Lubrificanti biodegradabili in primo piano

Oltre alle loro prestazioni specifiche, altri requisiti sono sempre più importanti per i lubrificanti. Primo fra tutti la biodegradabilità.I lubrificanti sono d’importanza vitale per tutte le macchine ed i componenti mobili o rotanti. Si calcola che ogni anno, in tutto il mondo, se ne usino complessivamente circa 37 milioni di tonnellate. Le applicazioni dei lubrificanti sono innumerevoli e vanno dai fluidi sinoviali naturali che lubrificano le articolazioni del nostro corpo alle formule speciali che permettono il funzionamento dei rotori nelle centrali eoliche.

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Oltre alle loro prestazioni specifiche, altri requisiti sono sempre più importanti per i lubrificanti. Primo fra tutti la biodegradabilità.I lubrificanti sono d’importanza vitale per tutte le macchine ed i componenti mobili o rotanti. Si calcola che ogni anno, in tutto il mondo, se ne usino complessivamente circa 37 milioni di tonnellate. Le applicazioni dei lubrificanti sono innumerevoli e vanno dai fluidi sinoviali naturali che lubrificano le articolazioni del nostro corpo alle formule speciali che permettono il funzionamento dei rotori nelle centrali eoliche.

   Ogni anno, un volume di lubrificanti compreso tra i 4 ed i 12 milioni di tonnellate viene restituito all’ambiente. Ovviamente, ci si preoccupa sempre di più del potenziale danno ambientale che questo tipo di rifiuti potrebbe causare. In applicazioni in cui la contaminazione dell’ambiente può costituire un problema ed in cui esistano alternative competitive ai lubrificanti tradizionali, l’industria prende volentieri in considerazione soluzioni il cui impatto ambientale sia inferiore a quello dei lubrificanti tradizionali.

   I lubrificanti si possono suddividere in tre tipi principali: a base minerale, a base sintetica ed a base vegetale. Tra questi, i lubrificanti ed i fluidi a base di oli minerali sono considerati potenzialmente pericolosi in molte applicazioni perché non si biodegradano rapidamente e sono tossici per gli organismi acquatici.

   La richiesta di nuovi lubrificanti biodegradabili è particolarmente pressante da parte degli utilizzatori di macchine in edilizia, movimento terra, silvicoltura ed agricoltura, oltre che per le applicazioni marine. Nonostante l’evidente potenziale di mercato, finora il principale ostacolo è stato il fatto che non esistevano sul mercato prodotti in grado di soddisfare i severi requisiti posti da applicazioni quali i cuscinetti.

   Uno dei principali problemi per i produttori di cuscinetti era che le prime generazioni di lubrificanti biodegradabili causavano l’avaria prematura dei cuscinetti. Oggi i trend indicano che la crescente domanda di lubrificanti «verdi» sta per essere soddisfatta grazie all’avvento di nuovi prodotti affidabili.

Possibile legislazione

La richiesta di lubrificanti biodegradabili ed atossici in aree ecologicamente sensibili è già evidente. In alcuni paesi europei sono stati adottati regolamenti in materia e si sono sviluppati oli sintetici o a base di colza per sostituire gli oli minerali nocivi all’ambiente.

   Le leggi attualmente vigenti si riferiscono non ai lubrificanti in particolare, ma alle sostanze in senso lato. Tra le leggi che potrebbero investire anche il settore dei lubrificanti figurano la Direttiva comunitaria sulle sostanze pericolose e la seconda modifica della Direttiva sui preparati pericolosi che include i criteri per la classificazione dei materiali pericolosi per l’ambiente.

   Negli Stati Uniti non si è ancora arrivati a questo punto e la pressione esercitata per promuovere l’uso di oli biodegradabili è scarsa. Tuttavia, si prevede che l’argomento diventerà molto attuale entro i prossimi 2-5 anni.

   Per chi sviluppa e vende lubrificanti «verdi», uno dei problemi è la definizione del processo di biodegradazione rispetto alla durata del prodotto. La biodegradazione è la decomposizione di un materiale attraverso l’azione metabolica di organismi come batteri, funghi, fermenti ed alghe. Si tratta di un processo complesso ed il modo in cui un materiale si degrada è spesso tanto importante quanto il fatto che esso si degrada.

   La principale caratteristica di qualsiasi grasso biodegradabile dovrebbe essere la facilità con cui esso si decompone entro un periodo di tempo ragionevole, per l’azione dei microrganismi presenti nel terreno, nei fiumi e negli oceani, esercitando un ridotto impatto sull’ambiente e sugli ecosistemi vulnerabili.

   Per misurare la capacità di biodegradazione di una sostanza ed il suo effetto residuo sull’ambiente, si ricorre ad una serie di fattori. Alcuni di essi sono la quantità di ossigeno necessaria al degrado di un composto organico, il numero di fasi in cui avviene la decomposizione, il tempo necessario e la presenza o meno, dopo il processo, di residui che si accumulano nel terreno o negli organismi.

   Anche gli attuali lubrificanti a base di oli minerali o sintetici, prima o poi, si degradano. Tuttavia, la lentezza di questo degrado è tale da renderne sconsigliabile la dispersione nell’ambiente. Alcuni oli minerali, per esempio, possono contaminare le acque di falda anche per 100 anni.

Lubrificanti alternativi

Rispetto agli oli minerali, gli oli a base vegetale presentano il vantaggio di essere biodegradabili ed atossici, oltre che avere un maggiore potere lubrificante ed un punto di infiammabilità più alto. Si tratta inoltre di una risorsa rinnovabile ed il loro costo è ragionevole rispetto ad altri fluidi alternativi.

   I ricercatori hanno sviluppato una serie di composti lubrificanti. L’olio di colza è l’olio a base vegetale più largamente usato grazie alla sua stabilità all’ossidazione relativamente buona (rispetto ad altri oli vegetali normali), al suo costo ragionevole (rispetto ai fluidi alternativi) ed alla sua abbondante disponibilità sia in Europa che in Nordamerica. Gli oli vegetali geneticamente modificati, per esempio a base di girasole o colza altamente oleici, cominciano anch’essi a trovare applicazione nei casi in cui sia richiesta una maggiore stabilità ossidativa.

   Molti ricercatori pensano che l’olio di soia potrà conquistare una quota del mercato dei lubrificanti biodegradabili, così come anche altri oli vegetali e lubrificanti sintetici.

   Gli oli sintetici offrono migliori prestazioni rispetto ai lubrificanti a base di olio minerale, ma questo vantaggio costa. La maggior parte degli esteri utilizzati sono biodegradabili ed offrono una superiore stabilità termica ed all’ossidazione. Il prezzo di questi prodotti di nicchia è più alto rispetto agli oli vegetali e molto superiore a quello dei lubrificanti a base di petrolio. I lubrificanti sintetici occupano insomma il segmento più alto in termini di prezzo e di prestazioni.

   Dato che gli oli vegetali, soia inclusa, sono generalmente meno costosi, essi rappresenteranno l’alternativa preferita nei casi in cui potranno soddisfare i requisiti di performance. Rispetto agli oli minerali, gli oli vegetali presentano anche altri vantaggi per l’uso come basi per lubrificanti: elevato potere lubrificante, alto indice di viscosità, ridotte perdite di evaporazione e rapida biodegradabilità. Inoltre, l’alto indice di viscosità degli oli vegetali indica che la loro viscosità non varia con la temperatura tanto quanto quella degli oli minerali. Questo può costituire un vantaggio quando si tratta di sviluppare lubrificanti da usare entro una vasta gamma di temperature.

Elaine Williams  

redattrice tecnica di Evolution  

foto Roger Stenberg