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TEORIA DE LA LUBRICACIN

Los lubricantes son materiales puestos en medio de partes en movimiento con el propsito

de brindar enfriamiento (transferencia de calor), reducir la friccin, limpiar los

componentes, sellar el espacio entre los componentes, aislar contaminantes y mejorar laeficiencia de operacin.

Los lubricantes desempean tambin la funcin de selladores ya que todas las superficies

metlicas son irregulares (vistas bajo microscopio se ven llenas de poros y ralladuras) y el

lubricante llena los espacios irregulares de la superficie del metal para hacerlo liso,

adems sellando as la potencia transferida entre los componentes.

Si el aceite es muy ligero (baja viscosidad), no va a tener suficiente resistencia y la potencia

se va a escapar si el aceite es muy pesado o grueso (alta viscosidad), la potencia se va aperder en friccin excesiva (y calor).

Si el aceite se ensucia, actuar como abrasivo entre los componentes, gastndolos.

Si el aceite es muy ligero, no va a poder limpiar lo suficiente y no proveer aislamiento de

esta basura; si es muy pesado se va a mover muy despacio y no va a poder entrar en los

lugares ms ajustados. En general la funcin limpiadora del lubricante es ayudada con un

filtro para que el aceite pueda retornar (limpia, una vez que pas por el filtro) a limpiar una

vez ms las superficies bajo presin y friccin.

Otro uso de lubricantes es para impartir o transferir potencia de una parte de la maquinaria

a otra.

Los lubricantes tambin contribuyen al enfriamiento de la maquinaria ya que absorben

calor de las zonas de alta friccin hacia otros lados enfrindola antes de la prxima pasada.

Lubricacin hidrodinmica

Sucede cuando las superficies estn completamente cubiertas con una pelcula de

lubricante.

Esta condicin existe una vez que una pelcula de lubricante se mantiene entre los

componentes y la presin del lubricante crea una ola de lubricante delante de la pelcula

que impide el contacto entre superficies. Bajo condiciones hidrodinmicas, no hay contacto

fsico entre los componentes y no hay desgaste.

La propiedad que ms afecta la lubricacin hidrodinmica es la viscosidad. La viscosidad

debe ser lo suficientemente alta para brindar lubricacin (limtrofe) durante el arranque del

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motor con el mnimo de desgaste, pero la viscosidad tambin debe ser lo suficientemente

baja para reducir al mnimo la friccin viscosa del aceite.

Una de las reglas bsicas de lubricacin es que la menor cantidad de friccin innecesaria va

a ocurrir con el lubricante de menor viscosidad posible para cada funcin especfica.

Lubricacin Elasto-Hidrodinmica (EHL)

La lubricacin EHL se presenta en mecanismos en los cuales las rugosidades de las

superficies en movimiento relativo trabajan siempre entrelazadas y las crestas

permanentemente se estn deformando.

El control del desgaste adhesivo y el consumo de energa por friccin dependen de la

pelcula lmite adherida a las rugosidades y de las capas de aceite de la pelculahidrodinmica que se forma cuando el lubricante es sometido a elevadas presiones, en el

momento de la deformacin elstica de las crestas

ACEITES LUBRICANTES

Los aceites lubricantes, cualquiera sea su origen inicial (vegetal, mineral o sinttico), tienen

dos grandes componentes; las bases lubricantes que determinan las propiedades del

lubricante, tales como viscosidad, color, etc. Y los aditivos, los cuales adecuadamente

combinados brindan las caractersticas propias de cada aceite lubricante pudiendo

componer entre un 30% y un 2% del aceite lubricante. Los aditivos mejoran las propiedades

fsicas y qumicas de los lubricantes.

BASES LUBRICANTES

La base lubricante puede ser derivada del petrleo, sinttica vegetal. La utilizacin de uno

u otro tipo de base lubricante depende de las condiciones de operacin del equipo o

mquina.

Aunque las bases vegetales y animales se usan en algunos productos, son las baseslubricantes minerales y sintticos las que ms se encuentran en el mercado por su mayor

disponibilidad y caractersticas inherentes.

PARAFNICAS

Son bases saturadas con cadenas de hidrocarburos en lnea recta o ramificada.

Algunas de sus caractersticas son:

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Resistencia a la oxidacin.

Alto punto de inflamacin.

Baja densidad.

Alto puno de fluidez.

Bajo poder disolvente.

NAFTNICAS

Estas bases son de menor calidad que las parafnicas, pudiendo mejorarse por procesos

especiales de refinacin.

Algunas caractersticas son:

Bajo punto de fluidez.

Inestabilidad qumica.

Bajo ndice de viscosidad. Tendencia a la oxidacin.

Aromticas

Son cadenas no saturadas. Esta configuracin las hace qumicamente activas y tienen

tendencia a la oxidacin generando orgnicos.

Algunas caractersticas son:

Elevada densidad. Inestabilidad qumica.

Tendencia a la oxidacin.

Bajo punto de informacin.

FUNCIONES DE LOS LUBRICANTES

Los lubricantes no solamente disminuyen el rozamiento entre los materiales, sino que

tambin desempean otras importantes misiones para asegurar un correcto

funcionamiento de la maquinaria, mantenindola en estas condiciones durante muchotiempo. Entre otras funciones, cabe destacar las siguientes:

Refrigerante.

Lubricante.

Eliminador de impurezas.

Sellante.

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Anticorrosivo y antidesgaste.

Transmisor de energa.

CARACTERISTICAS FISICAS Y QUIMICAS

Caractersticas fsicas.

I.

Densidad y gravedad.

La densidad est relacionada con la naturaleza del crudo de origen y el grado de refinado.

La gravedad especfica se define como la relacin entre un cierto volumen de producto y el

mismo volumen de agua destilada a 4C. En Estados

Unidos suele usarse la gravedad API.

II.

Punto de inflamacin.

Es la temperatura mnima a la cual el aceite desprende suficientes vapores que se encienden

instantneamente al aplicrseles una llama abierta.

III.

Punto de fluidez.

Es la mnima temperatura a la cual un lquido fluye cuando se es enfriado bajo condiciones

de prueba.

IV.

Viscosidad.

La viscosidad es la principal caracterstica de la mayora de los productos lubricantes. Es la

medida de la fluidez a determinadas temperaturas.

Si la viscosidad es demasiado baja la pelcula lubricante no soporta las cargas entre las

piezas y desaparece del medio sin cumplir su objetivo de evitar el contacto metal-metal. Si

la viscosidad es demasiado alta el lubricante no es capaz de llegar a todos los lugares en

donde es requerido. Al ser alta la viscosidad es necesaria mayor fuerza para mover el

lubricante originando de esta manera mayor desgaste en la bomba de aceite, adems de

no llegar a lubricar rpidamente en el arranque en fro. La viscosidad es una propiedad que

depende de la presin y temperatura. La viscosidad vara inversamente proporcional con latemperatura, por eso su valor no tiene utilidad si no se relaciona con la temperatura a la

que el resultado es reportado.

La friccin entre molculas genera calor; la cantidad de calor generado est en funcin de

la viscosidad. Esto tambin afecta a la capacidad sellante del aceite y a su consumo.

TIPOS DE VISCOSIDAD

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Viscosidad cinemtica

Es su viscosidad dinmica dividida por su densidad, ambos medidos a la misma

temperatura, y expresada en unidades consistentes.

Viscosidad dinmica

La viscosidad se puede determinar midiendo la fuerza necesaria para vencer la resistencia

a la friccin del fluido en una capa de dimensiones conocidas. La viscosidad determinada de

esta manera se llama dinmica o absoluta.

Factores que afectan la viscosidad

Efecto de la temperatura.

En termodinmica la temperatura y la cantidad de movimiento de las molculas se

consideran equivalentes. Cuando aumenta la temperatura de cualquier sustancia(especialmente en lquidos y gases) sus molculas adquieren mayor movilidad y su cohesin

disminuye, al igual que disminuye la accin de las fuerzas intermoleculares.

Efecto de la velocidad de corte.

No todos los fluidos responden igual a variacin de la velocidad de corte. Debido a su

naturaleza, la mayora de los fluidos no varan su viscosidad al variar la velocidad de corte.

Son los llamados fluidos newtonianos. En estos, el grado de desplazamiento d las capas de

lquido es proporcional a la fuerza que se aplica.

Efecto de las sustancia extraas.

Durante su utilizacin, el lubricante ve expuesto a sustancias extraas, que, antes o

despus, acaban afectndole, modificando sus caractersticas.

La viscosidad de un lubricante puede disminuir a causa de:

Base de baja calidad.

Disolucin por otra sustancia.

Y puede aumentar debido a: Base de baja calidad.

Pocos aditivos.

Acumulacin de contaminantes.

Oxidacin.

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Los factores anteriores pueden combinar su accin, de manera que incluso lleguen a

anularse.

Caractersticas qumicas.

Acidez.

Podemos distinguir dos tipos de acidez en el aceite:

Acidez mineral, originada por cidos residuales del refino.

Acidez orgnica, originada por productos de la oxidacin y los aditivos.

Basicidad.

La alcalinidad de los aceites es debida a los aditivos que se incluyen en la formulacin del

mismo. Su funcin es la de neutralizar los cidos producidos por la oxidacin, evitando los

efectos nocivos que tiene la presencia de cidos en el aceite y prolongando la vida del

mismo.

El nmero de neutralizacin.

Se llama nmero de neutralizacin a la cantidad de cido o base necesario para neutralizar

una muestra de lubricante.

Residuo carbonoso.

El residuo carbonoso es la cantidad de material, en % de paso, que queda tras someter una

muestra de aceite a evaporacin y pirolisis (altas temperaturas).

Oxidacin.

Bsicamente consiste en asimilacin de tomos de oxgeno por parte de las sustancias

constituyentes del lubricante, lo que conlleva la degradacin de las mismas y la prdida

paulatina de caractersticas y prestaciones del aceite. Este proceso se ve favorecido por el

calor, la luz, el agua y la presencia de contaminantes.

Aditivos

Los aditivos son sustancias qumicas que se aaden en pequeas cantidades a los aceites

lubricantes para proporcionales o incrementarles propiedades, o para suprimir o para

reducir otras que le son perjudiciales.

Aditivos para lubricantes

Los aditivos pueden dividirse en dos grandes grupos, segn los efectos que producen:

Inhibidores destinados a retardar la degradacin del aceite actuando como

detergente dispersantes, antioxidantes, anticorrosivos, agentes antidesgaste,

agentes alcalinos y agentes antiemulsificadores.

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Aditivos que mejoran las cualidades fsicas bsicas con accin sobre el ndice de

viscosidad, el poder antiespumante el sllado, la oleosidad, la extrema presin y la

rigidez dielctrica.

Lubricantes sinteticosAceites preparados en laboratorio a partir de compuestos de bajo peso molecular para

obtener compuestos de alto peso molecular con propiedades pedecibles. Las ventajas de

los aceites sintticos en el campo tcnico de la lubricacin son su alta estabilidad trmica y

a la oxidacin, la favorable relacin viscosidad-temperatura, el alto punto de inflamacin y

el buen comportamiento en fro.

Qumica de los lubricantes sintticos

Los aceites sintticos son producidos mediante reacciones qumicas en las cuales la presin,

la temperatura y la relacin de los compuestos es cuidadosamente controlada. La materiaprima es en su gran mayora obtenida del petrleo procesado trmicamente y del gas

natural.

Componentes del aceite sinttico.

Hidrocarburos sintetizados.

Polialfaolefinas.

Aromticos alquilatados.

Polibutenos.

Cicloalificos. Poliglicones.

Esteres orgnicos.

Siliconas.