Tüm dünyada çevre ile ilgili endişeler artarken, çevre yönünden hassas alanlarda yağlama özel ilgi gerektiren önemli bir konudur. NYCO’nun Teknik Konulardan ve Satışlardan Sorumlu Müdürü Arnaud Radigue, sentetik esterlerin çevreye hiçbir zarar vermeden mükemmel özellikler sunduğunu, ancak seçimin dikkatlice yapılması gerektiğini anlatıyor.
Çevre yönünden hassas alanlarda yağlama
Çevreyi çeşitli zararlı endüstriyel atıklara karşı korumak dünya çapında çok önemli bir konudur. Zorlu ve bağlayıcı düzenlemeler, basit farkındalığın önüne geçiyor. Özellikle dış mekan ekipmanlarının çevreyi zararlı yağlara veya greslere maruz bırakma olasılığı yüksek olduğu durumlarda yağlama konusu ise asla bir istisna değil.
2018 European Ecolabel (Avrupa Ekolojik Etiketi) kapsamında tanımlandığı üzere, kazara, kısmen veya tamamen kayıp yağlama kavramı, yağlayıcıların kısmen veya tamamen çevreye salımına neden olabilecek operasyonları ifade eder. Söz konusu yağlayıcı zararlı özelliklere sahipse, yağlama operasyonu müdahale edilmesi gereken bir çevresel tehdit oluşturur. Özellikle, su toplama alanları veya deniz ortamı, yağlamanın özel inceleme altında olacağı çok hassas alanlar olarak kabul edilir.
Kayıp yağlamanın yaşandığı uygulamalar arasında, kar aracı, jet skiler ve dıştan takma deniz motorları, kayak asansörleri, motorlu testereler ve ormancılık ekipmanları, barajlarda kullanılan hidrolik türbinler, gemilerdeki kıç tüpler ve dümenler, inşaat yağları (özellikle hidrolikler) ve hatta açık deniz operasyonlarında kullanılan deniz altı ekipmanı sayılabilir.
Sorunlu yağlama operasyonlarına verilebilecek en anlamlı örneklerden biri kıç tüp yağlarıdır. Pervane şaftını destekleyen kıç tüp yatakları, özel sıçrama contalarının içerdiği yağlarla yağlanır. Pek çok tasarım mümkün olsa da, bu contaların bir kısmı tasarım gereği denize az miktarda petrol salmaktadır. Ancak dünya çapındaki deniz taşımacılığı miktarına bakıldığında, standart operasyonların bir parçası olarak her yıl tahmini 37 ila 61 milyon litre kıç tüp yağı denize sızmaktadır. Bu, toplamda bir hayli yüksektir ve her yıl ortalama bir petrol sızıntısına eşdeğer olduğu söylenebilir.
Etiketler, standartlar ve yönetmelikler
Dünya çapında yağlamanın çevre üzerindeki etkisinin değerlendirilmesi ve azaltılmasına yönelik gereksinimler, öneriler veya en iyi uygulamaları ele alan çok sayıda etiket ve standart vardır. European Ecolabel muhtemelen endüstrimizde en iyi bilinen etikettir ve sıfır tehlike sınıflandırması, biyolojik olarak parçalanabilirlik, suda toksisite yaratmaması ve ambalaj malzemelerinin kullanımında geri dönüşüm gibi gereksinimleri bulunmaktadır. “Biyolojik yağlayıcı” terimini tanımlayan EN 16807:2016 standardının yanı sıra Blue Angel, Nordic Swan, İsveç Standartları veya USDA Biopreferred® gibi diğer standartlar, etiketler veya programlar bulunmaktadır. Tüm bu önlemler, çevre dostu yağlayıcıların kullanımını teşvik etmek için tasarlanmış gönüllü programlardır. Bununla birlikte, kamu işlerine yönelik ihalelerde bu tür yağlayıcılar talep edilebilir.
Bununla birlikte, piyasada, ilk olarak 2013 yılında EPA tarafından yayınlanan ve şimdi Gemi Kazasından Kaynaklı Dökülme Yasası (VIDA) olarak adlandırılan Gemi Genel İzni (VGP) olmak üzere bir dizi bağlayıcı yönetmelik bulunmaktadır. Deniz suyu ara yüzeylerinde (temel olarak su hattının altında ve bazen güverte üzerinde) kullanılan bu tür yağlayıcılar için temel gereklilikler, biyolojik olarak parçalanabilirlik, ekotoksisite ve biyolojik birikim hususlarını değerlendirerek “Çevresel Olarak Kabul Edilebilir Yağlayıcı” (EAL) kavramını tanımlar. Önceden, bilinen etiketlerden (European Ecolabel, Nordic Swan, Blue Angel, İsveç Standartları, OSPAR…) herhangi birine sahip olan bir yağlayıcı VGP’nin gerekliliklerine otomatik olarak uyarken, VIDA’nın başka bir etiket veya mevzuata uygunluğa bakılmaksızın karşılanması gereken kendi gereksinimleri ortaya konabilir.
OSPAR (Oslo Paris Anlaşması), Kuzey Avrupa’daki birkaç ülke arasında uygulanan, yerel mevzuata uyarlandığında denizcilik çevre profillerine bağlı olarak açık denizde sıvılarının kullanımını kısıtlayan bir anlaşmadır. Denizde biyolojik olarak parçalanabilirlik, belirli deniz türlerine karşı toksisite ve biyolojik birikim gibi özelliklerin bu çerçevede değerlendirilmesi gerekir.
Kutup sularında çalışan gemiler için geçerli olan ve doğrudan deniz suyu ara yüzeylerinde toksik olmayan, biyolojik olarak parçalanabilen yağlayıcıların kullanılmasını gerektiren 2017 Uluslararası Denizcilik Örgütü’nün Kutup Yasası da bulunmaktadır.
İster gönüllü ister zorunlu olarak bağlayıcı olsun, bu kriterler yalnızca çevresel zararsızlık kavramını ele almaz, aynı zamanda bazen asgari bir performans gereksinim düzeyini de belirler.
Esterlerin çevresel ve teknik profili
a) Biyolojik olarak parçalanabilirlik
Biyolojik bozunma, bir maddenin bakteriler tarafından daha küçük fraksiyonlara parçalanma yeteneğidir. Nihai biyolojik bozunma durumunda, organik maddenin tam bir mineralizasyonu değerlendirilir. OECD 301B standardı, test edilen madde tamamen bozulmuşsa, teorik olarak salınan karbondioksit miktarını göz önünde bulundurarak, zaman içinde karbondioksit salınımını izler. Bu nedenle, 28 gün içinde potansiyel CO2 dönüşümünün %60’ından fazlası gözlenirse, bir madde nihai olarak biyolojik olarak parçalanabilir olarak adlandırılır.
Esterlerin çoğu (hepsi değil) genellikle biyolojik olarak yüksek oranda parçalanabilirdir ve tipik değerler yüzde 75 civarındadır. Sentetik esterlerde ise viskozite sınırlayıcı bir faktör olarak değerlendirilmeyebilir.
b) Sucul toksisite
Sucul toksisite, maddenin alg (OECD 201), su piresi (tatlı su kabukluları, OECD 202) veya belirli tatlı su balığı türleri (OECD 203) gibi sucul türlere karşı toksisitesi olarak tanımlanır. Tür nüfusunun yarısının ölmesine neden olan sudaki minimum madde miktarı olarak ifade edilir. Esterlerin büyük çoğunluğu suda yaşayan türler için toksik değildir ve 1000 mg/litreyi aşan değerlere sahiptir. Bu çerçevede esterlerin sudaki çözünürlüğü dikkate alınmalıdır.
c) Biyolojik birikim
Biyolojik birikim, bir maddenin canlı bir tür tarafından absorbe edilme ve yok edilme yeteneğidir. Maddenin hücre bariyerlerini geçme kabiliyeti ve lipofilik özellikleri ile yakın bir şekilde bağlantılıdır. Biyolojik birikimi öngörmek veya değerlendirmek için çeşitli göstergeler kullanılabilir:
– Moleküler boyut ve kütle ne kadar yüksekse, maddenin hücre bariyerini geçme olasılığı o kadar azdır. Esterler çok yaygın olarak 1.5 nanometreyi aşan moleküler çapa sahiptir.
– Maddenin su ve oktanol arasındaki diferansiyel çözünürlüğü log Kow olarak ifade edilir. Çok düşükse sudaki çözünürlük yüksek olur ve canlı türlerinin maddeyi tahliye etme kabiliyeti zorlaşır. Çok yüksekse, madde yüksek oranda lipofilik olur. Bu, genellikle biyolojik olarak birikmesi muhtemel olmayan büyük moleküllerle ilişkili bir özelliktir ve birçok esterde bu şekildedir.
– Biyokonsantrasyon Faktörü (BCF) bir canlı türünün bir maddenin emilmesi ve yok edilmesi arasında sağladığı dengedir. Sentetik esterler tipik olarak 100 litre/kg’dan daha düşük bir BCF sergiler.
Yukarıdaki kriterlere göre, esterlerin birçoğu biyolojik birikim yapmayan olarak kabul edilir.
d) Yenilenebilir kaynaklı karbon
Gerektiğinde esterler, ASTM D6866 çerçevesinde ölçüldüğü üzere yenilenebilir kaynaklı karbon (tipik olarak yüzde 80) kullanılarak üretilebilir. Bununla birlikte, çevresel özelliklerin, sentetik esterlerin üretiminde kullanılan materyallerin kaynağıyla bağlantısının kesildiği de belirtilmelidir.
e) Teknik profil
Sentetik esterler, 40 °C’de birkaç mm²/sn’den birkaç yüz mm²/sn’ye kadar değişen çok çeşitli viskozitelerde mevcuttur. Ayrıca, genellikle yüksek viskozite indeksleri gösterirler.
Çevresel olarak kabul edilebilir yağlayıcıların normalde aşırı sıcaklıklara maruz kalması beklenmez. Bununla birlikte, doymamış esterler, polimerizasyona yol açan hızlı oksidasyona eğilimli olduklarından bazı uygulamalar için uygun olmayabilir. Bu gibi durumlarda mükemmel stabilite ve temizlik sağlayan doymuş esterler tercih edilmelidir.
Ek olarak, esterler sürtünme değiştirici özelliklerine sahiptir, bu da karışık yağlama rejimlerinde sürtünmeyi ve aşınmayı azaltabilecekleri anlamına gelir.
Esterler, çeşitli hammaddelerden üretilen tasarlanmış türlerdir. Bu, yapılarının ve dolayısıyla yağlama özelliklerinin en iyi teknik şartları karşılayacak şekilde uyarlanabileceği anlamına gelir. Bu nedenle, çevresel hassasiyeti olan uygulamalar için, su ayırma ve hava tahliye özelliklerini optimize eden yapılar tasarlamak mümkündür. Elastomer uyumluluğu, kimyasal yapıların dikkatli seçilmesiyle bir dereceye kadar kontrol altına alınabilecek bir özelliktir.
Esterlerle ilgili yaygın bir itiraz, genel olarak su mevcudiyetinin bulunduğu çevresel hassasiyeti olan uygulamalarda makul bir endişe olan, hidrolize karşı potansiyel istikrarsızlıklarıdır. Düşük sıcaklıklarda veya ortam sıcaklıklarında, hidroliz reaksiyonu o kadar yavaştır ki önemsiz olarak değerlendirilebilir. Yüksek sıcaklıklarda su, hidroliz olasılığını baskılayarak buharlaşma eğilimi gösterir. Ek olarak, ester yapılarının dikkatli seçimi, potansiyel olarak salınan asitlerin hidroliz yoluyla etkilerini azaltacaktır.
Esterler, yüksek viskoziteler mevcut olduğundan, biyolojik olarak parçalanabilirlik özelliğinden taviz vermeksizin, örneğin dümen yatağı gresleri gibi çevre dostu gresler üretmek için de kullanılabilir. Esterlerin polaritesi bir dereceye kadar yapışma sağlar ve mükemmel kayganlık özellikleri sunar.
2 zamanlı motorlarda, sentetik esterler temiz yanma özellikleri, hafif temizleme ve dağıtma özelliklerinin yanı sıra mükemmel yağlama özellikleri sergiler ve bu da onları bu uygulama için özellikle ilgi çekici hale getirir.
Sonuç
Yağlama uygulamaları da dahil olmak üzere her alanda çevre bilinci artıyor. Sentetik esterler aşağıdaki özelliklerin benzersiz bir kombinasyonunu sunmaktadır:
– Bitkisel yağ olarak çevreye uyumlu özellikler
– Grup V, sentetik baz yağ olarak teknik performans
Teknik ve çevresel profillerin böyle bir kombinasyonunu sağlayan tek sentetik teknolojidir. Yine de, belirli bir uygulamada maksimum performansı garanti etmek için dikkatlice seçilmeleri gerekir.
Bu nedenle, çevre yönünden hassas uygulamalara özel yağlayıcıların geliştirilmesi ile birlikte sentetik ester kullanımının artacağı öngörülmektedir.
