Lubricantes para motores de gas
y generadores de biogás
Un generador de biogás de EDAR o vertedero quema gas con H₂S de 100–2.000 ppm y siloxanos. El aceite de motor debe neutralizar los ácidos formados por H₂S mientras evita el depósito de óxidos de silicio (SiO₂) de los siloxanos en los pistones. TBN adecuado y análisis mensual son la diferencia entre 1.000 y 4.000 horas de vida del aceite.
Gas natural vs. biogás: implicaciones para el aceite de motor
Los motores de gas estacionario (Jenbacher JMS, Caterpillar CG, MAN E2842, Wärtsilä 20V34) queman diferentes combustibles con impurezas que se transfieren al aceite de cárter. La selección del aceite depende críticamente de la calidad y composición del combustible:
| Combustible | H₂S típico | Siloxanos | TBN aceite recomendado | Intervalo cambio típico |
|---|---|---|---|---|
| Gas natural limpio de red | < 5 ppm | Cero | TBN 5–7 mg KOH/g | 1.000–2.000 h |
| Gas natural de pozo (con H₂S) | 50–500 ppm | Trazas | TBN 7–10 mg KOH/g | 500–1.000 h según H₂S |
| Gas de vertedero (landfill gas) | 100–2.000 ppm | Sí: 5–50 mg Si/Nm³ | TBN 10–15 mg KOH/g | 250–500 h (siloxanos) |
| Biogás de EDAR (aguas residuales) | 50–500 ppm | Sí: 2–20 mg Si/Nm³ | TBN 10–13 mg KOH/g | 500–1.000 h |
| Biogás agrícola (purines, estiércol) | 500–5.000 ppm | Trazas | TBN 13–20 mg KOH/g | 250–500 h (H₂S alto) |
| Gas de síntesis (syngas, H₂+CO) | Variable | Sin siloxanos | TBN 7–10 con inhibidores CO | Según análisis |
TBN: el parámetro más crítico en motores de biogás
El TBN (Total Base Number, número básico total) mide la reserva alcalina del aceite para neutralizar los ácidos formados por la combustión (H₂SO₄ de H₂S, HNO₃ de NOx, HCl de cloro en biogás). Cuando el TBN se agota, el aceite ya no puede neutralizar los ácidos y el motor sufre corrosión ácida en camisas, pistones y segmentos.
Cambiar el aceite cuando el TBN residual baje al 50% del TBN nuevo es el criterio más seguro en motores de gas: si TBN nuevo = 12 mg KOH/g → cambio cuando TBN en muestra sea ≤ 6 mg KOH/g. NO esperar a TBN = 0 (el motor ya habrá sufrido corrosión ácida). Un aceite con TBN nuevo alto (12–15) da más margen antes del cambio, reduciendo el coste de mantenimiento.
- SAE 40 (viscosidad equivalente ISO VG 150) para motores de 4 tiempos gas
- TBN nuevo: 7–15 mg KOH/g según biogás
- Sin cenizas sulfatadas: máx. 0,5% (ASTM D874) para biogás con siloxanos
- API CF/CH-4 o JASO MA para motor Otto gas (ciclo de encendido por chispa)
- Intervalo análisis: mensual (500–750 h según biogás)
- Parámetros clave: TBN residual, Si (siloxanos), Fe, Cu
- Los siloxanos (D4, D5, D6 de vertedero/EDAR) se queman en el motor generando SiO₂ abrasivo (cuarzo, Mohs 7)
- El SiO₂ se deposita en pistones, válvulas y camisas: desgaste catastrófico
- Señal en aceite: Si en muestra >20 ppm = entrada de SiO₂ por combustión
- Solución técnica: filtro de siloxanos en el biogás antes del motor (carbón activo o refrigeración del gas)
- Si no hay filtro de siloxanos: reducir intervalo cambio aceite a 250–500 h
Programa de análisis de aceite en motores de gas y biogás
| Parámetro | Normal | Alerta | Cambio inmediato | Diagnóstico |
|---|---|---|---|---|
| TBN residual (% del nuevo) | {'>'}75% | 50–75% | < 50% | Agotamiento reserva alcalina vs. H₂S y NOx |
| TAN (mg KOH/g) | < 1,0 | 1,0–2,5 | > 3,0 | Acidez acumulada por ácidos combustión |
| Silicio (Si ppm) | < 10 | 10–25 | > 40 | Siloxanos → SiO₂ en cámara combustión |
| Hierro (Fe ppm) | < 30 | 30–70 | > 100 | Desgaste camisas / segmentos por abrasión SiO₂ o ácidos |
| Plomo (Pb ppm) | < 20 | 20–50 | > 80 | Desgaste cojinetes de biela (Pb babbit) |
| Cobre (Cu ppm) | < 15 | 15–40 | > 60 | Desgaste cojinetes de bancada bronce |
| Agua (%) | < 0,05% | 0,05–0,20% | > 0,20% | Fallo sello agua refrigeración; condensación |
| Viscosidad 100°C (mm²/s) | Nominal ±10% | ±10–20% | ±20% | Dilución combustible (slip de gas) o polimeración |
| Hollín (absorbancia) | < 3% Abs | 3–5% | > 5% | Combustión incompleta; mezcla rica; problemas encendido |
Aceites de motor SAE 40 para generadores de biogás
FILLCORE suministra aceites SAE 40 para motores de gas con TBN 10–15 mg KOH/g optimizados para biogás con H₂S y siloxanos, en envases de 20 L a 208 L.