Lubrificanti
L’attrito genera calore in quantità tale da poter provocare la deformazione
permanente o la fusione delle parti, l’usura dipende dalle notevoli
sollecitazioni, o dalle perdite di materiale asportato dai micro urti che
avvengono durante il funzionamento della macchina. La lubrificazione è il
rimedio a questi inconvenienti, ma ai lubrificanti, come vedremo, sono
demandati altri compiti specifici e non meno importanti.
All’apparire degli olii minerali, quelli naturali andarono in soffitta, ne
venivano usate solo piccole quantità per conferire, agli olii minerali,
proprietà di untuosità o di emulsionabilità in applicazioni speciali, nei
cilindri e nei carter delle macchine alternative a vapore, in certi astucci
porta elica, ecc.
Gli olii di base coprono una gamma ristretta di viscosità ben lontana da quella
necessaria ai prodotti finiti e commerciabili. Il prodotto finito è ottenuto
mescolando vari olii di base insieme agli additivi, che sono prodotti chimici
senza base organica. Alla fine l’additivazione è diventata così spinta da
sopprimere la stessa base minerale (olii di sintesi).
I lubrificanti si differenziano molto perché differenti sono le esigenze delle
macchine che li utilizzano. Tra i macchinari che troviamo sulle unità da
diporto, ci sono i motori, le scatole d’ingranaggi, i compressori, frigoriferi
e non, i circuiti oleodinamici, gli arridatoi e i tornichetti. Vedremo,
cominciando dal motore, che ognuna di queste macchine presenta esigenze diverse
e vuole lubrificanti specifici.
L’olio deve mantenere caratteristiche costanti entro una notevole differenza di
temperature. Pensiamo all’avviamento, quando all’olio del carter, freddo, è
richiesto di raggiungere rapidamente tutti i recessi, e all’olio rimasto
intrappolato nel circuito, di mantenere una lubrificazione sufficiente nell’
attesa dei rinforzi. Parecchie turbosoffianti dei motori sovralimentati si sono
inchiodate perché l’olio non era in grado di rispondere a tali richieste!
Nel motore
L’olio motore, dunque, dovrà mantenere costante la viscosità su tutto l’arco di
temperature d’esercizio, pulire le superfici dei cilindri e mantenere in
sospensione le particelle asportate, senza depositare morchie, neutralizzare la
formazione d’acidi, resistere all’ossidazione che le temperature d’esercizio
favorirebbero, e non permettere all’aria, inevitabilmente assorbita negli
sbattimenti, di formare pericolosissime schiume. Inoltre, fermato il motore,
sulle superfici deve restare un opportuno velo che, resistendo all’acqua, le
preservi dalla ruggine.
Altri usi
Nelle scatole d’ingranaggi, per esempio nei riduttori, la lubrificazione
richiesta può essere del tipo “al limite”: il velo di olio si riduce a pochi
strati monomolecolari, pur evitando il contatto tra le superfici metalliche.
Nei sistemi di riduzione più spinta, la tolleranza tra le dentature è di
qualche centesimo di millimetro. La sigla EP (extreme pressure), adottata dalla
maggior parte dei produttori, indica i lubrificanti studiati per queste
situazioni. Generalmente lo stesso tipo di olio del carter è idoneo alla
lubrificazione del riduttore, ma i circuiti sono separati: l’olio del carter è
troppo a rischio d’inquinamento, mentre il riduttore non può assolutamente
tollerare sporcizia al suo interno.
L’olio dei compressori frigoriferi non sono soggetti a usura, e le sostituzioni
sono superflue. I rabbocchi sono necessari solo se ci sono perdite, ma allora l’
intervento è fatto da un frigorista che sa anche come fare la carica d’olio e i
successivi spurghi d’aria. Durante l’esercizio, il freon trascina con se una
parte d’olio. Il lubrificante deve essere miscibile con il gas, e deve scorrere
anche alle bassissime temperature che si creano negli evaporatori, che, in
alcuni impianti, possono arrivare a 40° sotto zero, pena l’ostruzione delle
serpentine e calo d’efficienza o avaria dell’impianto. I circuiti oleodinamici
sono utilizzati per i salpa ancore, per i rollafiocco, per le timonerie, e per
alcuni verricelli su barche dove le dimensioni sono tali da scoraggiare gli
equipaggi non palestrati. Gli olii idraulici per questi circuiti sono costosi e
delicati. Hanno colore chiaro, in alcuni casi trasparente. Non devono
assolutamente formare schiume, perché le bollicine di gas impedirebbero la
trasmissione della pressione. Devono mantenere costante la viscosità nonostante
le variazioni delle temperature d’esercizio, e avere un sufficiente potere
lubrificante.
Anche le attrezzature di coperta hanno infine bisogno di lubrificazione:
esistono grassi per proteggere gli ingranaggi dal salino e dall’atmosfera
(grassi bianchi) e grassi multi uso per i tornichetti e gli arridatoi. Per
evitare qualche antiestetica patacca sui vestiti, le parti a grasso potranno
essere ricoperte con lavori in cuoio che darebbero, se ben fatti, un aspetto
più marinaresco alla nostra barca.
Gli additivi
Vediamo, dunque, quali tipologie di additivi sono necessarie per permettere a
un olio di svolgere le funzioni per cui è formulato.
Additivi detergenti e disperdenti: si usano negli olii motore. I detergenti
modificano lo stato fisico dei residui di combustione che imbrattano i
cilindri, e ne neutralizzano l’acidità. I disperdenti impediscono che i
depositi formino lacche e morchie, mantenendoli in sospensione. Sono composti
di natura basica. Additivi per abbassare il punto di scorrimento: con la
diminuzione della temperatura, i lubrificanti cominciano a scorrere con
difficoltà, per l’aggregazione di minutissimi cristalli di cera contenuti nel
lubrificante stesso. Il punto di scorrimento è rappresentato dalla temperatura
alla quale l’olio non scorre più.
Additivi migliorativi dell’indice di viscosità: indica l’attrito interno di un
olio. E’ la caratteristica più importante ed è normalmente riportata nella
classificazione del prodotto. L’indice di viscosità denota la capacità dell’
olio d’opporsi a tali variazioni. In molte macchine, motori, compressori,
riduttori, attuatori oleodinamici, è necessario che l’indice di viscosità sia
alto.
Additivi antischiuma: quest’ultima è prodotta dall’aria che, durante gli
sbattimenti, resta intrappolata nelle goccioline d’olio, agglomerandosi in
bollicine. L’aria può rompere la continuità del velo di lubrificazione, oppure
inficiare l’incomprimibilità degli olii idraulici, e perciò può essere
opportuno additivare sostanze chimiche che, favorendo l’aggregazione delle
bollicine in bolle più grandi, ne accelerino l’espulsione.
Additivi migliorativi della capacità portante: è una caratteristica dei
lubrificanti studiati per la lubrificazione al limite. Tali additivi, a causa
del calore prodotto dall’attrito, provocano reazioni chimiche con i metalli
formando uno strato superficiale di protezione. Gli olii così trattati
riportano la sigla EP (extreme pressure) sulla confezione.
Additivi antiruggine: formano, sulle superfici, delle pellicole che,
mantenendole separate dell’acqua, evitano la formazione di ruggine. L’acqua può
formarsi per condensazione dell’umidità atmosferica, per condensazione del
vapore acqueo contenuto nei gas di combustione, o può provenire da lacrimazione
dei refrigeranti.
Additivi inibitori di corrosione: è un fenomeno elettrochimico. Gli additivi
atti a prevenirla sono gli stessi detergenti e disperdenti che abbiamo già
visto.
Additivi antiossidanti: servono, questa volta, a proteggere l’olio stesso dall’
ossidazione.
I grassi
Completiamo la nostra carrellata sui lubrificanti parlando dei grassi. Questi
sono il prodotto di un agente ispessente in un liquido lubrificante. Grassi al
sapone di litio: sono grassi polifunzionali di prima qualità, con buona
resistenza all’acqua, idonei alla lubrificazione di cuscinetti fino a
temperature d’esercizio di 130°C. A volte sono indicati con la sigla MP (multi
purpose), o MU (multi uso) con una colorazione ambrata o giallastra. Grassi al
sapone di calcio: hanno temperature d’esercizio limitate a 60°C, ma resistono
molto bene all’acqua mantenendo inalterate le proprie caratteristiche
lubrificanti. Hanno colorazione bianco avorio e si usano per la protezione dell’
attrezzatura di coperta. Grassi al sapone di sodio: sono emulsionabili con l’
acqua, e hanno temperature d’esercizio inferiori ai 100 gradi.
La consistenza
I grassi con consistenza zero o uno si usano in condizioni di basse temperature
o se esistono problemi di pompaggio.
La consistenza due presenta il miglior equilibrio tra esigenze di pompaggio e
capacità di lubrificazione. La consistenza tre presenta, da un lato, difficoltà
di pompaggio, ma si presta benissimo nei sistemi ad alta velocità e temperatura.
A bordo il grasso trova molte applicazioni: salvo quando prescritto dalle case
costruttrici per le proprie macchine, un grasso graffittato, o uno universale,
come quello al litio, andrebbe sempre utilizzato, per coprire e proteggere
dalla ruggine i bulloni e le viti. Dadi e viti andrebbero un po’ ingrassati
prima di chiuderli. Le serrature, invece, non vanno trattate né con olio né con
grasso: basta la grafite, con una matita s’imbratta per bene la chiave e la si
fa girare nella toppa. Funziona anche a basse temperature.
Per la protezione dei contatti elettrici si usa il grasso di vaselina: Si
applica in abbondanza sui morsetti delle batterie, sui capicorda delle
morsettiere, e in tutte le giunzioni, per prevenire la formazione di ossidi,
che, a causa dell’elevata umidità, inevitabilmente si formano. Prima di
abbandonare la barca per lunghi periodi, vale la pena rinnovare la
lubrificazione a grasso, rimuovendo quello secco. Durante l’esercizio, invece,
basta prendersi la briga di controllare ogni tanto, e spennellare un po’ dove
bisogna.
