Cómo Optimizar los Intervalos de Cambio de Aceite en Vehículos de Servicio Pesado
Hace sesenta años, un cambio de aceite del motor de un camión se realizaba con una frecuencia de hasta 5.000 millas. Debido a lubricantes de mayor calidad, combustibles más limpios, tecnología de filtros mejorada y motores más confiables, hoy es posible tener un intervalo de cambio de aceite tan alto como 50.000 millas o más en estos mismos tipos de vehículos.
Sin embargo, los intervalos típicos de cambio de aceite siguen siendo alrededor de 25.000 millas, y se presta poca atención a ajustar este estándar debido a los diversos entornos y otros factores a los que se enfrentan estos vehículos.
Por ejemplo, dos vehículos producidos de manera idéntica pueden experimentar una vida útil de aceite muy diferente; uno puede alcanzar cerca de 50.000 millas, mientras que el otro podría necesitar un cambio de aceite fresco a las 15000 millas.
Esta variación en la vida útil del aceite del motor es el resultado de muchos factores de tres áreas principales:
Diseño del Motor, Edad y Condiciones
La eficiencia del combustible del motor es quizás el factor más directamente correlacionado con la vida útil del aceite del motor. Esta se mejora mediante la eficiencia de la combustión, la cual puede determinar el tipo y la cantidad de partículas que son expulsadas por los anillos del pistón. La "fuga" del pistón suele ser la principal fuente de ingreso de contaminantes al aceite.
Esto puede incluir suciedad, agua, hollín, combustible, óxido de nitrógeno (NOx) e hidrocarburos parcialmente quemados (HC). No solo la eficiencia de la combustión juega un papel, sino que otros factores de diseño del motor, como la eficiencia de los sellos, el control de temperatura y los métodos de control de emisiones, influyen en el tipo y la concentración de contaminantes en el aceite.
Algunas características medibles del motor, como las horas de funcionamiento totales y el kilometraje, son inevitables y probablemente conduzcan a un intervalo de cambio de aceite más corto. Sin embargo, mantener un sistema de flujo de aceite saludable es manejable al proporcionar consistentemente suficiente filtración y sellos.
En componentes críticos como los filtros, el modo de fallo no se detiene simplemente con una vida útil del aceite más corta cuando se experimentan condiciones deficientes. La Figura 1 muestra cómo una filtración deficiente puede producir una reacción en cadena de efectos dañinos en el motor, así como costos operativos más altos.
La filtración es la contramedida a la contaminación. Por lo tanto, es importante que la capacidad de retención de suciedad del filtro esté en línea con el intervalo de cambio de aceite anticipado o necesario.
Además de la filtración y los sellos, otra característica del motor que tiene un efecto en los intervalos de cambio de aceite es la capacidad de aceite o tamaño del cárter. Básicamente, con un mayor volumen de aceite de motor circulando dentro del motor, habrá una disminución en la concentración de contaminantes.
Un tamaño de cárter más grande también significa más aditivos de aceite y menos fatiga térmica. Como resultado, los fabricantes de motores que ofrecen el tamaño de cárter más grande generalmente permiten el intervalo de cambio de aceite recomendado más largo de la industria.
Si bien todos los motores están diseñados para proporcionar condiciones saludables para que el aceite fluya, incluso los modelos mejor diseñados tienen cierto nivel de contaminación anticipada con el tiempo, ya sea generada por fuentes internas o externas. En consecuencia, es responsabilidad del propietario del camión asegurar que el mantenimiento óptimo y las condiciones saludables estén estabilizadas.
Patrones y Condiciones de Conducción
Las condiciones que debe soportar el aceite del motor se reflejan en las condiciones que enfrenta el camión. Conducir en temperaturas extremas, por ejemplo, no es un entorno saludable para el aceite del motor. Por un lado, los arranques en frío pueden hacer que el aceite se espese, lo que puede afectar la lubricación de los cojinetes y las paredes de los cilindros al arrancar. Por otro lado, los entornos de alta temperatura no solo provocarán una caída en la viscosidad, sino que también pueden resultar en reacciones químicas dañinas como la oxidación dentro del aceite y acortar su vida útil.
Además, condiciones externas severas como caminos de tierra y alta humedad del aire aumentan la probabilidad de que estos contaminantes transportados por el aire invadan el aceite, generalmente a través de la entrada de aire y a través de la cámara de combustión.
Si bien el aceite del motor tiene el potencial de contaminarse debido a varias condiciones externas, cualquier factor que influya en la eficiencia del combustible también afecta la vida útil del aceite. Una menor eficiencia del combustible implica que su motor no está funcionando en un estado óptimo, lo que lo obliga a trabajar más duro. Como resultado, su aceite del motor también está trabajando más duro. Algunos de estos factores de eficiencia de combustible incluyen carreteras empinadas, cargas pesadas, conducción en paradas y arranques, sobrecarga e incluso el estilo de conducción.
Cómo han cambiado los tiempos
La industria del transporte por camión ha recorrido un largo camino en los últimos 60 años.
Intervalo de cambio de aceite en 1949: Según su guía de mantenimiento, Gulf tenía una recomendación de intervalo de cambio de aceite entre 500 millas y 1.000 millas.
Intervalo de cambio de aceite en 2012: Hoy en día, el intervalo de cambio de aceite puede ser de hasta 50.000 millas
Dónde y cómo se conducen los camiones de servicio pesado puede resultar en un rango de eficiencia de combustible de 2 millas a 7,5 millas cada galón (MPG, por sus siglas en inglés). El número de MPG es un indicador útil para determinar el ciclo de trabajo del aceite del motor. Fabricantes de motores como MaxxForce y Cummins han decidido recientemente recomendar un intervalo de cambio de aceite basado en gran medida en la tasa de consumo de combustible del vehículo.
La Figura 3 muestra cómo el intervalo de cambio de aceite para los motores MaxxForce de 2010 puede variar de 18.000 a 40.000 millas. Esto es significativo en comparación con la recomendación no variable anterior de 25.000 millas, que era la pauta estándar durante años. Ahora, no solo una mejor economía de combustible te ahorrará en gasolina, sino que también debería ahorrarte en el consumo de aceite del motor.
Propiedades del Aceite
Los aceites para motores diésel con licencia del American Petroleum Institute (API) y la Asociación Europea de Fabricantes de Automóviles (ACEA) están formulados para proporcionar las mejores propiedades de protección del motor y ofrecer la vida útil más larga posible.
Sin embargo, incluso el aceite de la más alta calidad puede enfrentarse a una serie de factores que escalan su propia degradación. No solo son críticas las condiciones iniciales (limpieza, edad, etc.) del aceite del motor, sino también si se selecciona el grado de rendimiento adecuado del aceite del motor para contrarrestar las condiciones y exposiciones estresantes que pueden acortar la vida útil del aceite.
Control de Partículas y Otros Contaminantes
Aunque una pequeña partícula podría no parecer demasiado destructiva, tiene el poder de generar hasta 20 nuevas partículas desde el momento de su ingreso hasta que finalmente se elimine, destruya o se asiente. Después de una exposición repetida a la ingesta de partículas, el aceite contaminado puede parecer actuar más como el golpe mortal del motor que como su sangre vital.
Además, siempre que haya contaminantes sólidos presentes en el aceite y no sean filtrados rápidamente, los efectos pueden involucrar más que simplemente la suma de los contaminantes mismos. Estos sólidos pueden acortar la vida útil del aceite al combinarse con otros contaminantes y condiciones.
Esto puede incluir:
Recomendado por LinkedIn
Elección de Aceites de Motor Premium
Los aceites de motor premium, que suelen ser sintéticos, se promocionan para mejorar el rendimiento, como la economía de combustible, la capacidad de arranque y la limpieza general del motor. Sin embargo, si el objetivo es lograr la mejor protección del motor siendo rentable, entonces un aceite de motor premium no siempre es la respuesta. Este argumento es similar a la decisión de si comprar un vehículo híbrido.
Por ejemplo, si un vehículo híbrido proporciona "X" cantidad de mejoras en la economía de combustible y te cuesta "Y" más comprarlo, te llevará "Z" años antes de que se aplique el beneficio de ahorro de costos. Si "Z" es mucho tiempo después de que vendas el vehículo, habrás perdido dinero. Del mismo modo, el aceite de motor premium proporciona "X" beneficios, te cuesta "Y" más y te llevará "Z" cantidad de tiempo para disfrutar de estos beneficios. A veces, "Z" es mucho después de que ocurra otro fallo imprevisto o incontrolable, lo que resulta en un cambio de aceite prematuro como mínimo.
Viscosidad y Grados de Aceite del Motor
Dado que la viscosidad varía con la temperatura, es importante que el aceite del motor mantenga una viscosidad adecuada en todo el rango de temperaturas de funcionamiento. Para lograr esto, los aditivos de alto peso molecular, como los modificadores de viscosidad (o mejoradores del índice de viscosidad), tienen características de viscosidad térmica que reducen la velocidad de cambio.
El aceite de motor estándar para camiones de servicio pesado ha sido durante mucho tiempo 15W-40. En este grado de viscosidad, el nivel de viscosidad está equilibrado entre proporcionar una protección adecuada contra el desgaste y minimizar las fuerzas de arrastre viscoso que consumen energía. Sin embargo, si se utiliza un motor más nuevo y de mayor calidad que sea menos susceptible al desgaste interno del motor, entonces un aceite de motor de viscosidad más baja, como 10W-30 o 5W-30, puede convertirse en una alternativa preferida ya que ofrecerá una mejor economía de combustible y intervalos de cambio de aceite más largos.
La Figura 4 muestra cómo estas causas raíz, ya sea basadas en las condiciones de conducción, del motor o del aceite, pueden llevar a un aumento del estrés y la contaminación del aceite, produciendo así una vida útil más corta del aceite y eventual fallo del motor. Cualquiera de estas causas raíz tiene el potencial de afectar negativamente el intervalo de cambio de aceite. Mantener el aceite del motor funcionando de manera suave y limpia es clave para aumentar la vida útil del aceite y del motor.
El Intervalo Óptimo de Cambio de Aceite
El momento óptimo para cambiar el aceite del motor es cuando los efectos dañinos de las condiciones deterioradas del aceite son más significativos que los costos y el tiempo ahorrados al extender el intervalo aún más. Estos efectos dañinos pueden ser tanto a corto plazo como a largo plazo. Los efectos a corto plazo incluyen la pérdida de eficiencia de combustible debido al estado declinante del aceite del motor hasta el próximo cambio de aceite. Los efectos a largo plazo implican daños permanentes en los componentes internos del motor, lo que conlleva costos relacionados con reparaciones, reconstrucciones y tiempo de inactividad.
Puede ser bastante desafiante determinar exactamente cuándo ocurre este momento ideal para cambiar el aceite del motor. Si la condición del aceite del motor se conoce de manera continua, este momento sería:
Sin embargo, dado que estas condiciones no siempre se conocen a través de la operación normal del camión, la mejor respuesta reside en la capacidad del operador para monitorear la calidad del aceite en cualquier momento, ya sea en tiempo real (sensores en línea) o periódicamente mediante análisis del aceite.
Análisis del Aceite
El análisis del aceite puede ser exitoso para determinar el intervalo óptimo de cambio de aceite. Por esta razón, es esencial seguir un procedimiento adecuado (tanto para el muestreo como para las pruebas) para obtener resultados útiles. Algunos elementos básicos que son importantes de seguir incluyen:
Una de las principales propiedades de un aceite de motor es su capacidad para neutralizar ácidos. Para ayudar a mejorar esta capacidad, el aceite de motor se formula con aditivos alcalinos (típicamente detergentes). Esta alcalinidad, que puede medirse como el BN (número base), proporciona una buena evaluación de una propiedad de envejecimiento importante del aceite. Esto se debe a que el BN disminuirá a medida que el aceite comience a oxidarse o a contaminarse excesivamente con glicol o gases de escape ácidos.
Así como la eficiencia del combustible puede ser el factor más influyente que disminuye la vida útil del aceite, el BN es quizás la medida directa más confiable de la degradación del aceite del motor. Otros factores importantes incluyen la carga de hollín, la dispersión del hollín, la contaminación y la disminución de aditivos.
Estimaciones del Operador y Propietario de la Flota
Al estimar el intervalo óptimo de cambio de aceite, los propietarios de flotas y los operadores propietarios enfrentan diferentes desafíos y ventajas. Los propietarios de flotas pueden utilizar una gran cantidad de datos de rutas comunes para desarrollar análisis de tendencias basados en camiones y rutas, lo que puede ser muy confiable. Los operadores propietarios de camiones conducidos únicamente por una o dos personas pueden hacer estimaciones razonables debido a la comprensión del conductor de las tendencias del vehículo y su historial de operación.
La capacidad del operador para monitorear el estilo de conducción, el entorno de operación (por ejemplo, clima, polvo ambiental y terreno), el aceite y filtro de motor seleccionados, la eficiencia del motor, etc., también puede ayudar a alcanzar el intervalo óptimo de cambio de aceite.
Diagnósticos Sintomáticos
La salud del aceite del motor es crítica para la salud del motor y del vehículo en su conjunto. En muchos aspectos, el aceite del motor en un vehículo puede compararse con la sangre circulante en el cuerpo humano. Por ejemplo, el aceite del motor se distribuye por varios componentes del motor para proporcionar protección contra el desgaste que mantiene el motor funcionando correctamente, ayuda a mantener una buena temperatura del motor, limpia la contaminación y contiene características que inhiben la corrosión y mejoran el sellado.
Del mismo modo, la sangre en el cuerpo humano se distribuye por varios órganos para proporcionar nutrientes que mantienen el cuerpo funcionando correctamente, ayudan a mantener una buena temperatura corporal, limpian los desechos metabólicos y contienen características que inhiben enfermedades infecciosas, bacterias y parásitos. El aceite del motor es filtrado por un filtro de aceite, y la sangre es filtrada por órganos como el bazo y el hígado.
La sangre es útil no solo por lo que proporciona al cuerpo sino también por lo que puede indicar sobre la condición del cuerpo. Cuando un paciente acude al médico con una enfermedad desconocida, el médico primero intentará determinar la causa utilizando los síntomas conocidos. Si esto no es suficiente, se puede tomar una muestra de sangre y examinarla en un laboratorio. La sangre actúa como una firma del cuerpo en su conjunto, ofreciendo pistas adicionales sobre la causa de la enfermedad.
El aceite del motor proporciona este mismo tipo de firma para el motor y todos los componentes a través de los cuales fluye. Un motor puede tener síntomas observacionales de su buen funcionamiento, pero a veces estos no son suficientes para indicar una falla del motor. Si se toma una muestra de aceite y se examina en el laboratorio, las partículas encontradas pueden ofrecer pistas que podrían predecir una falla mucho antes de que se observen cualquier signo.
Si bien comprender la condición del aceite del motor para detectar pistas de una falla es importante, el cambio en la condición del aceite también es un medio de falla. Para identificar el intervalo óptimo de cambio de aceite, considere todos los factores y síntomas.
Cada vez más, los fabricantes de vehículos, incluidos los fabricantes de camiones de servicio pesado, ofrecen indicadores en el tablero para alertar al conductor cuando el aceite del motor necesita ser cambiado. Sin embargo, muchos de estos se basan únicamente en un solo factor, como la distancia recorrida o las horas de funcionamiento del motor, para ayudar al conductor a saber cuándo se cambió el aceite por última vez. En algunos vehículos de gama alta, se utilizan métodos más sofisticados, que incluyen mediciones directas, métodos algorítmicos o una combinación de ambos.
Las mediciones directas pueden emplear una variedad de sensores a bordo a través de capacitancia eléctrica o un resonador micro mecánico, que pueden detectar y medir aproximadamente la cantidad de contaminantes en el aceite. Los métodos algorítmicos utilizan varias variables proporcionadas por el módulo de control del motor, incluido el cambio de temperatura del aceite, el nivel de aceite, las millas por galón y las millas promedio por hora.
La Figura 6 demuestra cómo solo dos mediciones (millas por galón y millas promedio por hora) influyen en el intervalo de cambio de aceite. Si se formulará un mapa calibrado similar a este con un algoritmo que incorpore todos los factores del aceite del motor mencionados anteriormente, se podría determinar un método más confiable para identificar el momento adecuado para un cambio de aceite.
La mejor parte de este método es que toda la información puede ser suministrada por el módulo de control del motor. Si se incluyeran sensores a bordo para proporcionar más información sobre los niveles de contaminación en el aceite, entonces se podría esperar que la fiabilidad de este método aumentará considerablemente.
En resumen, el fin de la vida útil del aceite está influenciado por una compleja variedad de factores. Muchos de estos pueden ser monitoreados, controlados y utilizados para optimizar el intervalo de cambio de aceite. Estos incluyen patrones de conducción, análisis de aceite, algoritmos, sensores a bordo o cualquiera de los otros métodos previamente descritos. Además, los beneficios se extienden mucho más allá de mantener el aceite limpio. La contaminación en el aceite del motor es perjudicial para el funcionamiento del motor, pero también puede proporcionar pistas sobre el funcionamiento deficiente del motor, la falla prematura del motor y una vida útil del aceite menos que óptima.
Autor: Bennett Fitch
- Para mas información sobre análisis de aceite: https://bit.ly/3IUvDrU