Questa guida pratica accompagna operatori, manutentori e consulenti nella scelta del lubrificante più idoneo per i motori a gas impiegati in impianti di cogenerazione. Insieme scopriremo come le caratteristiche di base dell’olio, i pacchetti di additivi e i parametri analitici (TBN, TAN, nitrazione, ossidazione) influenzano direttamente l’affidabilità e l’efficienza del motore. Seguiremo un percorso che, partendo dai principi di funzionamento, arriva alle tecniche avanzate di filtrazione e alle strategie di manutenzione condition‑based, con esempi reali, tabelle di riferimento e indicazioni conformi alle raccomandazioni dei principali OEM.
1. La funzione dell’olio
Gli oli lubrificanti per motori a gas di cogenerazione non hanno un ruolo unico: devono ridurre l’attrito, raffreddare, sigillare, pulire e proteggere da corrosione e usura. Poiché ogni motore e ogni combustibile presentano esigenze diverse, i costruttori indicano specifiche precise che il lubrificante deve rispettare.
1.1 Proprietà di base
I parametri fondamentali che definiscono la qualità di un lubrificante per motori a gas sono tre: lubrificazione, viscosità e flusso. La lubrificazione è il compito primario dell’olio: ridurre l’attrito fra superfici metalliche in movimento, evitando grippaggi e dissipazione di energia. La viscosità rappresenta la “resistenza allo scorrimento” del fluido; deve restare abbastanza elevata da mantenere un film protettivo ma non tanto da penalizzare la circolazione a freddo o causare perdite di rendimento. Il flusso, ovvero la capacità dell’olio di raggiungere rapidamente tutti i punti del circuito, garantisce che il film venga costantemente rinnovato e che il calore sia efficacemente asportato dalle zone critiche del motore. Il corretto equilibrio fra questi tre fattori costituisce la base su cui gli additivi innestano funzioni specifiche per adattare l’olio alle condizioni operative e alle caratteristiche del combustibile.
1.2 Il ruolo degli additivi
Gli additivi sono l’ingrediente chiave che trasforma un olio “di base” in un fluido progettato per le condizioni estreme di un motore a gas per cogenerazione. Ciascuna famiglia di additivi risolve un problema specifico: gli inibitori di corrosione neutralizzano gli acidi generati da combustibili con alto contenuto di solfuri, i detergenti sciolgono vernici e depositi nelle aree ad alta temperatura come la corona del pistone, i disperdenti inglobano particelle carboniose mantenendole in sospensione fino al drenaggio, mentre antiossidanti e anti‑nitrazione evitano l’ispessimento dell’olio e la formazione di smalti preservando la viscosità. I moderni “pacchetti additivi” combinano queste molecole in dosaggi bilanciati: aumentare, ad esempio, la quantità di inibitore di corrosione può richiedere una correzione con antischiuma o modificatori di detergenza per evitare effetti collaterali. Per questo motivo le specifiche OEM non sono intercambiabili e richiedono lubrificanti approvati da test di durata sul campo, che garantiscano benefici concreti su usura, emissioni e intervalli di manutenzione:
2. Le ceneri e la loro importanza
Gli additivi metallici (principalmente calcio e magnesio) formano ceneri che rivestono valvole e sedi riducendone l’usura e neutralizzano gli acidi derivati da combustibili contaminati (es. H2S).
2.1 Classificazione per contenuto di ceneri
Buona pratica: scegliere sempre il livello di ceneri raccomandato dal costruttore del motore e dal fornitore del catalizzatore.
3. Indicatori chiave: TBN e TAN
| Sigla | Significato | Che cosa indica | Soglia cambio olio* |
|---|---|---|---|
| TBN | Total Base Number | Riserva alcalina neutralizzante | ↓ al 70 % del valore a olio nuovo |
| TAN | Total Acid Number | Somma degli acidi formati | ↑ di 2,5 – 3,0 rispetto al valore a olio nuovo |
* valori indicativi; attenersi sempre alle specifiche del laboratorio o del costruttore.
4. Nitrazione e ossidazione
- Nitrazione: favorita da miscela magra e basse temperature olio (< 89 °C). Produce smalti gialli, fanghi e incremento viscosità.
- Ossidazione: accelerata da temperature olio > 90 °C e lunghi intervalli di cambio. Produce depositi scuri e stesso effetto sulla viscosità.
Controllare regolarmente i parametri IR (nitrazione/ossidazione) nel rapporto d’analisi.
5. Contaminanti comuni e loro origine
| Contaminante | Possibile origine | Effetto |
|---|---|---|
| Ferro, rame, piombo, alluminio, cromo, stagno | Usura interna (cuscinetti, fasce, ingranaggi) | Indica tasso di usura; attenzione a brusche impennate |
| Silicone | Aria non filtrata o silossani nel biogas | Aumenta abrasione se si lega a particelle metalliche |
| Sodio, boro, potassio | Ingresso glicole circolazione acqua | Rischio elevato per cuscinetti |
| Acqua | Condensa o perdite | Emulsioni, corrosione rapida |
| Glycol | Perdite circuito raffreddamento | Danneggia velocemente cuscinetti e albero |
5.1 Limiti di allarme
Viscosità ±20/ +30 %, Flash Point < 180 °C, TBN ↓30 %, TAN +2,5, Ossidazione > 25 Abs/cm, Nitrazione > 25 Abs/cm, Acqua > 0,10 %, Glycol: qualunque presenza, Cloro > 900 ppm.
6. Analisi laboratorio: come leggere i report
Lo spettrometro ICP misura i metalli in ppm. È essenziale disporre di un campione di olio nuovo come riferimento. Seguire la tendenza più che il valore assoluto.
Esempio campione 2020: il ferro (Fe) è passato da 150 a 221 ppm in quattro mesi; trend in aumento che richiede verifica dei cuscinetti. Il piombo (Pb) segue la stessa tendenza, segnando possibile corrosione per acidità elevata.
7. Strategie di manutenzione e filtrazione
Il programma di manutenzione dell’impianto di lubrificazione deve mirare a stabilizzare la qualità dell’olio nel tempo, riducendo al minimo sia le fermate non programmate sia i costi di smaltimento. Per gli impianti di cogenerazione – spesso operativi 8.000 ore/anno – ciò significa affiancare agli intervalli prescritti dal costruttore un approccio condition‑based, fondato su analisi periodiche e trend analysis. Tre i pilastri operativi:
- Filtrazione avanzata in bypass per rimuovere particelle sub‑microniche e prodotti di degradazione senza impoverire il pacchetto additivi.
- Gestione del blow‑by per evitare il ritorno di aerosol oleosi e contaminanti nella camera di combustione e nel catalizzatore.
- Pianificazione dinamica dei cambi olio/filtri, basata su TBN, TAN, viscosità e contenuto metalli invece che su ore fisse di servizio.
Questa strategia integrata consente di prolungare la vita del lubrificante fino al 30 %, ridurre l’usura interna e mantenere stabili le emissioni, aumentando la disponibilità complessiva dell’impianto.
7.1 Filtrazione centrifuga MICROSPIN™
- By‑pass a 0,5 µm
- Rimuove particelle, ossidati e nitrati senza sottrarre additivi
- Abbinare a elementi lavabili da 25 µm sugli alloggiamenti originali
7.2 Separatori d’olio blow-by
Pulire a ogni cambio olio: rete metallica con solvente, elemento in schiuma con detergente neutro. Asciugare accuratamente prima del rimontaggio.
7.3 Intervallo sostituzione filtri
Sostituire (o pulire a ultrasuoni) tutti i filtri olio ad ogni cambio olio. I filtri a rete possono essere puliti con solvente.
8. Raccomandazioni finali
- Selezione: scegliere un lubrificante con il TBN, la classe di ceneri e la viscosità raccomandate dal costruttore in base al combustibile utilizzato.
- Monitoraggio: eseguire analisi olio a intervalli regolari; controllare sempre TBN, TAN, IR ossidazione/nitrazione e contenuto metalli.
- Manutenzione: rispettare l’intervallo di cambio olio e filtri; regolare la temperatura olio (89‑90 °C) per minimizzare sia nitrazione sia ossidazione.
- Azioni correttive: se il TBN scende rapidamente o il TAN cresce oltre soglia, ridurre il periodo tra i cambi olio e investigare la qualità del gas.
- Documentazione: mantenere un registro storico dei parametri per individuare trend e prevenire guasti catastrofici.
