Anche la macchina più performante non può funzionare a dovere se tutti i suoi componenti non sono ben lubrificati e oliati con uno specifico olio idraulico. Gli ingranaggi, per scorrere e fare il loro lavoro, hanno bisogno di essere trattati in modo opportuno con lubrificanti specifici. Gli oli lubrificanti non sono tutti uguali.
Gli oli idraulici sono prevalentemente oli minerali e sintetici. I diversi tipi di olio, oltre a lubrificare le parti meccaniche, possono proteggerle dall’usura e dalla corrosione, grazie a diverse proprietà come il fatto che sono idrorepellenti. L’ideale è una viscosità che consenta, allo stesso tempo, di far funzionare a perfezione il macchinario e di mantenere un film lubrificante sulle parti interessate.
Cos'è la Viscosità?
La viscosità è una grandezza fisica che rappresenta la resistenza interna di un fluido allo scorrimento. La viscosità riguarda il grado di “aggregazione” o di “adesione” di un fluido. Un lubrificante con viscosità alta è meno fluido di un lubrificante con viscosità bassa.
Un errore comune è quello di scambiare il concetto di viscosità con quello di densità che invece indica il rapporto tra la massa e il volume di un liquido. Quindi parlare di densità olio motore per riferirsi alle sue caratteristiche di scorrevolezza è scorretto. Un olio motore si dice viscoso (meno scorrevole) se la viscosità è alta, e fluido (più scorrevole) se la viscosità è bassa.
Vi sono due tipi di viscosità: la viscosità dinamica e la viscosità cinematica. La viscosità dinamica è misurata in millipascal per secondo (mPa·s) o in centipoise (cP), mentre la viscosità cinematica è espressa in millimetri quadri al secondo (mm²/s) o in centistokes (cSt).
Viscosità dinamica e cinematica
La viscosità descrive le forze di attrito interne tra strati adiacenti di un fluido che sono in movimento. Più le forze di attrito sono alte, più difficilmente scorre il fluido o, in altre parole, la viscosità cresce. Se le forze di attrito sono basse, il fluido scorre più facilmente e la viscosità è bassa. È importante notare che la viscosità di un lubrificante non è una proprietà fissa, ma dipende dalla temperatura.
La viscosità dinamica descrive la forza necessaria per far scorrere un lubrificante, cioè la forza per superare l’attrito interno. La viscosità cinematica descrive quanto velocemente un lubrificante scorre quando una specifica forza viene applicata. Questo valore è il risultato della divisione tra la viscosità dinamica e la densità del lubrificante. In sostanza, la viscosità cinematica è il fattore che lega la viscosità dinamica alla densità.
Indice di Viscosità (I.V.)
La viscosità riguarda i fluidi e ne indica, precisamente, la resistenza allo scorrimento. Uno stesso fluido presenta caratteristiche di viscosità che mutano al variare di pressione e temperatura. Quindi, lo stesso olio sottoposto a riscaldamento vedrà diminuire progressivamente la propria viscosità con l’aumentare della temperatura. Per questo motivo, gli oli lubrificanti devono essere valutati non solo in base alla loro viscosità ma anche in base al loro indice di viscosità.
L’indice di viscosità (I.V.) indica quanto un olio lubrificante è in grado di mantenere inalterata la propria viscosità a diversi livelli di temperatura. Valori bassi indicano una scarsa tenuta, valori alti indicano una maggiore capacità di mantenere la viscosità. L'indice di viscosità (VI - Viscosity Index) è un numero che consente di valutare il variare della viscosità di un olio lubrificante al variare della temperatura.
Si calcola con metodica ISO 2909:2002 che valuta la viscosità cinematica degli oli a 40°C e 100°C. Più alto è questo valore, maggiore sarà è la stabilità dell'olio in termini di variazione della viscosità. Da questo punto di vista gli oli migliori sono senza dubbio gli oli sintetici e quelli minerali ad alto indice di viscosità.
Classi di Viscosità
La viscosità degli oli lubrificanti si misura secondo gli standard ISO VG. La viscosità dei lubrificanti industriali è definita dalla classificazione di viscosità ISO, la quale misura la viscosità a 40°C, che è una comune temperatura operativa. Per esempio, un lubrificante con ISO VG 68 ha una viscosità di 68 cSt a 40°C con un margine di ±10%.
Ci sono anche altri standard, come AGMA per gli oli dei riduttori industriali e SAE per le applicazioni automotive, con una classificazione separata rispettivamente per gli oli per riduttori e oli per motori. È importante capire che queste classi non sono indicazione della qualità lubrificanti di un olio, né delle sue prestazioni oltre i 40°C. Quindi determinare la corretta classe di viscosità è solo una parte del processo; l’esperienza e la conoscenza sono indispensabili per fare la scelta giusta.
Ancor più importante della viscosità è l’indice di viscosità. Questo valore indica quanto la viscosità cambia con il cambiare della temperatura. Un lubrificante con un basso indice di viscosità cambierà molto la sua viscosità con minime variazioni di temperatura, offrendo basse performance in applicazioni con elevate variazioni di temperatura. Un alto indice di viscosità indica che la viscosità rimarrà più stabile in un ampio range di temperature. Questo è auspicabile in condizioni termiche variabili.
Oli Multigradi e Unigradi
Si parla di oli unigradi es. SAE 10W, SAE 30, SAE 50 per indicare un olio motore che garantisce una sola prestazione a freddo oppure a caldo. Si parla invece di oli multigradi quando è garantita una prestazione sia a bassa temperatura sia ad alta temperatura es. SAE 5W-30, SAE 5W-40. Nel caso dei multigradi il primo numero seguito dalla "W" di Winter (Inverno) indica il comportamento alle basse temperature quindi in fase di avviamento, il secondo si riferisce alle alte temperature e quindi alla fase in esercizio.
Tabella Gradazione Olio Motore SAE J300
SAE International, un acronimo che sta per Society of Automotive Engineers, è un ente di normazione nel campo dell'industria aerospaziale, automobilistica e veicolistica.
L’Importanza della Viscosità nei Lubrificanti
Per i lubrificanti, la viscosità, insieme all’indice di viscosità, è un parametro fondamentale. Lo strato di lubrificante non deve diventare troppo sottile in normali temperature di esercizio, in quanto si perderebbe il film lubrificante e non si garantirebbe una lubrificazione adeguata. Parallelamente, lo strato di lubrificante non deve essere troppo spesso, perché causerebbe un attrito interno troppo elevato.
La viscosità e l’indice di viscosità sono parametri diretti delle performance di un lubrificante. I lubrificanti con una bassa viscosità con una fluidità simile all’acqua sono spesso usati a basse temperature, nelle applicazioni meno caricate e nelle applicazioni con basse velocità di rotazione, ad esempio negli impianti idraulici. I lubrificanti con un’alta viscosità hanno performance migliori nelle applicazioni con alto carico, come nel caso di riduttori e di componenti industriali molto caricati.
Scelta dell'Olio Lubrificante Corretto
La prima scelta è sempre l’olio della viscosità indicata nel manuale del macchinario o del motore. Non è consigliabile usare una gradazione viscosimetrica differente. La viscosità corretta è sempre quella indicata dal Costruttore dell'auto nel libretto di uso e manutenzione del veicolo.
La scelta del giusto lubrificante con un’appropriata viscosità e indice di viscosità dipende da molti fattori. E’ una domanda che ci viene posta spesso dai nostri clienti. Iniziamo con una premessa: l’olio lubrificante ISO vede come principale applicazione gli impianti oleodinamici. L’olio lubrificante ISO 46 e ISO 68 hanno un alto indice di viscosità. Entrambi sono formulati con additivi contro l’ usura, antiossidanti, antiruggine ed antischiuma. I numeri 46 e 68 indicano la viscosità dell’olio lubrificante.
Il valore della viscosità è importante per determinare se l’olio è adatto alle condizioni di lavoro dell’impianto. Possiamo qui di seguito dare dei cenni , fermo restando che suggeriamo sempre di attenersi ai manuali di manutenzione di ogni macchina.
Olio Idraulico ISO 46 e ISO 68: Differenze
Su Wikipedia troviamo che la viscosità è una grandezza fisica che misura la resistenza di un fluido allo scorrimento. La viscosità è legata all’attrito tra le molecole del fluido: tale attrito varia al variare della temperatura e della pressione a cui è sottoposto il lubrificante. Pertanto all’aumentare della temperatura abbiamo come conseguenza la diminuzione della viscosità.
Ad esempio, un olio idraulico ISO VG 46 dopo circa 30 minuti di utilizzo in un impianto idraulico vedrà diminuire la propria viscosità fino a ISO VG 32. A seguito di questo fenomeno si avrà una conseguente diminuzione dell’efficienza del circuito idraulico e una maggiore usura dei componenti (pompa, servo valvole, ecc.). Questo principio è valido in generale per tutti i lubrificanti e tutte le gradazioni di viscosità. Capiamo perciò perché è importante utilizzare lubrificanti che limitino questo fenomeno.
A parità di viscosità si consiglia quindi di utilizzare oli ad Alto Indice di Viscosità. Attenzione! Una miglior capacità di resistere a questa riduzione di viscosità causata dalla temperatura la possiamo riscontrare in due tipologie di lubrificanti differenti: olio totalmente sintetico e olio minerale ad alto indice di viscosità.
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