La continua adaptación de los motores a las normas de emisiones, llevan consigo la evolución de las normativas que se aplican a los lubricantes. La última actualización API incluye el desarrollo de dos nuevas normas, la API CK-4 y la FA-4, para motores diésel de 4 tiempos, que sustituyen a la API CJ-4.
Es la primera vez que se crean dos normas para sustituir a una anterior. ¿Era necesaria esta doble normativa? ¿De qué tratan? ¿En qué se diferencia? Si te asaltan estas dudas, vamos a tratar de resolverlas en este artículo, donde vamos analizar en qué consiste esta modificación y cómo afecta a los lubricantes que emplean camiones y vehículos de servicio pesado.
Las normas API, ¿por qué hay que tenerlas en cuenta?
American Petroleum Institute (API) es una institución sin ánimo de lucro que representa a la industria americana del gas natural y el petróleo. Esta entidad se encarga, entre otras cosas, del desarrollo y mantenimiento de los estándares o normas para los lubricantes de motores de combustión.
Las normas API evolucionan con el tiempo para ajustarse a las normativas sobre emisiones o la mejora de la eficiencia de los motores, entre otras prestaciones, lo que obliga a los fabricantes a mantenerse al día para cumplir con los estándares internacionales de aplicación de los lubricantes.
Este cambio era necesario para adaptarse a las nuevas exigencias de los vehículos. Como hemos adelantado, lo novedoso de esta última actualización es que, por primera vez, son dos normas API CK-4 y API FA-4, las que reemplazan a la anterior, API CJ-4. ¿Por qué era necesaria esta evolución?
API CJ-4 se estaba quedando corta. Este es el motivo por el que en 2016 el mercado estadounidense introdujo dos nuevas normas: API CK-4 y API FA-4. Por una parte, se necesitaba mejorar los niveles de emisiones contaminantes (EPA) de los camiones y vehículos pesados. Por otra, era necesario establecer nuevos ensayos que ayudaran a mantener bajo control algunas características de los lubricantes.
Características de los lubricantes a tener en cuenta
Tener un mayor control de la oxidación del aceite es importante para evitar un envejecimiento prematuro del mismo. Las temperaturas del motor han aumentado, entre 5° y 15°C como mínimo, y esto provoca una rápida oxidación del lubricante.
Controlar la aeración del aceite es otro aspecto importante porque la presencia de aire en el lubricante también influye de manera negativa y acelera la oxidación del mismo.
El aceite al batirse en el cárter se mezcla con el aire. Esto tiene dos efectos: se forma espuma y las burbujas de aire entran en el producto. Es importante que se separen rápidamente (desaeración) para frenar los efectos que provocan la oxidación del lubricante.
La estabilidad al cizallamiento (bajada de la viscosidad) es un fenómeno que se produce en algunas zonas como los cojinetes del cigüeñal, donde se registran temperaturas muy altas. Esto puede afectar al aceite, sobre todo, cuando se encuentra muy cerca de los límites mínimo de HTHS (altas temperaturas) para una SAE determinada. Este es el motivo por el que es clave mantener la SAE que se indica y a lo largo del todo el periodo del uso del lubricante.
Todo lo anterior incide en otro aspecto al que hay que prestar atención: los desgastes. Entre ellos, el adhesivo. Este es el motivo por el que la aditivación antidesgaste del lubricante debe ser lo más efectiva posible, ya que las películas del aceite sobre las piezas son mínimas en los momentos de alta carga.
¿Por qué dos normas para sustituir a la anterior?
Cuando indicábamos que ‘API CJ-4 se estaba quedando corta’, nos referíamos precisamente a esto, a que no podía abarcar todos estos puntos, de ahí que la norma haya evolucionado introduciendo nuevos límites a ciertos ensayos que han llevado a cabo. Además, se han añadido otros que eran más exigentes en algunos aspectos y el resultado es la API CK-4, la nueva norma que otorga continuidad a API CJ-4.
En cuanto a las cuestiones de la oxidación y el espesamiento del aceite han servido para diferenciar API CK-4 de la API CJ-4. Mientras, el resto de las propiedades controladas por ensayos se mantuvieron en los mismos niveles de exigencia.
¿Por qué una segunda norma entonces? Como se añadieron nuevas exigencias en función de la viscosidad, la norma inicial se tuvo que dividir en dos. Por un lado, se obtuvo la API CK-4 que, aunque mejora las anteriores, permite que los productos que se homologuen con ella sean compatibles con los anteriores.
Por el otro lado, surgió la API FA-4, que no es compatible con anteriores productos y no se puede utilizar en motores anteriores o actuales cuyo fabricante no la exija.
La clave está en la viscosidad
Lo que realmente diferencia a estas nuevas normas que sustituyen a API CJ-4 es la viscosidad. Se trata de una propiedad de los lubricantes que incide en el ahorro de combustible, mayor en el caso de la norma API FA-4.
En estas dos normas no existe un ensayo fuel economy claro, como ocurre en las ACEA para coches. Sin embargo, se incluye de manera indirecta al contener HTHS y el mantenimiento de la viscosidad durante todo el tiempo de uso del aceite (ODI).
Por tanto, si comparamos las dos nuevas normas comprobamos que tienen las mismas exigencias y cumplen los mismos ensayos, excepto en el control de viscosidad. Tanto a bajas (CCS o MRV) como a altas temperaturas (HTHS), esta propiedad está directamente relacionada con el ahorro de combustible.
La norma API FA-4 se diferencia de la API CK-4 en su HTHS, que está vinculada con la viscosidad del aceite a altas temperaturas y es más baja en la primera. En concreto, el HTHS marca la viscosidad mínima a la cual la carga que soportan los cojinetes es admisible.
Por eso, si el motor no está preparado para emplear estas bajas viscosidades en caliente pueden originarse problemas de desgaste. Esta es la razón por la que API FA-4 solo se podrá utilizar en los motores que están preparados para ella.
En este sentido, hay que tener en cuenta que nos referimos a un HTHS mínimo de 3,5 cps a 150 ºC, en el caso de los aceites API CK-4. Mientras, para los lubricantes API FA-4, el HTHS se sitúa entre 2,9 y 3,2 cps a la misma temperatura.
La bajada del HTHS puede provocar desgastes en los cojinetes del cigüeñal y, por tanto, una avería de motor por la diferencia de viscosidad a esa temperatura. Por este motivo, es necesario que haya una diferenciación clara de los dos productos.
Esa diferencia conlleva un importante ahorro de combustible, siempre y cuando se emplee de manera correcta, es decir, en motores que están preparados realmente para utilizar un aceite API FA-4.
Esta ligera diferencia en la viscosidad, es importante, porque es la que permite que los productos que cumplen la norma API FA-4 ofrece un mayor ahorro de combustible.
¿Cómo influye esta normativa en los fabricantes?
A partir de esta normativa, cada fabricante ha desarrollado la suya propia, aplicando directamente las nuevas normas o haciéndolas más estrictas en algunos puntos. La API CK-4 y las normas desarrolladas a partir de ella, son las que estarán inicialmente más extendidas.
Pero, en algunos motores, se recomendará API FA-4 o normas propias del fabricante basadas en esta norma, como: Volvo VDS 5.0, Renault la RLD-5, Mack EO-S5, Cummins CES 20087, Detroit Diesel la DDC DFS 93K223, Ford la WSS-M2C214-B1 y MB la 228.61.
En cualquier caso, en el libro de mantenimiento de estos vehículos, los fabricantes indican en qué modelos de motor es utilizable el producto para cumplir con la API FA-4. Para el resto de sus motores recomiendan la API CK-4.
Las evoluciones en las normas que afectan a los lubricantes son muy importantes a la hora de prolongar la vida útil de los motores y evitar averías, de ahí que sea clave consultar qué producto es el que recomienda el fabricante usar para cada vehículo.
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