbïnico tras la adicciïn de un reactivo ïcido.

El carbonato cïlcico al reaccionar con un reactivo ïcido da lugar a ïcido carbïnico . que, debido a su inestabilidad y al ser agilado, descompone en CO, y H, O. El CO, al tener una alta presiïn de vapor pasa a fase gaseosa.

Una sustancia en las mismas condiciones de presiïn y temperatura, ocupa un mayor volumen en estado gaseoso que , en estado liquida. Esto se traduce en que si una sustancia pasa de estado liquido a gaseoso en un recipiente cerrado y no puede ocupar el volumen que necesita para esas condiciones, la presiïn del gas aumentarï. Aprovechando este fenïmeno se plantea medir la presiïn en un recipiente cerrado donde se ha producido la reacciïn de carbonato cïlcico con el reactivo. Segïn la ley de gases ideales, la presiïn alcanzada en el recipiente cerrado a temperatura constante, es proporcional a la cantidad de moles de gas que se han producido, es decir, a la cantidad de carbonato cïlcico que habïa en la muestra, considerando que se ha aïadido reactivo en exceso. Por tanto, midiendo el aumento de presiïn en la cavidad tendremos una medida del TBN del aceite lubricante.

Los valores de TBN alcanzados por aceite del cïrter de maquinaria pesada no suelen superar los 12 mg KOH/g para ;aceites nuevos, teniendo en cuenta que el valor de TBN disminuye confonne se pnJduce su uso, el manïmetro del dispositivo no requerirï una escala muy amplia de presiïn.

El valor de TBN obtenido guarda una relaciïn con la presiïn obtenida, pero es necesario calibrar el dispositivo previame~nte a partir de patrones con TBN conocido.

El reactivo utilizado consta de un ïcido y un disolvente para permitir una rïpida mezcla entre el aceite lubricante y el ïcido. La principal caracterïstica a cumplir por estos reactivos es que deben tener una baja presiïn de vapor. En concreto el tipo de reactivos empleados son ïcido nïtrico diluido en un reactivo con baja presiïn de vapor como es el 2-butoxyetanol, mientras que como disolvente se utiliza esencia de trementina.

Este dispositivo puede ser aplicado en el sector automovilïstico en general, pero es en la maquinaria pesada, donde el cïrter puede necesitar volïmenes de hasta 250 litros de aceite lubricante, donde :se puede llegar a conseguir ahorros muy grandes al aumentar el periodo de reposiciïn del aceite lubricante. En cambio, en un automïvil particular el aceite del cïrter no suele superar los 5 litros, lo que implica que no se consiga tanto ahorro como puede ocurrir con la maquinaria pesada.

Breve descripciïn del contenido de las figuras Figura 1 -Secciïn transversal del dispositivo, en el que se observa las cavidades para aceite y reactivo practicadas en el vaso reactor y la tapa roscada que fonna una cïmara con el reactor y en la que se acopla el manïmetro.

Figura 2 -Vista en perspectiva del dispositivo de medida de TBN.

Lista de referencias

1. Vaso reactor.

2. Tapa roscada.

3. Cavidad menor para el aceite.

4. Cavidad mayor para el reactivo.

5. Cïmara de reacciïn y acumulaciïn de gases.

6. Orificio roscado para acoplamiento del manïmetro.

7. Manïmetro.

8. Junta tïnca .

Descripciïn de un modo de realizaciïn preferente de la invenciïn Dado que la medida del TBN se basa en la medida de los productos de una reacciïn quïmica, interesa que ïsta comience a producirse una vez estï cerrado el reactor para que los productos de la reacciïn queden atrapados en el mismo. Por

ello el reactor se ha diseïado practicando dentro de un cilindro macizo, en esta invenciïn denominado vaso del reactor (1) , dos cavidades separadas. Una de ellas estï pensada para contener el aceite que se quiere analizar y la otra, el reactivo adecuado q.ue se va a emplear. El vas () del reactor quot;SE! 'cierra por la parte superior mediante una tapa roscada (2) , que lo cierra hermïticamente con ayuda de una junta tïrica de goma (8) interpuesta entre ambos.

Como interesa extraer todos los gases pOSibles de la muestra de aceite, una de las cavidades, destinada a contener la muestra del aceite (3) , tiene una capacidad mïs pequeïa, mientras que la pensada para echar el reactivo ïcido en exceso (4) tiene una capacidad mayor.

Ademïs, entre el vaso del reactor donde se practican las dos cavidades...

1. Dispositivo para la determinación del número base (TBN) en aceites lubricantes usados, caracterizado por un vaso reactor (1) en el que se han formado dos cavidades separadas para el alojamiento del aceite y del reactivo.

2. Dispositivo para la determinación del número base (TBN) en aceites lubricantes usados, según reivindicación anterior, caracterizado porque una cavidad para alojar el reactivo (4) es de mayor capacidad que la cavidad para alojar el aceite lubricante (3), de forma que el reactivo esté en exceso en la reacción.

3. Dispositivo para la determinación del número base (TBN) en aceites lubricantes usados, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre el propio reactor y la tapa que lo cierra se forma una cavidad (5) donde se mezclan los reactivos y se acumulan los gases producto de la reacción.

4. Dispositivo para la determinación del número base (TBN) en aceites lubricantes usados, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está fabricado en material plástico químicamente estable, como PVC, HDPE, PET, PE y PP.

5. Dispositivo para la determinación del número base (TBN) en aceites lubricantes usados, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre el reactor y la tapa que lo cierra (2) se coloca una junta tórica de goma (8) que evita fugas de gases.

6. Dispositivo para la determinación del número base (TBN) en aceites lubricantes usados, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la parte superior de la tapa del reactor se aloja un manómetro (7) conectado, mediante un orificio roscado (6), a la cámara de gases para medir la presión.

7. Dispositivo para la determinación del número base (TBN) en aceites lubricantes usados, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el reactivo utilizado es una mezcla de diferentes reactivos, uno de ellos ácido que poseen una baja presión de vapor.