LubricanteUn lubricante es una sustancia que, colocada entre dos piezas móviles, no se degrada, y forma asimismo una película que impide su contacto, permitiendo su movimiento incluso a elevadas temperaturas y presiones.

Una segunda definición es que el lubricante es una sustancia (gaseosa, líquida o sólida) que reemplaza una fricción entre dos piezas en movimiento relativo por la fricción interna de sus moléculas, que es mucho menor.

En el caso de lubricantes gaseosos se puede considerar una corriente de aire a presión que separe dos piezas en movimiento. En el caso de los líquidos, los más conocidos son los aceites lubricantes que se emplean, por ejemplo, en los motores. Los lubricantes sólidos son, por ejemplo, el disulfuro de molibdeno (MoS2), la mica y el grafito.

Tipos

Existen distintas sustancias lubricantes dependiendo de su composición y presentación:

Líquidos

De base (origen) mineral o vegetal. Son necesarios para la lubricación hidrodinámica y son usados comúnmente en la industria, motores y como lubricantes de perforación.

Semisólidos

Son las denominadas "Grasas". Su composición puede ser mineral, vegetal y frecuentemente son combinadas con muchos tipos de lubricantes sólidos como el Grafito, Molibdeno o Litio.

Sólidos

Es un tipo de material que ofrece mínima resistencia molecular interna por lo que por su composición ofrece óptimas condiciones de lubricación sin necesidad de un aporte lubricante líquido o semisólido. El más común es el Grafito aunque la industria está avanzando en investigación en materiales de origen metálico.

Descripción

El lubricante es una sustancia que introducida entre dos superficies móviles reduce la fricción entre ellas, facilitando el movimiento y reduciendo el desgaste.

El lubricante cumple variadas funciones dentro de una máquina o motor, entre ellas disuelve y transporta al filtro las partículas fruto de la combustión y el desgaste, distribuye la temperatura desde la parte inferior a la superior actuando como un refrigerante, evita la

corrosión por óxido en las partes del motor o máquina, evita la condensación de vapor de agua y sella actuando como una junta determinados componentes.

La propiedad del lubricante de reducir la fricción entre partes se conoce como Lubricación y la ciencia que la estudia es la tribología.

Un lubricante se compone de una base, que puede ser mineral o sintética y un conjunto de aditivos que le confieren sus propiedades y determinan sus características.

Cuanto mejor sea la base menos aditivos necesitará, sin embargo se necesita una perfecta comunión entre estos aditivos y la base, pues sin ellos la base tendría unas condiciones de lubricación mínimas.

Los lubricantes se clasifican según su base como:

Mineral.

Sintético.

Lubricante mineral

Es el más usado y barato de las bases parafínicas. Se obtiene tras la destilación del barril de crudo después del gasoleo y antes que el alquitrán, comprendiendo un 50% del total del barril, este hecho así como su precio hacen que sea el más utilizado.

Existen dos tipos de lubricantes minerales clasificados por la industria, grupo 1 y grupo 2 atendiendo a razones de calidad y pureza predominando el grupo 1. Es una base de bajo índice de viscosidad natural (SAE 15) por lo que necesita de gran cantidad de aditivaje para ofrecer unas buenas condiciones de lubricación. El origen del lubricante mineral por lo tanto es orgánico, puesto que proviene del petróleo.

Los lubricantes minerales obtenidos por destilación del petróleo son fuertemente aditivados para poder:

1. Soportar diversas condiciones de trabajo

2. Lubricar a altas temperaturas

3. Permanecer estable en un amplio rango de temperatura

4. Tener la capacidad de mezclarse adecuadamente con el refrigerante (visibilidad)

5. Tener un índice de viscosidad alto.

6. Tener higroscopicidad definida como la capacidad de retener humedad.

Lubricante sintético

Es una base artificial y por lo tanto del orden de 3 a 5 veces más costosa de producir que la base mineral. Se fabrica en laboratorio y puede o no provenir del petróleo. Poseen unas excelentes propiedades de estabilidad térmica y resistencia a la oxidación, así como un elevado índice de viscosidad natural (SAE 30). Poseen un coeficiente de tracción muy bajo, con lo cual se obtiene una buena reducción en el consumo de energía.

Existen varios tipos de lubricantes sintéticos:

1.- HIDROCRACK o grupo 3

2.- PAO o grupo 4

3.- PIB o grupo 5

4.- ESTER

1.- Hidrocrack. Es una base sintética de procedencia orgánica que se obtiene de la hidrogenización de la base mineral mediante el proceso de hidrocracking. Es el lubricante sintético más utilizado por las compañías petroleras debido a su bajo costo en referencia a otras bases sintéticas y a su excedente de base mineral procedente de la destilación del crudo para la obtención de combustibles fósiles.

2.- PAO. Es una base sintética de procedencia orgánica pero más elaborada que el hidrocrack, que añade un compuesto químico a nivel molecular denominado Poli-Alfaolefinas que le confieren una elevada resistencia a la temperatura y muy poca volatilidad (evaporación).

3.- PIB. Es una base sintética creada para la eliminación de humo en el lubricante por mezcla en motores de 2 tiempos. Se denomina Poli-isobutileno.

4.- ESTER. Es una base sintética que no deriva del petróleo sino de la reacción de un ácido graso con un alcohol. Es la base sintética más costosa de elaborar porque en su fabricación por "corte" natural se rechazan 2 de cada 5 producciones. Se usa principalmente en aeronáutica donde sus propiedades de resistencia a la temperatura extrema que comprenden desde -68 °C a +325 °C y la polaridad que permite al lubricante adherirse a las partes metálicas debido a que en su generación adquiere carga electromagnética, hacen de esta base la reina de las bases en cuanto a lubricantes líquidos. El ester es comúnmente empleado en lubricantes de automoción en competición.

Aditivos de los lubricantes

La base de un lubricante por sí sola no ofrece toda la protección que necesita un motor o componente industrial, por lo que en la fabricación del lubricante se añade un compuesto determinado de aditivos atendiendo a las necesidades del fabricante del motor (Homologación o Nivel autorizado) o al uso al que va a ser destinado el lubricante en cuestión.

Los aditivos usados en el lubricante son:

Antioxidantes: Retrasan el envejecimiento prematuro del lubricante.

Antidesgaste Extrema Presión (EP): Forman una fina película en las paredes a lubricar. Se emplean mucho en lubricación por barboteo (Cajas de cambio y diferenciales)

Antiespumantes: Evitan la oxigenación del lubricante por cavitación reduciendo la tensión superficial y así impiden la formación de burbujas que llevarían aire al circuito de lubricación.

Antiherrumbre: Evita la formación de óxido en las paredes metálicas internas del motor y la condensación de vapor de agua.

Detergentes: Son los encargados de arrancar los depósitos de suciedad fruto de la combustión.

Dispersantes: Son los encargados de transportar la suciedad arrancada por los aditivos detergentes hasta el filtro o cárter del motor.

Espesantes: Es un compuesto de polímeros que por acción de la temperatura aumentan de tamaño aumentando la viscosidad del lubricante para que siga proporcionando una presión constante de lubricación.

Diluyentes: Es un aditivo que reduce los microcristales de cera para que fluya el lubricante a bajas temperaturas.

Clasificaciones

Existen diversos tipos de clasificaciones de lubricantes según el ámbito geográfico, según sus propiedades y según el fabricante de la máquina a lubricar.

Según el ámbito geográfico podemos encontrar la clasificación americana API (American Petroleum Institute), la clasificación Japonesa JASO (Japanese Automotive Standards Organization) y la Europea ACEA (Asociación de Constructores Europeos Asociados).

Según sus propiedades se clasifican según la norma SAE (Society of Automotive Engineers) que básicamente separa el comportamiento del lubricante a temperatura de -18 °C y la define con una letra W proveniente del inglés "Winter" (Invierno-Frío) y otra letra que define el comportamiento del lubricante en temperatura de trabajo 95 °C-105 °C. La tabla SAE hace referencia a las tolerancias que debe "llenar" el lubricante tanto a temperatura ambiente como a temperatura de trabajo, siempre teniendo en cuenta la temperatura interna del motor y como adicional la temperatura exterior que si bien infuye algo en el comportamiento no es la más importante a la hora de elegir un lubricante adecuado.

Según el fabricante del motor o componente a lubricar existen las normativas de fabricante con diversas nomenclaturas tipo VW505.01, GM Dexos2, Dexron III, MB229.51, LL-01, etc... Los fabricantes de motores y componentes conocen al detalle su producto y son conscientes de la importancia de un lubricante adecuado y de las consecuencias en caso de un lubricante inadecuado. Con la finalidad de "protegerse" y distinguirse de sus competidores hace ya muchos años comenzaron a definir estándares de fabricación de los lubricantes aptos para sus productos. Son las llamadas "Homologaciones del fabricante", que es la prueba de que el lubricante ha sido testado por el fabricante en el motor y por ello expide su correspondiente certificado de homologación.

Lamentablemente son muchas las marcas de lubricantes que no homologan sus productos conformándose con el "Nivel de homologación" que no es más que un certificado de la compañía que ha fabricado el compuesto de aditivos de que estos están sujetos a la norma del fabricante, con lo que técnicamente no ofrecen un lubricante aprobado por el fabricante ni poseen el correspondiente certificado. Los acuerdos comerciales de los responsables de cada marca de vehículos, motores o componentes en cada país con las diferentes empresas petroleras hacen que estas últimas presenten los certificados de homologación exclusivamente de los fabricantes con los que ha llegado a acuerdo dificultando la diagnosis del lubricante adecuado para cada vehículo.

En todo caso cabe destacar que usando un lubricante con la homologación del fabricante de la máquina o vehículo las demás clasificaciones son complementarias. Hay más de 72 homologaciones en el sector de lubricación automotríz debido a la reciente incorporación de filtros de partículas y sistemas anticontaminación y hay fabricantes que disponen de varias normativas de homologación.

OBTENCION DE ACEITES LUBRICANTES -mezcla de bases -aditivacion según gamas industria y automocion

FABRICACIÓN ACEITES LUBRICANTES Los procesos a seguir para la obtención de las distintas gamas de aceites lubricantes, tanto los tipos destinados a la industria como los de automoción, son los siguientes:

1.-Las bases con los distintos tratamientos de refino descritos en el capítulo anterior pasan a la planta de mezclas.

2.- Se efectúan las mezclas de estas bases (dos máximos) para obtener las viscosidades y calidades requeridas.

3.- Se complementan sus características incorporando a aquellos que lo requieran, distintos tipos de aditivos de acuerdo con su aplicación y posterior servicio.

ADITIVOS LUBRICANTES Como aditivos lubricantes se entienden aquellos compuestos químicos destinados a mejorar las propiedades naturales de un lubricante, y, conferirle tras que no poseen y que son necesarias para cumplir su cometido.

Las exigencias de lubricación de los modernos equipos y grandes máquinas en general, así como los motores de combustión interna de muy altas evoluciones y pequeño chárter, obliga a reforzar las propiedades intrínsecas de s lubricantes, mediante la incorporación de aditivos químicos en pequeñas entidades; y el hecho de que con pequeñas cantidades de estos compuestos químicos se modifiquen profundamente el comportamiento de los aceites, ha echo que se generalice mucho su empleo.

PROPIEDADES GENERALES DE LOS ADITIVOS Los aditivos se incorporan a los aceites en muy diversas proporciones, desde partes por millón, hasta el 20 % en peso de algunos aceites de motor. cada aditivo tiene una o varias misiones que cumplir, clasificándose al respecto , como unidades o multifunción hales.

Fundamentalmente, los aditivos persiguen los siguientes objetivos:

1. Limitar el deterioro del lubricante a causa de fenómenos químicos ocasionados por razón de su entorno o actividad.

2. Proteger a la superficie lubricada de la agresión de ciertos contaminantes.

3. Mejorar las propiedades físico-químicas del lubricante o proporcionarle otras nuevas.

ACTUACIÓN DE UN ADITIVO FRENTE A OTRO Y ANTE EL ACEITE BASE Naturalmente, los aditivos deben ser solubles en el aceite base, y el efecto que le confieren es, en algunos casos, peculiar para el aceite en el que se incorpora, o sea, que un aditivo que es efectivo en un aceite puede no serlo, al menos en el mismo grado, en otro. A esta propiedad se le puede denominados susceptibilidad del aceite para con el aditivo.

Al formular la composición de un aceite multiaditivado, se tiene muy en cuenta el comportamiento de los distintos aditivos entre sí. Su compatibilidad es una característica muy importante.

En mezcla con el aceite, dos o más aditivos son compatibles si no dan lugar a reacciones que formen compuestos indeseables o que mermen considerablemente, o bien anulen los efectos que se persiguen. Por otra parte, se da el caso, debido a un efecto de sinergismo, de que algunos aditivos vienen a reforzar la acción propia de otros. Por todo lo expuesto, se comprende que cuando sea necesario el reponer nivel en un sistema que contenga aceite aditivazo, se utilice siempre el mismo tipo que se está usando. Hoy en día, la mayoría de lubricantes necesitan de su aditivación para llevar a buen fin la misión que se les encomienda. Conforme los aditivos se van degradando con el uso, el aceite va perdiendo sus propiedades iniciales, y por ello se comprende que sea necesario el respetar los períodos estipulados para la renovación de aquél no sobre pasándolos.

Los aditivos normalmente utilizados en aceites lubricantes podríamos clasificarlos en los siguientes grupos según sus propiedades:

CLASIFICACIÓN DE ADITIVOS

PROPIEDADES SOBRE LAS QUEACTÚA TIPOS DEADITI VOS

a) Propiedades físicas viscosidad congelación

Mejorados del 1. y.

Depresor del p. de congelación

b) Propiedades químicas

Oxidaciones a baja

y alta temperatura

Corrosiones

y herrumbre

Anti-oxidantes

Anti-corrosivos

Anti-herrumbre

c) Propiedades físico-químico

Detergentes dispersantes y antioxidantes Aditivos de extrema presión para engranajes Antiespumantes Emulgentes

Detergentes y antioxidantes o multifunciónales (HO) De untuosidad, anticorrosivos y de E. Contra formación de espuma. Emulsionantes.

ACTUACIÓN SOBRE PROPIEDADES FÍSICAS

a) mejoradores del índice de viscosidad

Estos aditivos no modifican las propiedades intrínsecas del aceite, tales o la estabilidad térmica y química. La acción de estos aditivos sobre el aceite se traduce en: un espesamiento eral del aceite más pronunciado a temperaturas elevadas que se traduce un

El índice de viscosidad es un número arbitrario, calculado mediante la de binación de la viscosidad del lubricante tomada a dos distintas temperatura el cual indica la resistencia que tiene un lubricante a cambiar su viscosidad la temperatura. Cuando el valor de índice de viscosidad es más alto, agita la resistencia del lubricante a espesarse a bajas temperaturas 1.- Poliisobutenos.

2.-Copolímeros de alquil metacrilato.

3 Copolímeros de alquil acrilato.

I.- Copolímeros de vinil acetato-alquil fumaratos.

5.-Poliestireno alquilatado.

b) depresores del punto de congelación

Cuando un aceite procedente de crudos parafínicos se le somete a temperaturas bajas, sufre un cambio notable en su estado físico consistente en una congelación total. Esto es debido al alineamiento, natural de los hidrocarburos que componen la masa de aceite, provocando la cristalización a bajas temperaturas de la parafina presente en las fracciones de estos tipos de lubricantes.

Los depresores del punto de congelación son productos químicos que modifican el proceso de cristalización de la parafina, de tal modo que el aceite puede escurrir a baja temperatura. Los tipos de depresores que se utilizan actualmente son polímeros de los siguientes tipos:

1.- Polímeros y copolímeros de alquil metacrilato.

2.- Poliacrilamidas.

3.- Copolimeros de vinil carboxilato-dialquil fumaratos.

4.- Poliestireno alquilatado.

5.-x Polímeros y copolímeros de alfa-olefinas.

ACTUACIÓN SOBRE PROPIEDADES QUÍMICAS

a) Antioxidantes

En términos generales, la oxidación está influenciada por los siguientes parámetros:

Temperatura - oxígeno - tiempo - impurezas químicas en el aceite y catalizadores.

En consecuencia, el aceite atraviesa por una serie compleja de reacciones de oxidación, existiendo varias teorías sobre este fenómeno, pero la más clara es la llamada de radicales libre, donde la auto-oxidación se forma en tres

Los principales antioxidantes utilizados actualmente son:

1. Ditiofosfatos de zinc (también efectivo como inhibidor de corrosión). 2. Fenoles bloqueados (cuales el grupo hidróxilo está bloqueado estéticamente). 3. Aminas: N-fenil-alfa-riaftilamina N-feni Tetrametildiaminodifenilmetano Ácido antranílico

1. Ditiofosfatos metálicos, especialmente de zinc 2. Ditiocarbonatos metálicos, principalmente de zinc. 3. Terpenos sulfurizados. 4. Terpenos fosfosulfurizados. De los cuatro tipos de inhibidores de la corrosión, los de mayor uso comercial son los ditiofosfatos de zinc (dialquil diarilditiofosfato de zinc).

b) Anticorrosivos

El término de «inhibidor de corrosión» se aplica a los productos que protegen los metales no ferrosos, susceptibles a la corrosión, presentes en un motor o mecanismo susceptible a los ataques de contaminantes ácidos presentes en el lubricante. Por lo general, los metales no ferrosos en un motor se encuentran en los cojinetes.

La mayoría no eran productos puros, sino mezclas de mono, ditriorganofosfitos, obtenidos mediante la reacción de alcoholes o hidroxiésteres con tricloruro de fósforo.

c) Antiherrumbre

El término antiherrumbre se usa para designar a los productos que protegen las superficies ferrosas contra la formación de óxido.

Tales como los utilizados en turbinas, trenes de laminación, circuitos hidráulicos, calandras, etc., el aceite utilizado debe soportar la presencia de agua, libre y/o disuelta en el mismo. Dicha agua proceder. en la mayoría de los casos de condensación, conduce a la formación de herrumbre en las superficies de hierro o acero de los Sistemas que contienen el aceite. Lo mismo sucede en el interior de cárters o alojamientos para el aceite de engranajes, cojinetes, compresores, motores de explosión, etc.

PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS

a) Detergentes

Como aditivos detergentes se entienden aquellos productos capaces de evitar o reducir la formación de depósitos carbonosos en las ranuras de los motores de combustión interna cuando operan a altas temperaturas, así como `a acumulación de depósitos en faldas de pistón, guías y vástagos de válvulas.

Como aditivos antiácidos, alcalinos o súper básicos (que de todas estas formas se denominan), se entienden aquellos productos generalmente del tipo detergente, que poseen una reserva alcalina capaz de neutralizar los ácidos fue se originan de la combustión del azufre presente en el combustible.

Los aceites de motor se ven expuestos a operar bajo ¡a acción de elevadas temperaturas, que tienden a originar cambios en ¡a naturaleza química del aceite, dando lugar a productos de oxidación. Estos productos, insolubles en el aceite, aparecen como diminutas partículas y ¡legan a aglomerarse o a depositarse en las partes internas del motor.

Resulta muy común confundir los términos detergente y dispersante por: cuanto que la limpieza del motor se asocia más con la propiedad detergente que la dispersante. Como dispersante, ya veremos, se entienden aquellos productos capaces de impedir la precipitación de los originados como consecuencias; operar los motores de combustión interna a bajas temperaturas con abundante condensación de agua sobre el aceite.

La mecánica según la cual actúan los aditivos detergentes, no está aún muy clara, si bien se cree que actúa frenando el proceso de desintegración térmica, muy posiblemente de modo análogo a como actúa el tetraetilo de plomo para mejorar el octanaje de una gasolina.

b) Dispersantes

El término dispersante se reserva para designar aquellos aditivos capaces de dispersar los «lodos húmedos» originados en el funcionamiento frío del motor. Suelen estar constituidos por una mezcla compleja de productos no quedados de la combustión, carbón, óxidos de plomo y agua.

Los dispersantes recubren a cada partícula de una película por medio de fuerzas polares, que repelen eléctricamente a las otras partículas, evitando se aglomeren, o sea, que actúan como acción complementaria de los detergentes que ejercen cierta acción dispersante sobre los lodos del cárter, pero solamente operan cuando las temperaturas del motor son las normales. Para bajas temperaturas del motor, la investigación se orientó hacia el desarrollo de compuestos orgánicos

Los aditivos de los grupos 1, 3 y4 que han tenido aceptación comercial son:

Copolímeros de alquil metacrilato y vinilpirolidona.

— Copolímeros de alquil metacrilato y diaquilaminoetil metacnlato.

— Poliisobutilen suceinimidas poliesteramidas.

c) aditivos multifunciónales

Son aquellos que en una sola molécula encierran propiedades múltiples:

Detergente / antioxidante / dispersante / mejorador del índice de viscosidad, etc.

d) Aditivos de extrema presión (E.P.)

Como aditivos de extrema presión o E.P. se denominan aquellos productos químicos capaces de evitar el contacto destructivo metal-metal, una vez que hadesaparecido la película clásica de lubricante de una lubricación hidrodinámica. Cuando esto ocurre, se dice que llegamos a una «lubricación límite».

Esencialmente, todos los aditivos E.P. deberán contener uno o más elementos o funciones, tales como azufre, cloro, fósforo o sales carboxílicas capaces de reaccionar químicamente con la superficie del metal bajo condiciones de lubricación límite.

La facilidad o «actividad» con que un aditivo E.P. puede reaccionar químicamente con la superficie del metal, determina en gran medida la aplicación del mismo:

Aceites de corte - engranajes normales - engranajes hipoidales - aceites de turbinas, etc.

Estos productos parece ser que actúan localmente en los puntos de máxima fricción para dar lugar a sulfuros, cloruros, etc., con una tensión de corte baja que les hace comportarse como un lubricante.

e) Aditivos de untuosidad o acetosidad

Son compuestos que, siendo solubles con el aceite, presentan una fuerte polaridad. Tal es el caso de los ácidos animales y vegetales, los cuales permiten en condiciones de lubricación límite, disponer sus moléculas adheridas a la superficie metálica mediante fuerzas de tipo electrostático e incluso químicas, protegiéndolas cuando existen fuertes cargas o presiones en superficies metálicas que se deslizan entre sí. Se utilizan en lubricación de guías, trenes de laminación y en ciertos tipos de engranajes.

f) Antiespumantes

Cuando un aceite está sometido a una acción de batido o agitación violenta, en presencia de aire, éste queda ocluido en la masa de aquél en forma de burbujas de distinto tamaño que tienden a subir a la superficie, formando espuma más o menos persistente. Las burbujas de mayor tamaño se rompen con más facilidad que las pequeñas, jugando un importante papel en estos procesos de rotura la tensión superficial del aceite. La tendencia en la formación de espuma viene incrementada por:

Temperaturas bajas - viscosidad alta - presencia de agua - velocidades de agitación elevada y tensiones superficiales altas.

Medir, y se establece una numeración del O al 8 en sentido creciente. Pero en los productos muy claros tales como los aceites aislantes, aceites blancos técnicos, etc. En los aceites en

servicio, un cambio de color puede alertar sobre una posible alteración en su integridad, deterioro, contaminación, etc.

g) aditivos emulsionante

Estos se emplean en los aceites que se destinan a la lubricación de maquinaria expuesta al agua, pues se forma una emulsión perfecta con esta evitado que el aceite sea desplazado o lavado con órganos a lubricar estos aditivos mejoran la estabilidad de las emulsiones al descender la tensión interfacial del sistema y proteger las gotas de agua por una película interfacial

PROPIEDADES DE LOS LUBRICANTES

Los principales fabricantes de maquinaria y equipos en general exigen que los lubricantes que se deben utilizar en sus fabricados, cumplan ciertas especificaciones y exigencias acordes con la severidad de las condiciones de diseño y servicio de sus máquinas. Con el fin de unificar criterios, distintas corporaciones y organismos han desarrollado procedimientos de ensayo normalizado, capaz de medir las propiedades del lubricante en cuanto a su calidad, identificación, detección de adulteraciones y contaminaciones así como vigilancia de su comportamiento en servicio. Los de mayor uso en nuestro país son las correspondientes

Definición de las siglas

ASTM (American Society Of. Testing Materials)

- DIN (Deuts che lnstitut fur NormUng)

- INTA (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial)

-IP (Institute of Petroleum).

A continuación vamos a describir brevemente estas propiedades:

PROPIEDADES FÍSICAS

Color y fluorescencia

Actualmente estas características carecen de valor como criterio de evaluación de los aceites terminados, ya que pueden ser modificados o enmascara dos por los aditivos. Sin embargo hace unos años los usuarios daban una gran importancia al color de los aceites, como indicativo de un mejor o peor grado de refino, y por otro lado la fluorescencia se tomaba como indicativa del origen del crudo.

Así la fluorescencia azulada caracterizaba a los aceites artificiales y la fluorescencia verde a los paratíficos.

El procedimiento más usual para determinar el color es el ASTM-D-1 500 con el que se comparan vidrios patrón de Distintos colores con el aceite a

DENSIDAD

La densidad de los aceites lubricantes está relacionada con la naturaleza del crudo y el punto de destilación de la fracción, para fracciones equivalentes los aceites parafínicos son de menor densidad y los aromáticos los de mayor densidad, correspondiendo a los tipos nafténicos las densidades intermedias.

La terminología que se emplea al referirse a esta característica puede con ducir a ciertas confusiones, por lo que vamos a definir los términos que aparecen con más frecuencia.

La densidad es la razón entre el peso de un volumen dado del aceite y el peso de un volumen igual de agua.

Esta característica tiene cierta importancia en el campo comercial ya que permite convertir el volumen en peso, e indicativa del tipo de crudo del que procede el aceite.

VISCOSIDAD

La propiedad física más importante de un lubricante líquido es su viscosidad. En términos sencillos, la viscosidad de un líquido puede definirse como su. Resistencia a fluir y como una medida del rozamiento entre sus moléculas. Como la resistencia a fluir depende de las fuerzas intermoleculares que se desarrollan en el interior del líquido, es de éstas de quien dependerá finalmente la resistencia mecánica observada cuando se hace deslizar una capa de líquido sobre otra capa adyacente de este mismo líquido.

Por ello sé comprende fácilmente que la viscosidad de un fluido tan complejo como un aceite mineral puede verse modificada considerablemente, de una parte, por las variaciones internas de su composición y estructura, determinadas por el origen del petróleo crudo y su proceso de refino, y por otra por las condiciones externas tales como la temperatura y la presión, que pueden influir sobre las fuerzas moleculares.

VISCOSIDAD ABSOLUTA O VISCOSIDAD DINÁMICA

La viscosidad absoluta, o dinámica, puede definirse a través de la figura 1 que representa dos placas horizontales y paralelas, alejadas entre sí una distancia h.

La placa superior es móvil mientras que la inferior es fija. Ambas están separadas por una película de aceite.

Para que se produzca el desplazamiento de la placa superior de superficie «S a una velocidad constante sobre la superficie del aceite y hacer deslizar las capas adyacentes unas sobre otras, resulta necesario aplicar una fuerza tangencial F. Como la película de aceite se adhiere a las superficies de las placas, la capa inferior de moléculas queda estacionaria

mientras que la capa superior se desplaza a la velocidad V de la placa superior y cada una de las capas intermedias se desplazará a una velocidad «y», directamente proporcional. Newton puso de manifiesto que la fuerza E constituía una medida del frotamiento interno del fluido o de su resistencia al cizallamiento, y era proporcional a la superficie S y al gradiente de velocidad V/h expresado de la siguiente forma:

La unidad de viscosidad cinemática es el «Stoke» pero por resultar bastan- te grande se suele utilizar su centésima parte o «Centistoke».

Para la medida de la viscosidad se utilizan muy diversos tipos de aparatos llamados viscosímetros, que se diferencian entre sí por la forma que se determina la viscosidad, siendo sus distintos grupos los siguientes:

1.-Medición de la velocidad del flujo del aceite a través de un tubo capilar (viscosímetros cinemáticas: Otswal, Ubbelohde) o de un tubo corto u orificio (viscosímetros Saybolt, Redwood y Engler).

2.-Medición del tiempo de desplazamiento de un objeto sólido a través del aceite (viscosímetros de caída de bolas).

3.-Medición del efecto de cizallas que se produce en un aceite entre dos superficies sujetas a un movimiento relativo (viscosímetros rotativos).

RIGIDEZ DIELÉCTRICA

Esta propiedad viene determinada por la tensión en la que se produce un arco eléctrico permanente entre dos electrodos sumergidos en el aceite, en las condiciones normalizadas del ensayo y utilizando un aparato llamado puntero metro. Se expresa en KV/cm.

Este ensayo orienta sobre las cualidades de aislamiento eléctrico de los aceites, que disminuyen con la presencia de contaminantes tales como el agua, polvo, suciedad, barros, etc.

No solamente en el campo de los aceites dieléctricos, la rigidez dieléctrica tiene su significación, sino también en el de los aceites de compresores frigoríficos, ya que dicha característica se ve muy afectada por la presencia de trazas de humedad.

PROPIEDADES SUPERFICIALES

Tensión Interfacial

Cuando se ponen en contacto dos líquidos que no son miscibles, se crea una interfase, el grado de resistencia que ofrecen ambos líquidos a su separación se define como «tensión interfacial». Los factores que influyen sobre la tensión interfacial son los siguientes:

— La naturaleza química de los líquidos en contacto.

— La temperatura, si la miscibilidad de los líquidos en contacto aumenta con la temperatura el valor de la tensión interfacial disminuye.

— La presencia de cuerpos polares rebaja la tensión interfacial.

La tensión interfacial se utiliza como indicativo de la presencia o ausencia de compuestos polares en muy bajas concentraciones, como es el caso de ciertos contaminantes, aditivos, o productos de la degradación del propio aceite. Por ello dicho valor se considera de importancia en el caso de los aceites de turbinas y dieléctricos, siguiéndose su evolución durante su servicio. Variando se esta característica de forma inversa con el índice de acidez del aceite.

Formación de espuma

Un aceite produce espuma superficial por agitación enérgica con el aire u otro gas, estando dicha espuma constituida por agrupamiento de un elevado número de burbujas de distintos tamaños. Su determinación se realiza por el correspondiente método de ensayo que consiste en barbotear aire a través de una base común y uniforme en la designación, especificación y selección de la viscosidad de los aceites lubricantes industriales.

2.- Eliminar las viscosidades intermedias no justificadas, reduciendo con ello el número total de grados de viscosidad empleados en la lubricación de los equipos industriales.

No obstante, en 1972, la ISO (International Standards Organization) comenzó a dar los pasos necesarios para la adopción, con carácter mundial, de un sistema de clasificación de la viscosidad muy parecido a los sistemas ASTM y BSI. El sistema ISO se diferencia del ASTM en que el grado de viscosidad se da solamente en «centistokes» (mientras que ASTM permite también el SUS) y la medida de a temperatura para el sistema ISO es de 40°C (104 °F), en vez de los 100 °F que normalmente empleaban ASTM como la BSI. Parece ser que tanto la ASTM como la BSI acabarán por adoptar, sin embargo, los 40°C como regla general.

Todos los asociados a ISO (incluyendo los Estados Unidos, representados por el American National Standards Instituta), se comprometieron a llevarlo a cabo a partir de 1978, muchos usuarios y fabricantes de aceites lubricantes ya han adoptado este sistema.

ÍNDICE DE VISCOSIDAD

La viscosidad de los líquidos disminuye al aumentar su temperatura. En la práctica de la lubricación interesa siempre que la viscosidad del lubricante disminuya lo menos posible al elevarse su temperatura.

Para expresar esta cualidad del aceite se ha ideado un sistema arbitrario denominado «indice de viscosidad» que fue desarrollado en 1929 por Dean y Davis.

En este sistema a los aceites parafínicos de Pensilvana caracterizados por variar muy poco su viscosidad con la temperatura, se le asignó un índice de viscosidad de 100, mientras que a los nafténicos del Golfo de Méjico, cuya viscosidad varía mucho con la temperatura se les dio el índice 0. El método propuesto por Dean y Davis consiste en comparar la viscosidad a 100°F del aceite problema con las que tienen los aceites de referencia de IV = 100 e IV = 0, que presentan su misma viscosidad a 210 °F.

PUNTO DE ENTURBIAMIENTO .

producto, la inflamabilidad en el primer procedimiento de un valor más alto que n el segundo.

La temperatura a la cual hay que llevar el aceite para que, al aproximar una lama, sus vapores se inflamen y permanezcan en combustión durante cinco segundos, como mínimo, se denomina punto de combustión y se determina en l mismo aparato empleado para hallar el punto de inflamación en vaso abierto. El punto de combustión suele ser entre 30 y 60 oc superior a? punto de inflama :ión.

La inflamabilidad de un aceite da una orientación sobre la volatilidad del mismo, posibles contaminaciones o diluciones, riesgos de incendios y procedimientos no ortodoxos en la elaboración de los aceites.

Puntos de congelación y enturbiamiento

El punto de congelación («pour point») de un aceite es la temperatura más Deja expresada en múltiplo de 3 oc, a la cual es observada la no fluidez del aceite cuando es enfriado y examinado bajo condiciones prescritas.

El punto de enturbiamiento («cloud point») de un aceite, sometido a un proceso de enfriamiento, es la temperatura a la que las parafinas u otras sus : solución, comienzan a separarse, en forma de cristales, bajo las condiciones normalizadas del ensayo. El aceite, a esa temperatura, adquiere maturbidez que da nombre al ensayo.

Ambas características tienen significación para los casos en los que el aceite vaya a estar sometido a bajas temperaturas de trabajo, especialmente antes de la puesta en marcha del mecanismo a lubricar. En los aceites parafínicos la congelación se produce como consecuencia de la cristalización de la parafina. por eso en ellos existen puntos de niebla y de congelación.

Punto de floculación

El punto de floculación de un aceite (Flock Point), es la temperatura a la que; comienzan a sopararso, floculando, parafinas u otras sustancias en solución ;cuando se somete a un proceso de enfriamiento, una mezcla formada por un 0 % de dicho aceite y un 90 % de un fluido refrigerante (normalmente R-12).

Esta característica es de importancia en la selección de lubricantes para su empleo en sistemas de refrigeración, que trabajan con refrigerantes miscibles `n el aceite y puede orientar sobre su comportamiento en los serpentines del vaporados.

• Es la temperatura a la que se inicia la cristalización o sepa acción de parafinas.

PUNTO DE CONGELACIÓN

• Es la menor temperatura a la cual el aceite fluye.

• Si no fluye cuando el tubo de ensayo se inclina se coloca el tubo en posición horizontal durante 5 seg. y si bajo estas condiciones el aceite no se mueve se toma como temperatura de congelación.

PROPIEDADES QUÍMICAS

Número de neutralización (acidez, alcalinidad)

En un aceite, su grado de acidez o alcalinidad puede venir expresado por su número de neutralización, que se define como la cantidad de álcali o de ácido (ambos expresados en miligramos de hidróxido potásico), que se requiere para neutralizar el contenido, ácido o básico, de un gramo de muestra, en las condiciones de valoración normalizadas del correspondiente ensayo. Existen dos procedimientos para su determinación: el volumétrico y el potenciometrito.

El número de neutralización se puede presentar en cuatro distintos valores:

a) N.° de ácido total (TAN), determina todos los constituyentes ácidos presentes en las muestras de aceite, débiles y fuertes.

b) N.° de ácido fuerte (SAN), determina sólo el contenido en ácidos fuertes.

c) N.° de base total (TBN) determina todos los constituyentes alcalinos. Normalmente se utiliza en aceites de motor.

d) N.° de base fuerte, determina el contenido en componentes fuertemente alcalinos, en ciertos aceites de motor de alta alcalinidad.

Los aceites bien refinados y que no contengan cierto tipo de aditivos, no atacan sensiblemente al cobre, pero sí pueden hacerlo por causa de su previa degradación, presencia de contaminantes, o especial aditivación.

PUNTO DE ANILINA

El punto de anilina de un aceite viene definido como la temperatura mínima a la que, una mezcla a partes iguales de aceite y anilina, llega a solubilizarse totalmente.

Esta característica se determina por medio de un ensayo en el que se produce una agitación entre el aceite y la anilina, controlando la temperatura yen condiciones normalizadas.

Dada su estructura molecular cíclica, la anilina muestra mayor solubilidad hacia los aceites aromáticos o nafténicos que hacia los parafínicos, de cadena abierta. Por ello el punto de anilina orienta sobre la estructura de los hidrocarburos constituyentes del aceite. Su valor tiene importancia al evaluar el comportamiento del lubricante frente a los cierres compuestos por materiales de goma y elastómeros.

PUNTO DE ANILINA

• Se determina según ASTM-D-61 1, expresado en OC.

• La anilina es una amina aromática cuya temperatura de solubilidad es tanto más baja cuanto más aromático sea el aceite.

• Cuanto más viscoso sea un aceite, a igual contenido en aromáticos (o grado de refino), más elevado será el punto de anilina.

• En aceites de viscosidades similares, cuanto más aromático sea, más bajo será su punto de anilina.

• Valores comparativos:

ENSAYOS PARA ACEITES DE ENGRANAJES

Frecuentemente la lubricación de engranajes tiene lugar en condiciones d lubricación límite alejadas de la zona de lubricación hidrodinámica. En estas condiciones los aditivos «extrema presión» (E.P.) ejercen una acción predominante en evitación de daños.

Existen ensayos para evaluar el comportamiento de los aceites en condiciones E.P.

En Europa las máquinas de ensayo más conocidas y utilizadas son:

• Máquinas de cuatro bolas

• Máquina Timken

(Ambas también conocidas y utilizadas en USA)

• Máquina FZG

PROPIEDADES DE EXTREMA PRESIÓN

Existen muy diversos tipos de equipos para intentar determinar la capacidad que poseen los lubricantes de evitar el rozamiento, el desgaste y los fenómenos destructivos de soldadura, rayado y desprendimiento de material en 1a5 superficies rodantes.

Sin considerar a los equipos montados sobre bancos, muy costosos y normalmente apropiados para aceites de automoción, relacionaremos algunos de los ensayos de máquinas más usuales y cuyos resultados se expresan en términos que pueden relacionar rozamiento, adhesión, desgaste, temperatura y carga, en condiciones normalizadas.

Importancia de una adecuada lubricación

 

La función principal del aceite, es la de lubricar dos superficies que están en movimiento, una con relación a la otra, reduciendo la fricción entre ellas, para evitar su desgaste. Esto se logra interponiendo una película lubricante de aceite entre las superficies en movimiento, evitando el contacto de sólido con sólido, disminuyendo así el coeficiente de fricción entre las dos superficies en rozamiento.

Aún cuando las dos superficies en rozamiento parecen a simple vista totalmente lizas y suaves, su examen minucioso al microscopio revela asperezas con picos y valles. Se deberá añadir el suficiente lubricante que forme una capa que pueda cubrir esas asperezas, en tal forma que las dos superficies en movimiento se desplacen flotando en el lubricante.

Propósito del Aceite para Refrigeración

El aceite para refrigeración es necesario para una operación adecuada del compresor, en un sistema de refrigeración mecánica. Además de lubricar las partes móviles del compresor, el aceite realiza las siguientes funciones:

     a) remueve el calor de los cojinetes y lo transfiere al exterior

     b) ayuda a formar un sello más positivo, cuando están cerradas las válvulas de succión y descarga

     c) amortigua el ruido generado por las partes móviles dentro del compresor.

En los compresores abiertos, el aceite también evita que el sello de la flecha se seque y se deteriore. En compresores rotativos y de tornillo, el aceite forma un sello entre el rotor y las paredes internas de la cámara de compresión, para retener el vapor de refrigerante mientras está siendo comprimido.

El aceite para refrigeración es un mal necesario, se necesita para la operación adecuada del compresor, pero inevitablemente, se va con el refrigerante y puede causar varios problemas en el sistema. Debido a que se mezcla y viaja con el refrigerante, el aceite debe cumplir con algunos requerimientos especiales para realizar sus funciones en el compresor, sin crear problemas que no puedan resolverse en otras partes del sistema. Para un mantenimiento efectivo, se requiere una total

comprensión de dichos requerimientos especiales.

Requerimientos del Aceite para Refrigeración

El conocimiento de las características de los aceites para refrigeración, incumbe principalmente a los fabricantes de equipo. Sin embargo, es importante para los técnicos y mecánicos en refrigeración, comprender los principios básicos de selección de aceites, para que puedan resolver los problemas que pudieran resultar, por no usar los aceites adecuados en las instalaciones de refrigeración.

Un buen aceite para refrigeración debe reunir las cualidades que a continuación se enlistan.

     1. Mantener su viscosidad a altas temperaturas.

     2. Mantener buena fluidez a bajas temperaturas.

     3. Ser miscible con los refrigerantes a las temperaturas de trabajo.

     4. Tener buena (alta) capacidad dieléctrica.

     5. No tener materia en suspensión.

     6. No debe contener ácidos corrosivos o compuestos de azufre.

     7. No formar depósitos de cera (flóculos) a las bajas temperaturas del sistema.

     8. No dejar depósitos de carbón al entrar en contacto con superficies calientes dentro del sistema.

     9. No contener humedad.

     10. No formar espuma.

     11. Ser química y térmicamente estable en presencia de refrigerantes, metales, aislamientos, empaques, oxígeno, humedad

     y otros contaminantes.

Tal aceite para refrigeración sería perfecto para todos los sistemas, pero no existe. Por lo tanto, se seleccionará el aceite que más se acerque a estas propiedades y que cubra las necesidades específicas del sistema.

  Importancia de los lubricantes y lalubricación Por:César GuerreroA primera vista, parece que el título es muy largo para cubrir su aspecto que todos losautomovilistas "dominan", además, es harto conocido que los aceites lubricantes por

derivadosdel petróleo y que en los últimos años aparecieron los lubricantes sintéticos, los cuales son máseficientes y duraderos. Pero si usted sigue con atención esta serie de artículos descubrirá que los aceites y lalubricación son un poco mas que eso. Los objetivos primarios de la lubricación en los motores de combustión interna son: 1.-Reducir a un mínimo la fricción. 2.-Mantener la temperatura de las partes móviles dentro de límites tolerables.Para lograr los objetivos antes citados se necesita que el lubricante cumpla con una seriede funciones que conoceremos mas adelante. ACCIÓN DEL LUBRICANTE Ninguna superficie es completamente lisa. Aun las superficies altamente pulidas cuandoson examinadas bajo un microscopio muestran formas de picos y valles. Si una pieza gira dentro de otra, sin lubricación, habrá considerable fricción debido a latendencia al acoplamiento entre "picos y valles". La fricción genera calor y la elevada temperatura reduce las cualidades de resistencia aldesgaste hasta el punto en que se inicia el deterioro de las superficies en contacto. El lubricante que se interpone entre las piezas, figuras, reduce la fricción debido a unapelícula que evita el contacto entre las superficies. La disminución de la fricción permite mayor libertad de movimiento y reduce enormementela cantidad de calor generado.