Lubrificanti per pistoni

La questione fondamentale potrebbe riassumersi così: "gli oli per pistoni si valgono l'un l'altro?" Il negoziante che non suoni egli stesso uno strumento d'ottone avrà tendenza a rispondere prudentemente: "più o meno... sì". A dire il vero, tra lubrificanti ci sono differenze importanti e verificabili che possono avere effetti disastrosi sul buon funzionamento del vostro strumento.

Esistono 3 gruppi di oli per pistoni: il Tipo 1 è derivato da una formula tecnologica rudimentale basata sulla versione moderna del cherosene (l'odore lo rivela); il Tipo 2 comprende oli ad alta viscosità e il tipo 3 rappresenta oli ultra leggeri senza odore o quasi di petrolio. Detto, en passant, la parola "premium" non è un termine tecnico.

Se sul mercato ci sono tanti oli per pistoni, la causa deriva dal fatto che molti uomini d'affari, con una manciata di dollari, mettono su un piccolo laboratorio chimico per creare e lanciare un prodotto. Tuttavia per sviluppare un lubrificante che agisca efficacemente, bisogna avere una conoscenza completa e scientifica dei materiali e della dinamica dei fluidi. L'ignoranza di questi principi fondamentali causa questa pletora di mediocri oli per pistoni che troviamo in commercio. Per esempio, un fabbricante che usa oli di silicone ignora l'isteresi [ritardo nell'evoluzione di un fenomeno fisico in rapporto ad un altro dal quale dipende] e i problemi d'accumulazione che alterano i siliconi quando sono impiegati su metalli "scorrevoli" in sfregamento. In effetti Dow Corning, uno dei maggiori produttori di silicone base, raccomanda espressamente di non impiegare il silicone per lubrificare il metallo che scorre contro metallo.

"Certi oli rallentano i pistoni" Chi non ha mai detto questa rabbiosa frase? Quando il lettore avrà terminato la lettura di queste righe, ne saprà abbastanza perché questo genere di disavventura non gli capiti più. Questo problema ci riporta nel vivo del tema: velocità e persistenza dei lubrificanti. Il ruolo fondamentale dell'olio per pistoni consiste nel creare una sottile pellicola di fluido scivoloso che si fissa al pistone e alla sua camicia e lo protegge dallo sfregamento diretto, metallo contro metallo, delle sue due superfici delicate. Un fluido piuttosto sottile (come il cherosene del Tipo 1) sembra molto efficace all'inizio, ma siccome evapora molto presto, il rallentamento, cioè il bloccaggio dei pistoni può rapidamente verificarsi. Abbiamo visto che nella ricerca d'un nuovo olio per pistoni ci sono due elementi essenziali da considerare: velocità e persistenza. Ignorarlo per virtù d'economia o d'una certa ingenuità porta invariabilmente a creare al musicista inutili problemi.

Velocità

La qualità essenziale d'un olio per pistoni sta nella sua proprietà di migliorare la velocità del movimento riducendo l'attrito. Ma l'olio provoca esso stesso una certa resistenza. Esprimiamo questa resistenza in termini di viscosità e l'unità si misura in centi-Stokes (cSt.). L'olio "fine" che i musicisti cercano è infatti un olio a debole viscosità. Benché possiamo farci un'idea della viscosità d'un olio mettendone una goccia su una superficie inclinata e osservando come scorre, la maniera corretta di misurarla è di usare il viscosimetro capillare. La viscosità effettiva dei diversi oli non è mai stata pubblicata, noi lo facciamo con la tavola qui sotto per un certo numero di marche. Questi oli sono stati acquistati in diversi negozi.

Viscosità di oli per pistoni

Come si vede, certi oli sono così "fini" che si avvicinano alla viscosità dell'acqua, mentre altri sono viscosissimi. L'acqua possiede di molto la più debole viscosità, ma se la debole viscosità è il solo criterio per favorire la velocità, basta sputare sui pistoni per garantirne il perfetto funzionamento. Le dita d'un musicista esperto sentono la minima esitazione nel movimento d'un pistone. Questa sensibilità ha permesso di porre il tasso di viscosità ideale per una velocità ottimale, in una forbice che va da 1.1 a 5.0 cSt. Sviluppando il Pro-Oil Hybrid (il nostro riferimento sperimentale standard d'olio per pistoni) abbiamo scoperto che la viscosità ottimale, per dei pistoni in buone condizioni si scagliona tra 2.5 e 4.0 cSt. Tuttavia dei pistoni consumati possono tollerare (vedere migliorare il loro rendimento) oli più viscosi. Tuttavia non è la viscosità che fa tutta la differenza; non si può parlare di velocità se l'azione delle dita non è netta o se i pistoni frenano in pieno concerto. In altri termini, come garantire una certa persistenza dell'effetto?

Persistenza

La persistenza è determinata dalla capacità dell'olio di conservare l'azione originale rapida e netta dei pistoni per parecchie ore a dispetto d'una intensa pratica strumentale. È un equilibrio difficilissimo da trovare nello sviluppo d'un olio se non si vuole compromettere la velocità. È in effetti il risultato finale d'una formula che unisce una serie complessa di proprietà e di condizioni interattive: tasso d'evaporazione, solidità della pellicola, tensione della superficie, solubilità nell'acqua e pulizia dei pistoni.

La prima proprietà è il tasso d'evaporazione. Con la più parte di strumenti da studio o di qualità media, quando l'olio per pistoni evapora e che meno del 40% dell'olio originale resta a posto, i pistoni cominciano a dare piccoli segni di esitazione e di bloccaggio. Con gli strumenti più cari, muniti di pistoni puliti e finemente lavorati, il rallentamento è più rapido e i pistoni possono incepparsi all'improvviso. In quest'altra tavola, presentiamo i differenti tassi d'evaporazione e rileviamo la percentuale di olio che resta su una superficie in nozione di tempo e alla temperatura ambiente. I dati non suggeriscono che un certo olio durerà il numero di giorni indicati, ma piuttosto la percentuale d'olio rimanente dopo un certo lasso di tempo. Paragoniamo il tasso d'evaporazione degli oli con la loro viscosità e ricordiamoci che la persistenza sottintende un'azione netta e rapida durevole per quanto possibile e non il contrario (un movimento molle e rallentato persistente!), Certi fabbricanti di lubrificanti aggiungono degli oli pesanti nella loro formula allo scopo di rallentare il tasso d'evaporazione, con la speranza di farla durare più a lungo. Sfortunatamente con l'inevitabile evaporazione, l'olio fine contenuto nella miscela diminuisce sino a quando non rimane nel pistone che l'olio pesante. I nostri esperimenti cominciati fin dal 1976 l'hanno provato.

La persistenza dipende dalla conservazione della pellicola che ricopre le superfici del pistone. Quando il pistone s'abbassa nella sua camicia, sfrega contro la pellicola oleosa. Questo movimento tende a rompere la pellicola e avvia lo sfregamento metallo contro metallo. Quando i pistoni sono rifiniti con grande precisione (con pochissimo gioco), la rottura della pellicola è inevitabilmente più frequente e sgradevole. Si tratta qui di un fenomeno puramente meccanico che si può solo prevenire con oli sviluppanti una pellicola resistente.

Nel ventaglio di viscosità ideale (da 2.5 a 4.0 cSt) è abbastanza difficile ottenere un olio a forte pellicola. E non è facile misurare direttamente la resistenza della pellicola. A questo punto, una dimostrazione sarà più convincente. Per cominciare, una pellicola altamente resistente dà un'impressione morbida, scorrevole quando l'olio è strofinato rapidamente tra le dita. Scuotendo vivacemente il flacone d'olio di questo genere si provocano delle bollicine che si riassorbono in 1 o 3 secondi. Facendo la stessa cosa con un olio a debole pellicola, l'aria si assorbirà più lentamente. La pellicola può anche rompersi a causa dell'umidità. L'acqua che rimane catturata nel corpo del pistone subisce la forza di questo congiungimento del pistone che scivola rapidamente lungo le pareti della sua camicia. Questo movimento tende a emulsionare l'olio con l'acqua residua. Questa micro emulsione non sviluppa soltanto una viscosità elevata ma sposta soprattutto l'olio dalle superfici scorrevoli. Quando la pellicola è così rovinata, il pistone sfrega direttamente contro la camicia il che non solo rallenta l'azione ma ne accelera l'usura. È perché un olio veramente efficace, oltre a ciò che è stato detto fin qui, dovrà essere resistente al fenomeno emulsionante.

Pistoni bloccati

Scenario noto: "i miei pistoni stavano diventando lenti, li ho oliati con un altro prodotto, ma si sono bloccati!" In un primo tempo si ha la tendenza ad accusare il nuovo olio, ma in realtà ci sono due spiegazioni più precise: Quando si aggiunge una specie d'olio all'altra, si altera obbligatoriamente la viscosità della pellicola esistente. Per quanto il gioco del pistone sia inferiore a 0,025 centesimi di mm, questo cambiamento di viscosità provoca un istantaneo grippaggio del pistone. In altri termini due oli differenti che paiono essere compatibili non lo sono quando sono mescolati nel pistone e sottoposti a potenti forze di congiungimento. La loro compatibilità non essendo nota, raccomandiamo di pulire bene il pistone e la camicia prima di provare un nuovo olio. Tuttavia esiste un'altra spiegazione meno evidente. Ogni suono che passa dallo strumento nasce dal fiato umido del musicista e il blocco dei pistoni agisce come una trappola non soltanto per questo vapore acqueo ma anche per gli aerosol (sospensione colloidale di particelle microscopiche liquide, nebbia, in un gas) [N.d.T.] che vi sono sospesi. Questi aerosol contengono enzimi, proteine e sali. Fintantoché l'olio rifiuta questa mistura, essa scorrerà semplicemente attraverso il corpo del pistone. Ma a misura che lo strato di pellicola diminuisce o si degrada, l'umidità e gli aerosol che contiene si attaccano al metallo. Quando il musicista aggiunge olio qui sopra (o sui pistoni dove la saliva ha avuto tempo di asciugare), l'olio si spanderà sopra questo strato. Più questa procedura è ripetuta, più gli strati si accumulano e s'addensano, rallentando o bloccando il movimento dei pistoni. Non esiste olio capace indefinitamente di proteggere questa "tartina" di sputi, ma si può prevenire questa degradazione pulendo e oliando correttamente e regolarmente questo meccanismo.

Corrosione

Quando si sceglie l'olio per pistoni si trascura abbastanza il problema della corrosione. È assolutamente indispensabile cospargere generosamente le superfici del pistone e della sua camicia in modo che l'olio eccedente penetri negli spazi interni. Ciò li proteggerà dalla corrosione dello zinco (scolorimento rossastro) e la corrosione (scolorimento blu verde) provocate dall'esposizione del metallo nudo all'umidità. I pistoni in monel (lega di rame e nichel contenente stagno resistente alla corrosione. N.d.T.) saranno similmente protetti contro le macchie. Un olio con poca superficie di tensione e una debole viscosità si spanderà rapidamente e uniformemente, invadendo nello stesso tempo tutta la superficie senza temere di metterne troppo. È assai difficile impregnare correttamente il pistone, la sua camicia e gli spazi con un olio d'alta viscosità.

Come scegliere il prossimo olio per pistoni:

1. Un olio ad alta velocità è un olio fine. Se non ci si ricorda quali sono gli oli pesanti, un rapido test, nel negozio stesso, consiste nel mettere una o due gocce di diverse marche su una superficie liscia (per esempio uno specchio pulito, un pezzo di vetro o di metallo), inclinare e osservare la velocità con la quale scorre. Gli oli pesanti scorrono più lentamente e possono essere eliminati dalla selezione.

2. L'olio dovrebbe avere un tasso d'evaporazione lento e rimanere scivoloso. Un buon test d'evaporazione consiste nel mettere un po' d'olio nel cavo della mano e sentire quanto tempo rimane scivoloso in rapporto agli altri. Gli oli a base di cherosene non sono auspicabili perché evapora rapidamente. Grazie al suo odore caratteristico, la presenza del cherosene in questo test è facilmente avvertibile.

3. La resistenza della pellicola è determinante. Possiamo prendere alcuni flaconi (ben chiusi) d'olio ad alta fluidità in mano, girarli e scuoterli tutti insieme per 5 secondi. Il flacone la cui schiuma così ottenuta si riassorbe prima contiene l'olio migliore. Possiamo escludere quelli con la schiuma che si riassorbe lentamente.

4. La repellenza all'acqua è importante. Questo è un test che indica la velocità con la quale l'acqua e l'olio si separano, ma siccome si deve sacrificare un po' d'olio il venditore non vedrà di buon occhio che lo facciate nel suo negozio... Si tratta infatti di mettere una quantità uguale d'acqua e d'olio in un piccolo recipiente (una provetta o anche un vecchio flacone) e di scuoterli vigorosamente per dieci secondi. Si osserva in seguito il tempo che occorre perché i due elementi di separino di nuovo bene.

La velocità e la persistenza d'un olio sono due proprietà differenti; l'esperienza mostra che il migliore olio non sacrifica l'una per l'altra. Vorrei citare qui uno dei miei vecchi amici, il trombista di jazz Art Farmer: "suono spesso molto veloce e mi devo concentrare sulla musica. Non mi posso permettere di pensare ai pistoni mentre suono."

Per sviluppare un olio per pistoni basato su una tecnologia efficace, bisogna studiare e iniziarsi ad una tecnologia di lubrificazione e usare i prodotti migliori. A tutt'oggi nessuno ha provato ad informare i musicisti e i negozianti che esiste una scienza propria suscettibile di migliorare gli oli per pistoni. Scienza che ben pochi fabbricanti usano veramente. Speriamo che i risultati delle nostre ricerche presentati qui possano dissipare questa "mistica irrazionale" degli oli per pistoni che ancora regna e, che la scelta la più giudiziosa possa ormai farsi per conoscenza di causa.

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