Aditivos EP (Extreme Pressure) en lubricantes industriales: qué son, cómo funcionan y cuándo son obligatorios
Cuando la película de aceite se rompe bajo carga extrema, los aditivos EP son la última línea de defensa entre las superficies metálicas. Esta guía explica los tres tipos principales, la clasificación FZG, la diferencia entre API GL-4 y GL-5, y los sistemas donde los aditivos EP son contraproducentes.
Qué es la lubricación EP y por qué existe
En condiciones normales de operación, el lubricante forma una película hidrodinámica continua entre las superficies metálicas: no hay contacto metal con metal. Esta película se sostiene mientras la velocidad relativa de las superficies y la viscosidad del aceite generen suficiente presión hidrodinámica para soportar la carga.
El problema surge en arranques, paradas, vibraciones o cargas de impacto: la película de aceite se adelgaza o se rompe y se produce contacto metal-metal directo. A presiones de contacto de Hertz superiores a 1 GPa (habituales en engranajes de alta carga), el calor generado en la microzona de contacto puede superar los 150–300 °C en microsegundos. Sin protección adicional, el resultado es soldadura adhesiva (scuffing) y gripado del engranaje.
Los aditivos EP (Extreme Pressure) resuelven esto con un mecanismo químico: a alta temperatura y presión, reaccionan con la superficie metálica y forman una capa de sacrificio — sulfuros, fosfatos o cloruros metálicos — cuyo punto de fusión es inferior al del metal base. Esta capa se cizalla preferentemente y absorbe la energía de contacto, evitando la soldadura entre superficies. Cuando cesa la condición extrema, la capa se regenera continuamente mientras el aditivo EP esté presente en el aceite.
Diferencia clave EP vs AW: los aditivos anti-desgaste (AW) como el ZDDP actúan a temperatura moderada y forman una capa protectora permanente en condiciones normales de operación. Los aditivos EP actúan precisamente cuando la condición de operación supera el límite normal — a temperaturas y presiones donde los aditivos AW ya no son suficientes. Muchos productos (como el ZDDP) tienen doble función AW + EP según la temperatura de activación.
Los tres tipos principales de aditivos EP
Cada familia de aditivos EP actúa a una temperatura diferente, con mecanismos distintos y con restricciones de compatibilidad que condicionan la formulación y el envasado del producto.
Azufre activo / inactivo (S-P)
Activación: 150–200 °CMecanismo de acción
A alta temperatura, el azufre reacciona con el hierro de la superficie metálica y forma FeS (sulfuro de hierro), una capa de sacrificio de baja cizalladura que evita el contacto metal con metal directo.
Variante activa
El azufre activo es más efectivo en EP, pero reacciona también con el cobre y el bronce — corroe juntas, casquillos y tapones de HDPE con traza de cobre. Importante para la selección de envase y materiales de sellado.
Variante menos agresiva / restricciones modernas
El azufre inactivo (combinado con fósforo) tiene menor agresividad hacia metales no ferrosos. Se usa cuando hay componentes de cobre/bronce en el sistema.
Cuándo se usa: Aceites CLP de engranajes, lubricantes de corte, fluidos de conformado
El azufre activo es incompatible con rodamientos o casquillos de bronce y puede corroer juntas de EPDM/NBR a temperatura elevada. Verificar la ficha técnica antes de especificar.
Fosfato de zinc — ZDDP (Zinc Dialkyldithiophosphate)
Activación: 80–150 °CMecanismo de acción
El ZDDP forma una capa tribológica vítrea de fosfatos de zinc en la superficie metálica. Actúa como aditivo anti-desgaste a temperaturas moderadas y como EP a mayor temperatura. Doble función: AW (Anti-Wear) + EP.
Variante activa
En presencia de agua, el ZDDP se hidroliza y pierde efectividad. Problema habitual en aceites de engranajes expuestos a condensación o proceso húmedo.
Variante menos agresiva / restricciones modernas
Las fórmulas Low-SAPS (bajo contenido en sulfato de cenizas, azufre y fósforo) limitan el ZDDP para cumplir ACEA C5. En estas fórmulas se sustituye por fosfatos orgánicos sin zinc.
Cuándo se usa: Aceites de motor, aceites hidráulicos AW, aceites de engranajes CLP estándar, grasas EP
No usar ZDDP en aceites certificados NSF H1 (alimentario): el zinc no está en la lista de ingredientes H1 aprobados. Sustituir por fosfato orgánico aprobado NSF.
Cloruros orgánicos
Activación: 100–300 °CMecanismo de acción
Los cloruros orgánicos actúan como EP a temperaturas muy altas. Reaccionan con el hierro formando cloruros de hierro, que tienen un punto de fusión bajo y actúan como lubricante sólido a la zona de contacto.
Variante activa
Son muy efectivos en aplicaciones extremas (corte a alta velocidad, prensado en frío), pero presentan problemas graves: los residuos de incineración generan HCl y dioxinas; corroen metales no ferrosos (aluminio, cobre) y muchas aleaciones.
Variante menos agresiva / restricciones modernas
En muchas aplicaciones industriales modernas están restringidos o prohibidos por normativa REACH y reglamentación medioambiental. Su uso se ha reducido drásticamente en los últimos 15 años.
Cuándo se usa: Fluidos de corte en mecanizado de acero (aplicaciones que los permitan explícitamente), conformado de chapa de acero inoxidable
Restringidos en aplicaciones con aluminio, cobre y sus aleaciones. Prohibidos en muchos sectores (aeronáutica, alimentación, medicina). Verificar normativa sectorial antes de especificar.
Clasificación FZG: cómo medir la capacidad EP de un aceite
El ensayo FZG (Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau — Instituto de Investigación de Engranajes de Munich) según DIN 51354 método A/8.3/90 es el estándar europeo para medir la capacidad de carga extrema de aceites de engranajes. Un par de engranajes de acero gira a 2.170 rpm y se incrementa la carga en 12 etapas sucesivas. El nivel de fallo es el escalón donde se observa daño macroscópico en los flancos del engranaje.
En la ficha técnica de un aceite, el dato aparece como "FZG nivel de fallo > 12" o "FZG pass 12". Un nivel mayor indica mayor capacidad EP. La clasificación de 1 a 12+ indica:
Cómo leer el dato FZG en una ficha técnica
Busca "FZG" en la sección de propiedades o ensayos de la ficha técnica (TDS). Aparece como "FZG pass > 12 (DIN 51354)" o "nivel de fallo FZG> 12 etapas". Si el dato no aparece en la ficha, el aceite probablemente no tiene aditivos EP suficientes para engranajes industriales de carga media-alta. Para comparar productos, exige siempre el mismo método de ensayo — el FZG A/8.3/90 es el más habitual, pero existe también el método B y variantes con temperatura distinta.
API GL-4 vs GL-5 vs MT-1: no son intercambiables
Las especificaciones API GL definen el contenido y el tipo de aditivos EP para aceites de transmisiones y ejes. El error más común en taller es sustituir un GL-4 por un GL-5 "porque tiene más EP y es mejor". En transmisiones manuales con sincronizadores de bronce, este error puede destruir los sincronizadores en pocas decenas de miles de kilómetros.
Por qué GL-5 puede dañar una caja GL-4: el mayor contenido en azufre activo del GL-5 es necesario para proteger los flancos de los engranajes hipoides (ejes traseros) que operan bajo cargas de deslizamiento lateral extremas. Pero ese mismo azufre activo reacciona con los sincronizadores de bronce de las cajas manuales, corroyendo la superficie de fricción del sincronizador y eliminando el material de fricción que permite el cambio de marcha suave. El fabricante del vehículo o equipo especifica GL-4 precisamente para proteger estos componentes.
Aditivos EP en grasas: MoS₂, grafito, PTFE y metales sólidos
En grasas lubricantes, la función EP se consigue principalmente mediante lubricantes sólidos incorporados a la formulación. Cada tipo tiene un mecanismo distinto y condiciones de uso específicas. La elección incorrecta puede resultar en protección insuficiente o incluso en degradación del componente.
MoS₂ — Disulfuro de molibdeno
Mecanismo
Estructura laminar hexagonal: los cristales se orientan paralelos a la superficie bajo presión y forman una película de cizalladura ultra-baja. Efectivo hasta 350°C en atmósfera inerte. La humedad lo oxida a MoO₃ (trióxido de molibdeno), que es abrasivo — problema en ambientes húmedos.
Cuándo usar
Rodamientos y articulaciones de alta carga, engranajes abiertos, pivot de bajo movimiento, montaje inicial de componentes
No usar si…
Ambiente húmedo o con agua frecuente. Sistemas con velocidad alta (MoS₂ no funciona bien a alta velocidad).
Grafito
Mecanismo
Similar al MoS₂ en estructura laminar, pero el mecanismo de lubricación del grafito depende de la adsorción de gases (N₂, O₂, vapor de agua) para reducir la cizalladura entre capas. A diferencia del MoS₂, funciona mejor en presencia de humedad y atmósferas normales. Estable hasta 450°C en presencia de aire.
Cuándo usar
Engranajes abiertos, cadenas expuestas al ambiente, aplicaciones a alta temperatura con humedad, lubricación de cables
No usar si…
Vacío o atmósferas inertes (sin gases para adsorber). Sistemas eléctricos (grafito es conductor).
PTFE (Politetrafluoroetileno)
Mecanismo
Estrictamente NO es un aditivo EP. El PTFE no reacciona con la superficie metálica ni forma capa de sacrificio. Actúa por reducción de fricción gracias a su coeficiente de rozamiento extremadamente bajo (0,02–0,04). Útil para reducir la fricción estática y el stick-slip, no para soportar cargas de impacto o soldadura adhesiva.
Cuándo usar
Deslizadores, guías lineales, bisagras y articulaciones de carga moderada, lubricación de mecanismos de precisión
No usar si…
Cargas de impacto, presión de contacto muy alta, aplicaciones donde se requiere verdadero efecto EP (el PTFE no puede sustituir a MoS₂ o grafito en alta carga).
Cu (Cobre) / Plata en pasta
Mecanismo
Las pastas de cobre o plata aportan partículas metálicas que actúan como lubricante sólido a temperatura muy alta (por encima del punto donde los aditivos orgánicos se degradan). El cobre funde a 1.085°C — actúa como lubricante metálico líquido en zonas de contacto a temperatura extrema.
Cuándo usar
Roscas de tornillos de alta temperatura (bridas de turbina, exhaust manifolds), montaje y desmontaje de piezas expuestas a alta temperatura, uniones roscadas en hornos
No usar si…
Sistemas con aluminio o magnesio (par galvánico). Contacto con refrigerantes o fluidos de proceso (riesgo de contaminación).
Cuándo NO usar lubricantes con aditivos EP
Los aditivos EP no son universalmente beneficiosos. En determinadas aplicaciones, su presencia es directamente perjudicial. Conocer estas contraindicaciones es tan importante como saber cuándo son obligatorios.
Aceites de turbina de vapor y gas
El ZDDP se oxida en las condiciones de temperatura y circulación de los aceites de turbina, generando lacas y barnices que obturan los sistemas de control de velocidad (governor). Los aceites de turbina deben ser de base altamente refinada con antioxidantes fenólicos/aminícos, sin EP.
Aceites de compresor de aire
El ZDDP carboniza en la descarga del compresor (alta temperatura + oxígeno) y forma depósitos sólidos que pueden causar ignición por compresión adiabática. En compresores de pistón con temperatura de descarga superior a 180°C, el ZDDP es un riesgo de incendio. Usar solo aceites de compresor formulados sin EP.
Sistemas con metales no ferrosos (bronce, cobre, latón)
El azufre activo (aditivos S-P de alto contenido) reacciona con el cobre y el bronce formando sulfuros de cobre que corroen los componentes. En sistemas hidráulicos con bombas de engranajes de bronce, casquillos de cobre o válvulas de latón, el aceite debe superar el ensayo de corrosión en cobre (ASTM D130, calificación 1b o mejor).
Aceites lubricantes NSF H1 (alimentario)
El ZDDP (zinc + azufre + fósforo) no está incluido en la lista de aditivos aprobados por NSF/ANSI 61 e ISO 21469 para lubricantes H1 de contacto incidental con alimentos. En formulaciones H1, el ZDDP debe sustituirse por fosfatos orgánicos aprobados (como el Irgalube TPPT u otros fosfatos de amonio) que ofrecen protección AW sin zinc.
El envasado de productos EP: consideraciones técnicas específicas
Los lubricantes con aditivos EP presentan particularidades en el envasado a terceros que no aparecen con aceites estándar. Ignorarlas puede comprometer la estabilidad del producto o la compatibilidad de los materiales de envase.
Migración del azufre activo al tapón de HDPE
En bidones de HDPE con tapón estándar, el azufre activo de alta concentración puede migrar lentamente al plástico del tapón, debilitando el material y comprometiendo el cierre hermético. En aceites CLP de alto contenido EP (CLP 460, CLP 680), verificar la compatibilidad del tapón y usar preferentemente tapones de PP o tapones con junta de EPDM resistente a azufre.
Temperatura de almacenamiento menor de 40 °C
Los aditivos EP de alta carga molecular (especialmente las combinaciones S-P complejas) pueden sufrir separación de fase si el aceite se almacena a más de 40°C durante periodos prolongados. La separación no siempre es visible — el aditivo puede precipitar en el fondo sin turbiedad aparente. Almacenar en zona cubierta con temperatura controlada y respetar la vida útil indicada en la ficha.
Segregación estricta frente a aceites turbina y compresor
En almacén, los aceites CLP/EP deben mantenerse segregados de los aceites de turbina y compresor. El motivo no es solo de contaminación cruzada: incluso trazas de aceite EP en un aceite de turbina puede introducir ZDDP o compuestos de azufre que aceleran la oxidación del aceite de turbina y forman barniz. La segregación debe ser física — estanterías o zonas separadas, no solo etiquetado.
Compatibilidad de materiales en línea de envasado
El azufre activo puede atacar componentes de la propia línea de envasado si hay piezas de cobre, bronce o latón en el circuito de bombeo (juntas, racores, cabezales de llenado). Para líneas que envasan aceites CLP EP de forma intensiva, verificar que todos los componentes en contacto con producto sean de acero inoxidable 316L, PTFE o materiales certificados resistentes a azufre.
En FILLCORE Industrial trabajamos habitualmente con aceites CLP EP, aceites de engranajes de alta carga y grasas con MoS₂ y grafito. Nuestras líneas de envasado disponen de componentes en contacto con producto en acero inoxidable 316L y PTFE, compatibles con formulaciones de alto contenido EP. Si tienes dudas sobre la compatibilidad de tu producto con nuestro proceso, consúltanos antes del primer pedido.
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