Tipos de Lubricantes

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TIPOS DE LUBRICANTESLUBRICANTES LQUIDOS:Pueden ser de origen vegetal o mineral. Son empleados en la lubricacin hidrodinmica, y son utilizados como lubricantes de perforacin.Tambin se denominan aceites lubricantes, y se clasifican en cuatro subgrupos: Aceites de origen vegetal y animal: tambin suelen denominarse aceites grasos. En esta categora se incluyen el aceite de lino, de oliva, de glicerina, etc. Aceites minerales: surgen a partir de la destilacin de petrleo. Aceites compuestos: se elaboran combinando los aceites vegetales con los minerales. A dichos elementos se le adicionan determinadas sustancias con el fin de optimizar las propiedades. Aceites sintticos: este tipo de aceites se elabora a partir de ciertos procesos de origen qumico.

GRASAS: Una grasa es un lubricante semifluido generalmente elaborado a partir de aceites minerales y agentes espesantes (tradicionalmente jabn o arcilla), que permite retener el lubricante en los sitios donde se aplica. Las grasas protegen efectivamente las superficies de la contaminacin externa, sin embargo, debido a que no fluyen como los aceites, son menos refrigerantes que stos y ms difciles de aplicar a una mquina cuando est en operacin.

LUBRICANTES SLIDOS: Son capaces de reducir la friccin entre dos superficies que se deslizan entre s reduciendo el esfuerzo cortante. Este tipo de lubricantes, que comprenden materiales tales como el grafito y sus estructuras alotrpicas. Esta clase de lubricantes cuenta con una composicin especfica, la cual proporciona ciertos beneficios sin que sea necesaria la adicin de lubricantes lquidos o semislidos.

LUBRICACIN HIDRODINAMICA:Se presenta cuando la accin del movimiento relativo entre dos superficies lubricadas, se crea una pelcula lubricante lo suficientemente gruesa como para impedir todo contacto metal-metal. Esto significada que es espesor mnimo de la pelcula es algo superior a la suma promedio de las irregularidades de ambas superficies y que la resistencia al movimiento viene dada slo por la friccin entre las capas del lubricante, siendo ste ltimo el que soporta totalmente la carga. En este caso, las condiciones de la lubricacin sern ptimas y el mecanismo podr funcionar durante largo tiempo sin desgaste alguno, siempre y cuando se mantengan estas condiciones de operacin.

CARACTERSTICAS DE LUBRICANTESVISCOSIDAD:Es la propiedad ms importante que tienen los aceites y se define como la resistencia de un fluido a fluir. Es un factor determinante en la formacin de la pelcula lubricante.Como medida de la friccin interna acta como resistencia contra la modificacin de la posicin de las molculas al actuar sobre ellas una tensin de cizallamiento. La viscosidad es una propiedad que depende de la presin y temperatura y se define como el cociente resultante de la divisin de la tensin de cizallamiento (t ) por el gradiente de velocidad (D).m =t / DCon flujo lineal y siendo constante la presin, la velocidad y la temperatura.Afecta la generacin de calor entre superficies giratorias (cojinetes, cilindros, engranajes). Tiene que ver con el efecto sellante del aceite. Determina la facilidad con que la maquinaria arranca bajo condiciones de baja temperatura ambiente.Donde un componente rectangular es deslizado a velocidad uniforme sobre una pelcula de aceiteEl aceite se adhiere tanto a la superficie en movimiento como la superficie estacionaria. El aceite en contacto con la superficie en movimiento se desliza con la misma velocidad (U) de la superficie, mientras que el aceite en contacto con la superficie estacionaria tiene velocidad cero. La pelcula de aceite puede visualizarse como una serie de capas de aceite que se deslizan a una fraccin de la velocidad U, la cual es proporcional a la distancia desde la superficie estacionaria.Una fuerza F debe ser aplicada a la superficie en movimiento para contrarrestar la friccin entre las capas de fluido. Como la friccin es el resultado de la viscosidad, la fuerza es proporcional a la viscosidad. LA VISCOSIDAD PUEDE SER DETERMINADA MIDIENDO LA FUERZA REQUERIDA PARA CONTRARRESTAR LA FRICCIN FLUDA EN UNA PELCULA DE DIMENSIONES CONOCIDAS.La viscosidad determinada de esta manera se llama viscosidad dinmica o absoluta. Su unidad de medida es el poise (p) o centipoise (cp) o en unidades de SI en pascal segundos (Pas); 1 Pas = 10 p.Viscosidades dinmicas son funcin solamente de la friccin interna del fluido.

La viscosidad de cualquier fluido cambia con la temperatura, incrementa a medida que la temperatura disminuye y disminuye a medida que la temperatura aumenta. Por consiguiente, es necesario determinar las viscosidades de un aceite lubricante a temperaturas diferentes.Esto se logra midiendo la viscosidad a dos temperaturas de referencia y utilizando una grfica de viscosidad (desarrollada por la ASTM). Una vez indicadas las viscosidades medidas se unen los puntos. De esta manera, puede determinarse con gran precisin las viscosidades a otras temperaturas. Las dos temperaturas de referencia son 40 C y 100 C.Una vez seleccionado el aceite para la aplicacin, la viscosidad debe ser lo suficientemente alta para garantizar una pelcula lubricante pero no tan alta que la friccin fluida sea excesiva.La viscosidad cinemtica de un fluido es el cociente entre su viscosidad dinmica y su densidad, ambas medidas a la mismatemperatura.Sus unidades son Stokes (st) o centistokes (cst), o en unidades del SI milmetros cuadrados por segundos. (1mm^2/s = 1cst)INDICE DE VISCOSIDADEl ndice de viscosidad (IV) es un mtodo que adjudica un valor numrico al cambio de la viscosidad de temperatura.Un alto ndice de viscosidad indica un rango relativamente bajo de viscosidad con cambios de temperatura y un bajo ndice de viscosidad indica un alto rango de cambio de viscosidad con la temperatura. En otras palabras, si un aceite de alto ndice de viscosidad y un aceite de bajo ndice de viscosidad tienen la misma viscosidad a temperatura ambiente, a medida que la temperatura aumenta el aceite de alto IV se adelgazar menos, y por consiguiente, tendr una viscosidad mayor que el aceite de bajo IV a temperaturas altas.Por ejemplo, un bsico proveniente de un crudo naftnico tendr un rango mayor de cambio de viscosidad con temperatura que la de un bsico proveniente de un crudo parafnico.El IV se calcula de viscosidades determinadas a 2 temperaturas diferentes por medio de tablas publicadas por la ASTM. Las temperaturas que se toman como base son 40 C y 100 C.(es lo mismo que lo desarrollado para viscosidad)

PUNTO DE FLUIDEZ

El punto de fluidez de un aceite lubricante es la mnima temperatura a la cual este fluye sin ser perturbado bajo la condicin especfica de la prueba. Los aceites contienen ceras disueltas que cuando son enfriados se separan y forman cristales que se encadenan formando una estructura rgida atrapando al aceite entre la red. Cuando la estructura de la cera esta lo suficientemente completa el aceite no fluye bajo las condiciones de la prueba. La agitacin mecnica puede romper la estructura cerosa, y de este modo tener un aceite que fluye a temperaturas menores a su punto de fluidez.En ciertos aceites sin ceras, el punto de fluidez esta relacionado con la viscosidad. En estos aceites la viscosidad aumenta progresivamente a medida que la temperatura disminuye hasta llegar a un punto en que no se observa ningn flujo existente.Desde el punto de vista del consumidor la importancia del punto de fluidez de un aceite depende enteramente del uso que va a drsele al aceite. Por ejemplo, el punto de fluidez de un aceite de motor a utilizarse en invierno debe ser lo suficientemente bajo para que el aceite pueda fluir fcilmente a las menores temperaturas ambientes previstas. Por otro lado, no existe necesidad de utilizar aceites con bajos puntos de fluidez cuando estos van a ser utilizados en las plantas con altas temperaturas ambiente o en servicio continuo tal como turbinas de vapor u otras aplicaciones.CENIZAS SULFATADAS

Las cenizas sulfatadas de un aceite lubricante es el residuo en porcentaje que permanece una vez quemada una muestra de aceite. El residuo inicial es tratado con cido sulfrico y se quema el residuo tratado. Es una medida de los componentes no combustibles (usualmente materiales metlicos) que contiene el aceite.Aceites minerales puros no contienen materiales que forman cenizas. Gran cantidad de los aditivos (los cuales se utilizan para mejorar las propiedades del aceite) utilizados en aceites lubricantes contienen componentes metalo-orgnicos los cuales forman un residuo en la prueba de cenizas sulfatadas de tal manera que la concentracin de estos componentes es aproximadamente indicada por la prueba. Por consiguiente, durante la fabricacin, la prueba es un mtodo de asegurarse que los aditivos han sido incorporados.Con aceites usados, un incremento de cenizas sulfatadas usualmente indica la presencia de contaminantes tales como polvo, suciedad, partculas de desgaste y posiblemente contaminantes.

PUNTO DE INFLAMACIN Y FUEGO

El punto de inflamacin es la temperatura a la cual el aceite despide suficientes vapores que se inflaman cuando una llama abierta es aplicable.Cuando la concentracin de vapores en la superficie es lo suficientemente grande a la exposicin de una llama, resultar fuego tan pronto como los vapores se enciendan. Cuando una prueba de este tipo es realizada bajo ciertas condiciones especficas, la temperatura a la cual esto sucede se denomina PUNTO DE INFLAMACIN. La produccin de vapores a esta temperatura no son lo suficiente para causar una combustin sostenida y por ende, la llama desaparece. Sin embargo, si el calentamiento contina se obtendr una temperatura a la cual los vapores sern liberados lo suficientemente rpido para soportar la combustin. Esta temperatura se denomina PUNTO DE FUEGO o COMBUSTIONEl punto de inflamacin de aceites nuevos varia con viscosidad aceites de alta viscosidad tienen altos puntos de inflamacin. Estos puntos estn tambin afectados por el tipo de crudo. Aceites naftnicos tienen menores puntos de inflamacin que aceites parafnicos de viscosidad similar.Consejos para el usuario: la utilizacin de un aceite de bajo punto de inflamacin (alta volatilidad) a altas temperaturas, puede generar un alto consumo de aceite. En la inspeccin de un aceite usado, una reduccin significante en el punto de inflamacin indica contaminacin del aceite.INDICE DE NEUTRALIZACIN Y SAPONIFICACIN

El ndice de neutralizacin de un lubricante es la cantidad en miligramos de hidrxido de potasio necesarios para neutralizar el cido libre contenido en gramo de aceite a la temperatura ambiente.El ndice de saponificacin (Is) indica la cantidad en miligramos de hidrxido de potasio necesarios para la saturacin de los cidos libres y combinados obtenidos en un gramo de aceite, es decir para la neutralizacin de los cidos y la saturacin de los steres.

INDICE DE ALQUITRN Y DE ALQUINATRIZACIONndice de alquitrn es la cantidad de sustancias alquitranosas en valores porcentuales de un aceite. El ndice de alquitranizacin se usa en procesos de envejecimiento artificial para establecer la predisposicin del aceite a forma sustancias alquitranosas a temperaturas elevadas y en contacto con el aire. En aceites en uso, se comprueba con ello su grado de desgaste o envejecimiento.

EMULSIONABILIDAD DEL ACEITE

Una de las propiedades ms importantes de los lubricantes para cilindros y turbinas a vapor, es la de su tendencia a formar emulsiones o mezclas intensas y duraderas con el agua.UNTUOSIDAD

Es la capacidad del lubricante de llegar a formar una pelcula de adherencia y espesor entre dos superficies deslizantes, quedando suprimido el rozamiento entre ellas.Esta propiedad se analiza de diferentes maneras; mediante el estudio de la tensin superficial, la capilaridad, los ngulos lmites, las mediciones de absorcin y de adhesin, etc. Con el estudio de la fsica molecular de los lubricantes, segn la capacidad de establecer el film de lubricante entre dos superficies, cabe distinguir entre rozamiento lquido y semilquido. El rozamiento lquido es el caso de la lubricacin eficiente, en el que no existe rozamiento entre las superficies sino entre las partculas del lubricante. El rozamiento semilquido (ms comn en la prctica) es aquel en que las superficies en movimiento se encuentran en diferentes partes.

PROPIEDADES FSICAS DE LOS LUBRICANTESLos lubricantes estn definidos por una serie de caractersticas, algunas de las cuales se utilizan para clasificar los aceites o grasas. Dada la naturaleza de los distintos tipos de lubricantes no todas las caractersticas son aplicables a todos ellos.Color o fluorescenciaActualmente el color del aceite dice muy poco acerca de sus caractersticas, ya que es fcilmente modificable con aditivos. No obstante, hasta hace pocos aos, se le daba gran importancia como indicativo del grado de refino, y la florescencia era indicativo del origen del crudo (aceites minerales).El procedimiento para determinar el color de un aceite es el ASTM-D-1500. En el que se compara el color del aceite con una serie de vidrios patrn de distintos colores, ordenados en sentido creciente de 0 a 8. Pero para aceites muy claros, tales como los aceites aislantes, aceites blancos tcnicos, etc., la escala ASTM no puede establecer diferencias y es preciso usar otros mtodos. El colormetro Saybolt establece unas escalas que va desde el -16 para el color blanco amarillento hasta +30 para el blanco no diferenciable con el agua.En los aceites en servicio, el cambio del color puede alertar sobre deterioros, contaminacin, etc.DENSIDAD

La densidad es la razn entre el peso de un volumen dado de aceite y un volumen igual de agua.La densidad est relacionada con la naturaleza del crudo de origen y el grado de refino.En ocasiones, se usan otras caractersticas para definir el aceite en lugar de su densidad, aunque estn directamente relacionadas con ella.

VISCOSIDAD

La viscosidad es una de las propiedades ms importantes de un lubricante. De hecho, buena parte de los sistemas de clasificacin de los aceites estan basados en esta propiedad.La viscosidad se define como la resistencia de un lquido a fluir. Esta resistencia es provocada por las fuerzas de atraccin entre las molculas del lquido. El esfuerzo necesario para hacer fluir el lquido (esfuerzo de desplazamiento) estar en funcin de esta resistencia. Los fluidos con alta viscosidad ofrecen cierta resistencia a fluir, mientras que los poco viscosos lo hacen con facilidad.La viscosidad se ve afectada por las condiciones ambientales, especialmente por la temperatura y la presin, y por la presencia de aditivos modificadores de la misma, que varan la composicin y estructura del aceite.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.La viscosidad tambin tiene que ver con la facilidad para ponerse en marcha de las mquinas, particularmente cuando operan en temperaturas bajas. El funcionamiento ptimo de una mquina depende en buena medida del uso del aceite con la viscosidad adecuada para la temperatura ambiente.Adems es uno de los factures que afecta a la formacin de la capa de lubricacin.

BOMBEABILIDAD

Es la capacidad de un lubricante para fluir de manera satisfactoria impulsado por una bomba, en condiciones de baja temperatura. Esta propiedad esta relacionada directamente con la viscosidad.CONSISTENCIA

Se llama as a la resistencia a la deformacin que presenta una sustancia semislida, como por ejemplo una grasa. Este parmetro se usa a veces como medida de la viscosidad de las grasas. Al grado de consistencia de una grasa se le llama penetracin y se mide en decimas de milmetro.La consistencia, al igual que la viscosidad, varia con la temperatura

ACEITOSIDAD O LUBRICIDAD

Se conoce con estos nombres a la capacidad de un lubricante de formar una pelcula de un cierto espesor sobre una superficie.Esta propiedad est relacionada con la viscosidad; a mayor viscosidad, mayor lubricidad. En la actualidad suelen usarse aditivos para aumentar la lubricidad sin necesidad de aumentar la viscosidad.ADHESIN O ADHERENCIA

Capacidad de un lubricante adherirse a una superficie slida. Esta relacionada con la lubricidad.Rigidez dielctricaLa rigidez dielctrica o tensin de perforacin es la tensin que produce un arco elctrico permanente entre dos electrodos bien definidos separados 2'5mm, sumergidos en aceite a 20C. Se expresa en Kv/cm.La rigidez dielctrica orienta sobre la capacidad aislante del aceite, as como de la presencia en el mismo de impurezas tales como agua, lodos, polvo, gases, etc.La presencia de impurezas disminuye la rigidez dielctrica de un aceite. Las impurezas facilitan el paso de la corriente a travs del aceite, especialmente que llevan agua en disolucin, tales como fibras de papel, gotas de polvo, etc. No ocurre lo mismo con el disuelta en el aceite, que no afecta a esta propiedad.