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Grasas lubricantes aplicadas a la industria

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  1. La lubricación con grasa
  2. Tipos de lubricación
  3. Grasas y aceites lubricantes
  4. Propiedades y componentes de las grasas
  5. Bases y jabones
  6. Distintos tipos de grasas y aditivos empleados
  7. Pruebas de prestaciones realizadas a las grasas
  8. Aceites lubricantes
  9. Cera y glicerina
  10. Ejemplo práctico de aplicación de grasas en rodamientos
  11. Conclusión
  12. Bibliografía

1. INTRODUCCION

No existe en el mundo máquina alguna por sencilla que sea no requiera lubricación, ya que con esta se mejora tanto el funcionamiento, como la vida útil de los equipos y maquinarias.

En el siguiente trabajo de investigación se ha querido estudiar las grasas y aceites lubricantes, desde su obtención a partir de las materias primas hasta sus diferentes usos, aplicaciones, especificaciones e importancia en el creciente mundo industrial.

Objetivo General

Objetivos Específicos

  • Establecer la importancia que tienen los lubricantes en las partes móviles mecánicas de un equipo.
  • Conocer las variables que se deben tener en cuenta para la selección y aplicación del lubricante para un equipo.
  • Alcanzar los conceptos básicos sobre lubricantes derivados del petróleo: sintéticos, semi-sintéticos y minerales.
  • Poder entender las diferentes prestaciones de las grasas según su formación.

2. LA LUBRICACION CON GRASA…

Se define a la grasa lubricante como una dispersión semilíquida a sólida de un agente espesante en un líquido (aceite base). Consiste en una mezcla de aceite mineral o sintético (85-90%) y un espesante. Al menos en el 90% de las grasa, el espesante es un jabón metálico, formado cuando un metal hidróxido reacciona con un ácido graso. Un ejemplo es el estearato de litio (jabón de litio).

Cuando la grasa tiene que contener propiedades especiales, se incluyen otros constituyentes que actúen como inhibidores de la oxidación y mejoren la resistencia de la película Existe otro tipo de aditivo: los estabilizadores. Cambiando el jabón, aceite o aditivo, se pueden producir diferentes calidades de grasas por una amplia gama de aplicaciones.

3. TIPOS DE LUBRICACION

Película lubricante

La película del lubricante debe ser lo suficientemente gruesa como para separar los componentes del mecanismo. El espesor necesario de película depende de la rugosidad superficial, la existencia de partículas de suciedad y la duración requerida.

También depende de la viscosidad del medio y de las condiciones de funcionamiento, particularmente de la temperatura, velocidad de rotación y, en cierta forma, de la carga. Se pueden distinguir tres situaciones diferentes de lubricación: capa límite, lubricación hidrodinámica y lubricación elasto hidrodinámica.

Lubricación por capa límite

Se obtiene lubricación por capa límite cuando el espesor de la película del lubricante es de una magnitud similar a las moléculas individuales de aceite. Esta condición se presenta cuando la cantidad de lubricante es insuficiente, o el movimiento relativo entre las dos superficies es demasiado lento. El coeficiente de rozamiento μ en este caso es alto, tan alto como 0.1, y sobre el incipiente contacto metαlico puede alcanzar 0.5.

Cuando el coeficiente aumenta (esto es, la resistencia aumenta), las pérdidas por rozamiento también aumentan. Estas se convierten en calor, aumentando la temperatura del lubricante y reduciéndose su viscosidad de forma que la capacidad de carga de la película se reduce (el caso peor es cuando se reduce tanto que el contacto metálico se produce). Ello se puede evitar empleando aditivos que refuercen la resistencia de la película.

Lubricación hidrodinámica

La lubricación hidrodinámica o lubricación de película gruesa, se obtiene cuando las dos superficies están completamente separadas por una película coherente del lubricante. El espesor de la película excede así de las irregularidades combinadas de las superficies. El coeficiente del rozamiento es bastante menor que en la lubricación por capa límite, y en ciertos casos puede llegar a 0.005. La lubricación hidrodinámica evita el desgaste de las partes en movimiento, ya que no hay contacto metálico entre ellas.

Lubricación elasto-hidrodinámica

Esta condición se obtiene en superficies en contacto fuertemente cargadas (elásticas), esto es, superficies que cambian su forma bajo una carga fuerte, y vuelven a su forma original cuando cesa la carga.

4. GRASAS Y ACEITES LUBRICANTES

Cuando dos cuerpos sólidos se frotan entre sí, hay una considerable resistencia al movimiento sin importar lo cuidadosamente que las superficies se hayan maquinado y pulido. La resistencia se debe a la acción abrasiva de las aristas y salientes microscópicas y la energía necesaria para superar esta fricción se disipa en forma de calor o como desgaste de las partes móviles.

Históricamente, el primer lubricante fue el sebo. Se utilizaba para engrasar las ruedas de los carros romanos ya en el año 1400 a.C. En la actualidad los lubricantes suelen clasificarse en grasas y aceites.

Estas dos clases de lubricantes aparecieron teniendo en cuenta factores tales como velocidades de operación, temperaturas, cargas, contaminantes en el medio ambiente, tolerancias entre las piezas a lubricar, períodos de lubricación y tipos de mecanismos;

Existen diferentes grados de grasas y aceites dependiendo de la necesidad que se tenga y de los factores de operación. Una mala sección es tan peligrosa como si se hubiese dejado el mecanismo sin lubricante alguno. Muchas de las fallas que ocurren en este campo tienen su origen aquí; de ahí la seguridad que se debe tener cuando se seleccione un lubricante.

Cuándo empleo grasa?

La grasa se emplea generalmente en aplicaciones que funcionan en condiciones normales de velocidad y temperatura. La grasa tiene algunas ventajas sobre el aceite. Por ejemplo, la instalación es más sencilla y proporciona protección contra la humedad e impurezas. Generalmente se utiliza en la lubricación de elementos tales como cojinetes de fricción y antifricción, levas, guías, correderas, piñonería abierta algunos rodamientos.

Cuándo empleo aceite?

Se suele emplear lubricación con aceite cuando la velocidad o la temperatura de funcionamiento hacen imposible el empleo de la grasa, o cuando hay que evacuar calor. El aceite, tiene su mayor aplicación en la lubricación de compresores, motores de combustión interna, reductores, motorreductores, transformadores, sistemas de transferencia de calor, piñoneras abiertas, cojinetes de fricción y antifricción y como fluidos hidráulicos.

La función del lubricante es:

  • Formar una película entre los componentes en movimiento, para evitar el contacto metálico. La película debe ser suficientemente gruesa para obtener una lubricación satisfactoria, incluso bajo fuertes cargas, variaciones grandes de temperatura y vibraciones;
  • Reducir el rozamiento y eliminar el desgaste;
  • Proteger contra la corrosión;
  • Obturar (en el caso de la grasa) contra impurezas tales como suciedad, polvo, humedad o agua.

Concepto de grasas lubricantes

La primera grasa lubricante se fabricó en 1872. Desde el principio las grasas se basaron en jabones cálcicos y líticos. En 1940 se desarrollaron las grasas líticas, y en una década después se lanzaron las grasas de jabón compuesto de aluminio.

La grasa es un producto que va desde sólido a semilíquido y es producto de la dispersión de un agente espesador y un líquido lubricante que dan las prosperidades básicas de la grasa. Las grasas convencionales, generalmente son aceites que contienen jabones como agentes que le dan cuerpo.

El tipo de jabón depende de las necesidades que se tengan y de las propiedades que debe tener el producto.
La propiedad más importante que debe tener la grasa es la de ser capaz de formar una película lubricante lo suficientemente resistente como para separar las superficies metálicas y evitar el contacto.
Existen grasas en donde el espesador no es jabón sino productos, como arcillas de bentonita. El espesor o consistencia de una grasa depende del contenido del espesador que posea, puede fluctuar entre un 5% y un 35% por peso según el caso.
El espesador es el que le confiere propiedades tales como resistencia al agua, capacidad de sellar y de resistir altas temperaturas sin variar sus propiedades ni descomponerse.

5. PROPIEDADES Y COMPONENTES DE LAS GRASAS

Hay ciertos factores a tener en cuenta cuando se habla de una grasa, como por ejemplo:

Viscosidad

La viscosidad es una de las propiedades mas importantes de un líquido y mas rápidamente observada. Es una medida de rozamiento que acontece entre las diferentes capas cuando un líquido se pone en movimiento. En la vida diaria este fenómeno no es de interés real, pero en la industria el concepto de viscosidad tiene un significado considerable. Es un dato principal en el proceso de fabricación y en la inspección del proceso acabado; en el empleo de la lubricación por aceite, la viscosidad es muy importante al seleccionar el lubricante adecuado. La viscosidad se especifica en mm²/s, aunque también se indica algunas veces en cSt (centistoke). Normalmente se indica para 40 y 100ºC, aunque en ciertos casos se pueden usar temperaturas de 37.8 (100º F), 50 y 98.9ºC (210º F).

Estabilidad mecánica

Ciertas grasas, particularmente las líticas de los tipos antiguos, tienen una tendencia para ablandarse durante el trabajo mecánico, pudiendo dar lugar a pérdidas. En instalaciones con vibración, el trabajo es particularmente severo, ya que la grasa está continuamente vibrando en los elementos lubricados.

Miscibilidad

En los reengrases, hay que tener el máximo cuidado de no usar grasas diferentes a las originales. De hecho hay tipos de grasas que no son compatibles; si dos de estas grasas se mezclan, la mezcla resultante tiene normalmente una consistencia más blanda que puede causar la pérdida de grasa y fallo en la película lubricante.

6. BASES Y JABONES

Las bases son las que determinan las propiedades de las grasas. A continuación nombramos algunas:

Bases Parafínicas (CnH2N+2)

Son relativamente estables a altas temperaturas, pero por el alto contenido de parafinas que poseen, no funciona satisfactoriamente a bajas temperaturas. Las mismas dentro de aceite, forman partes sólidas que en ciertas maquinarias diseñadas solo para aceite, pueden tapar los conductos de lubricación.

Bases Nafténicas (CnH2n)

Es una base lubricante que determina la mayor parte de las características de la grasa, tales como: viscosidad, índice de viscosidad (I.V), resistencia a la oxidación (TAN) y punto de fluidez. Frecuentemente contienen una elevada proporción de asfalto; a altas temperaturas son menos estables que las parafínicas. Generalmente no deben usarse temperaturas por encima de los 65°C.

Saponificación

Es un proceso por medio del cual una grasa (o algún otro compuesto de un ácido con alcohol) reacciona con un ÁLCALI (compuesto que neutraliza la acidez de la grasa), para formar un jabón, glicerina u otro alcohol.

Las propiedades de los jabones dependen de los ácidos grasos y de las bases metálicas utilizadas en la saponificación, esto se puede verificar mediante la reacción.

HO2Cr

+ Ácido graso +

H2O

Base metálica Jabón

Agua

Las bases metálicas son las que dan las características que se quieren lograr en la grasa, Así, las de calcio, aluminio y litio imparten buena resistencia a la acción del agua y a la humedad, mientras que las de sodio permiten soportar altas temperaturas.
Las deficiencias que puedan tener las grasas se pueden modificar mediante la adición de aditivos.

7. DISTINTOS TIPOS DE GRASAS Y ADITIVOS EMPLEADOS

Los tipos de grasa más comunes emplean como espesante un jabón de calcio (Ca), sodio (Na), o litio (Li).

Grasas cálcicas (Ca)

Las grasas cálcicas tienen una estructura suave, de tipo mantecoso, y una buena estabilidad mecánica. No se disuelven en agua y son normalmente estables con 1-3% de agua. En otras condiciones el jabón se separa del aceite de manera que la grasa pierde su consistencia normal y pasa de semilíquida a líquida. Por eso no debe utilizarse en mecanismos cuya temperatura sea mayor a 60ºC. Las grasas cálcicas con aditivos de jabón de plomo se recomiendan en instalaciones expuestas al agua a temperaturas de hasta 60ºC,. Algunas grasas de jabón calcio-plomo también ofrecen buena protección contra el agua salada, y por ello se utilizan en ambientes marinos. No obstante, existen otras grasas cálcicas estabilizadas por otros medios distintos del agua; éstas se pueden emplear a temperaturas de hasta 120ºC; por ejemplo, grasas cálcicas compuestas.

Grasas sódicas (Na)

Las grasas sódicas se pueden emplear en una mayor gama de temperaturas que las cálcicas. Tienen buenas propiedades de adherencia y obturación. Las grasas sódicas proporcionan buena protección contra la oxidación, ya que absorben el agua, aunque su poder lubricante decrece considerablemente por ello. En la actualidad se utilizan grasas sintéticas para alta temperatura del tipo sodio, capaces de soportar temperaturas de hasta 120ºC.

Grasas líticas (Li)

Las grasas líticas tienen normalmente una estructura parecida a las cálcicas; suaves y mantecosas. Tienen también las propiedades positivas de las cálcicas y sódicas, pero no las negativas. Su capacidad de adherencia a las superficies metálicas es buena. Su estabilidad a alta temperatura es excelente, y la mayoría de las grasas líticas se pueden utilizar en una gama de temperaturas más amplia que las sódicas. Las grasas líticas son muy poco solubles en agua; las que contienen adición de jabón de plomo, lubrican relativamente, aunque estén mezcladas con mucho agua. No obstante, cuando esto sucede, están de alguna manera emulsionadas, por lo que en estas condiciones sólo se deberían utilizar si la temperatura es demasiado alta para grasas de jabón de calcio-plomo, esto es, 60ºC.

Grasas de jabón compuesto

Este término se emplea para grasas que contienen una sal, así como un jabón metálico, usualmente del mismo metal. Las grasas de jabón de calcio compuesto son las más comunes de este tipo, y el principal ingrediente es el acetato cálcico. Otros ejemplos son compuestos de Li, Na, Ba (Bario), y Al (Aluminio). Las grasas de jabón compuesto permiten mayores temperaturas que las correspondientes grasas convencionales.

Grasas espesadas con sustancias inorgánicas

En lugar de jabón metálico se pueden emplear distintas sustancias inorgánicas como espesantes, por ejemplo, bentonita y gel de sílice. La superficie activa utilizada sobre partículas de estas sustancias absorben las moléculas de aceite. Las grasas de este grupo son estables a altas temperaturas y son adecuadas para aplicaciones de alta temperatura; son también resistentes al agua. No obstante, sus propiedades lubricantes decrecen a temperaturas normales.

Grasas sintéticas

En este grupo se incluyen las grasas basadas en aceites sintéticos, tales como aceites ésteres y siliconas, que no se oxidan tan rápidamente como los aceites minerales. Las grasas sintéticas tienen por ello un mayor campo de aplicación. Se emplean distintos espesantes, tales como jabón de litio, bentonita y PTFE (teflón). La mayoría de las calidades están de acuerdo a determinadas normas de pruebas militares, normalmente las normas American MIL para aplicaciones y equipos avanzados, tales como dispositivos de control e instrumentación en aeronaves, robots y satélites. A menudo, estas grasas sintéticas tienen poca resistencia al rozamiento a bajas temperaturas, en ciertos casos por bajo de -70º C.

Grasas para bajas temperaturas (LT)

Tiene una composición tal que ofrecen poca resistencia, especialmente en el arranque, incluso a temperaturas tan bajas como -50º C. la viscosidad de estas grasas es pequeña, de unos 15mm²/s a 40º C. su consistencia puede variar de NLGI 0 a NLGI 2; estas consistencias precisan unas obturaciones efectivas para evitar la salida de grasa.

Grasas para temperaturas medias (MT)

Las llamadas grasas ¨multi-uso¨ están en este grupo. Se recomiendan para equipos con temperaturas de -30 a +110º C; por esto, se puede utilizar en la gran mayoría de los casos.

La viscosidad del aceite base debe estar entre 75 y 220mm²/s a 40º C. la consistencia es normalmente 2 ó 3 según la escala NLGI.

Grasas para altas temperaturas (HT)

Estas grasas permiten temperaturas de hasta +150ºC. Contienen aditivos que mejoran la estabilidad a la oxidación. La viscosidad del aceite base es normalmente de unos 110mm²/s a 40º C, no debiéndose exceder mucho ese valor, ya que la grasas se puede volver relativamente rígida a temperatura de ambiente y provocar aumento del par de rozamiento. Su consistencia es NLGI 3.

Grasas extrema presión (EP)

Normalmente una grasa EP contiene compuestos de azufre, cloro ó fósforo y en algunos casos ciertos jabones de plomo. Con ello se obtiene una mayor resistencia de película, esto es, aumenta la capacidad de carga de la película lubricante. Tales aditivos son necesarios en las grasas para velocidades muy lentas y para elementos medianos y grandes sometidos a grandes tensiones. Funcionan de manera que cuando se alcanzan temperaturas suficientemente altas en el exterior de las superficies metálicas, se produce una reacción química en esos puntos que evita la soldadura.

La viscosidad del aceite base es de unos 175mm²/s (máx. 200mm²/s) a 40º C. la consistencia suele corresponder a NLGI 2. En general, las grasas EP no se deben emplear a temperaturas menores de -30º C y mayores de +110º C.

Grasas antiengrane (EM)

Las grasas con designación EM contienen bisulfuro de molibdeno (MoS2), y proporcionan una película más resistente que los aditivos EP. Son conocidas como las ¨antiengrane¨. También se emplean otros lubricantes sólidos, tales como el grafito.

Aditivos para las grasas

Para obtener una grasa con propiedades especiales, se incluyen a menudo uno o más aditivos. Entre los existentes, relacionamos los más comunes:

  • Los aditivos antidesgaste mejoran la protección que la propia grasa ofrece. Es especialmente importante que el equipo en contacto esté bien protegido contra la oxidación si funciona en ambientes húmedos.
  • Los antioxidantes retrasan la descomposición del aceite base a alta temperatura. Esto da lugar a mayores intervalos de relubricación, manteniendo bajos los costos.
  • Los aditivos EP (extrema presión), por ejemplo jabones de plomo y compuestos de azufre, cloro o fósforo, aumentan la capacidad de carga de la película.
  • Los estabilizadores hacen posible el espesado de aceite base con jabones con los que no forma compuestos fácilmente. Generalmente, sólo se precisa poca cantidad, por ejemplo, la grasa cálcica tiene un 1 a 3% de agua como estabilizador.

8. PRUEBAS DE PRESTACIONES REALIZADAS A LAS GRASAS

Prueba Almen

Una varilla cilíndrica gira dentro de un casquillo abierto, el cual se presiona contra aquella. Se añaden pesos de 0.9 Kg. en intervalos de 10 seg. y se registra la relación existente entre la carga y la iniciación del rayado.

Prueba Timken

Se presiona un anillo cilíndrico, que gira, sobre un bloque de acero durante 10 minutos y se registra la máxima presión de iniciación del gripado.

Prueba SAE

Se hacen girar dos rodillos a diferentes velocidades y en el mismo sentido. La carga se aumenta gradualmente hasta que se registre el fallo. En este caso hay combinación de rodamiento y deslizamiento. Se ilustra en las Fig. 5a y 5b.

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Prueba Fálex

Se hace girar una varilla cilíndrica entre dos bloques de material duro y en forma de V, que se presionan constantemente contra la varilla, con una intensidad que aumenta automáticamente. La carga y el par totales se registran en los calibradores. Ver las Fig. 6a y 6b.

Punto de goteo

Es la temperatura a la cual la grasa pasa de su estado sólido a líquido. La prueba se realiza aumentando la temperatura de la grasa hasta que se empiece a cambiar de estado, en ese momento se toma la temperatura y se define su punto de goteo.

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9. ACEITES LUBRICANTES

Están constituidos por moléculas largas hidrocarbonadas complejas, de composición química y aceites orgánicos y aceites minerales.
Distintos tipos de aceites

En el pasado, era frecuente usar designaciones tales como aceite de husillos, aceite de máquinas, etc. quizás todavía se oyen esos términos, pero tienden a desaparecer como designaciones comerciales. Incluso los nombres que indican la composición química de los aceites, ya no se emplean más. Hoy los productos aparecen como aceites lubricantes, y se pueden clasificar como aceites minerales, sintéticos, animales o vegetales.

Cuando nos referimos a las ventajas de la nueva generación de lubricantes hifrofraccionados siempre hacemos mención a los lubricantes sintéticos y a lo similar que es su desempeño con ellos.

Aunque los lubricantes sintéticos han estado en uso en la industria durante más de 50 años, hay aun una gran confusión acerca de ellos y los beneficios del valor agregado en aplicaciones industriales.

En muchas aplicaciones el uso de los lubricantes sintéticos reduce los costos de operación y mantenimiento, ahorra energía y proporciona una mayor protección a los sistemas.

Aceites orgánicos

Se extraen de animales y vegetales. Cuando aún no se conocía el petróleo, eran los únicos utilizados; hoy en día se emplean mezclados con los aceites minerales impartiéndoles ciertas propiedades tales como adherencia y pegajosidad a las superficies. Estos aceites se descomponen fácilmente con el calor y a temperaturas bajas se oxidan formando gomas, haciendo inútil su utilización en la lubricación.

Aceites minerales

Son derivados del petróleo cuya estructura se compone de moléculas complejas que contienen entre 20 y 70 átomos de carbono por molécula. Un aceite mineral esta constituido por una base lubricante y un paquete de aditivos químicos, que ayudan a mejorar las propiedades ya existentes en la base lubricante o le confieren nuevas características. Los aceites minerales puros no tienen compuestos inestables, que podrían tener un efecto significativo sobre su duración: por ejemplo, nitrógeno, oxígeno y compuestos de azufre y ácidos.

Aceites sintéticos

El término Hidrocarburo sintetizado (SHC), y lubricantes sintéticos, son utilizados igualmente para describir una familia de aceites y grasas sintéticos que incluyen aceites circulantes, aceites de engranes, aceites hidráulicos, grasas y aceites de compresores. Estos lubricantes son utilizados en una gran variedad de aplicaciones industriales. Por definición, un lubricante sintético es un lubricante diseñado y elaborado para servir mejor a los propósitos previamente reservados para productos extraídos directamente del petróleo. Los términos sintetizado y sintético, describen los aceites básicos, principalmente Polialfaolefinas (PAOs). Adicionalmente, hay otros tipos de aceites bajos que incluyen poliglicoles, ésteres orgánicos, ésteres fosfatados, diésteres, polifenilester, fluorocarbones y siliconas sólo por mencionar algunos.

ACEITES MÁS COMUNES

A continuación se describen los más comunes.

Diésteres

Los diésteres tienen poca viscosidad. Tienen excelentes propiedades de temperatura de -60º C a +120º C y, con aditivos adecuados, que ofrecen buena protección contra la corrosión.

Aceites de silicona

Los aceites de silicona poseen una gama adecuada de temperatura es -70 a + 200ºC. No obstante, las propiedades de estos aceites en cuanto a la protección contra la corrosión, son limitadas. Los aceites de flúor-silicona tienen mejores propiedades que los demás.

Aceites fluorados

La designación completa de estos aceites es éter alkilico-polifluorado. Tienen buena estabilidad a la oxidación y buenas propiedades EP, y son apropiados para temperaturas de hasta +250º C. Su alto precio ha restringido hasta ahora su demanda.

Aceite poliglicol

Estos aceites forman un grupo que está creciendo en interés, principalmente para equipos a lubricar con temperaturas de funcionamiento a mas de +90º C. Su estabilidad a la oxidación es buena. Han llegado a durar hasta 10 veces más que sus correspondientes aceites minerales. Los aceites de poliglicol no espesan ni forman depósitos de coke. Su densidad es mayor que 1, por lo que el agua libre flota sobre el aceite. No obstante, con fuerte agitación forman dispersión (una mezcla).

Hidrocarburos sintéticos (aceites SHC)

La viscosidad de estos aceites es relativamente independiente de temperatura. Se pueden usar de -50 a +160º C.

ADITIVOS DE ACEITE

Los aceites lubricantes contienen normalmente aditivos de varios tipos. Los más comunes son los agentes antioxidantes, los protectores contra la corrosión, los aditivos antiespumantes, los aditivos antidesgaste y los aditivos EP.

Antioxidantes

Los aceites expuestos a altas temperaturas y en contacto con el aire se oxidan, esto es, se forman compuestos químicos que pueden incrementar la viscosidad del aceite y causar corrosión. Los antioxidantes mejoran la estabilidad a la oxidación del aceite de 10 a 150 veces. No obstante, el efecto inhibidor que se puede conseguir con un aceite lubricante, es relativamente limitado.

Aditivos protectores contra la corrosión

En principio, hay dos tipos de aditivos que ofrecen protección contra la corrosión: aditivos solubles en agua (por ejemplo, nítrico sódico), y aditivos solubles en aceite. Estos últimos pueden ser de varios tipos de jabones de plomo o los más modernos agentes basados en zinc.

Aditivos antiespumantes

Si el aceite forma espuma, decrece la capacidad de carga de la película; si forma mucha espuma puede llegar a rebosar y producirse pérdidas. El efecto antiespumante, es decir, la acción de humedecer la espuma, se obtiene añadiendo pequeñas cantidades de silicona fluida. Los aditivos que atenúan la espuma hacen que las burbujas rompan cuando alcanzan la superficie del baño de aceite.

Aditivos con un efecto polar

Las grasas animales y vegetales, los ácidos grasos y ésteres, tienen un efecto polar que hace a las moléculas tomar una orientación perpendicular a pequeñas adiciones de estas sustancias hacen que mejore la capacidad de absorción de presión que disminuya el rozamiento a temperaturas de hasta unos 100º C máximo.

Aditivos EP activos

Estos aditivos, fósforo y compuestos de cloro y azufre, actúan de forma diferente a los anteriores. No se conoce en detalle como trabajan, pero, después de reacciones intermedias, se obtiene finalmente una combinación química con la superficie metálica. Los compuestos fosfuros, cloruros y sulfuros, tienen mucha menor resistencia que el metal y pueden cizallarse fácilmente. El aditivo de cloro es activo de 150 a 400º C, el de azufre entre aproximadamente 250 y 800º C, mientras que los de fósforo reaccionan a temperaturas menores. Estas temperaturas están muy localizadas y limitadas en un tiempo de una diezmilésima de segundo en el que dos zonas metálicas están en contacto. Algunos compuestos de plomo también tienen el mismo efecto.

Aditivos sólidos

Los aditivos sólidos, como el bisulfuro de molibdeno, pueden también mejorar las propiedades lubricantes. El tamaño de las partículas debe ser de unas 0.2 micras, pudiendo así permanecer en suspensión en el aceite. Las partículas mayores o menores que éstas, sedimentaran. Cuando hay que filtrar un aceite que contienen aditivos sólidos, el tamaño de los poros debe ser al menos de 20 a 30 micras, ya que de otra forma el descenso de presión en el sistema será innecesariamente grande.

Aditivos detergentes HD

Los aditivos detergentes fueron introducidos en los años ´70 para los aceites de automóviles. Tenían la particularidad de ¨limpiar¨ el motor o mecanismo de los depósitos de carbón.

CALIDAD DE LOS ACEITES
La calidad de los aceites viene dada por ciertas condiciones de prestación y su perduración en el tiempo durante su uso. A continuación, se nombran algunos factores a tener en cuenta.

Viscosidad

Esta prueba se realiza con un instrumento llamado viscosímetro, consiste en un baño de aceite a temperatura de 100°C (Norma SAE) y en su interior se encuentra ubicado un bulbo capilar con el aceite en prueba, se toma el tiempo que tarde el aceite en subir desde un nivel inicial hasta un nivel final en el bulbo y se multiplica por una constante, el resultado numérico de esta prueba para la viscosidad en centistokes.

Índice de Viscosidad (IV)

Esta prueba se lleva a cabo sometiendo el aceite de estudio a fluctuaciones de temperatura. Cuando la viscosidad de este aceite varia muy poco se le asigna por lo tanto un I.V comprendido entre 0 y 100.

Punto de Chispa

Es la temperatura a la cual se forman gases suficientes para realizar una combustión. La prueba consiste en colocar el aceite en un recipiente dotado con una resistencia, para aumentarle la temperatura, luego este aceite es colocado en contacto directo con una llama, en el momento en que el producto trata de encenderse este el llamado punto de chispa. Se sigue calentando el aceite y nuevamente se pone en contacto con la llama y en el instante que este haga combustión, es el punto de inflamación.

Prueba de humedad

Para verificar que el producto está con cero humedad, factor muy importante en cualquier lubricante, la mayoría de empresas acostumbran a realizar una prueba de humedad muy sencilla, que consiste en poner a calentar al rojo vivo un metal, y luego se deja caer sobre este una gota de aceite. Si crispa, el aceite presenta humedad, si por el contrario el aceite no presenta este fenómeno, está completamente libre de humedad.

Punto de fluidez

Es la temperatura más baja a la cual el aceite lubricante aún es un fluido. Indica las limitaciones de fluidez que tiene el aceite a bajas temperaturas, en el momento en que el producto trata de cambiar de estado, esa temperatura es el punto de fluidez.

Prueba de corrosión

Cuando el aceite es expuesto a la acción del agua, esta puede disolver los inhibidores de la oxidación dando origen a la formación de ácidos orgánicos, los pueden originar el deterioro en las piezas lubricadas. La prueba llamada también Lámina de Cobre, consiste en colocar una lámina de cobre en un recipiente lleno de aceite a una temperatura de 105°C, dejándola allí por espacio de cuatro días, dependiendo del color que tome la lámina se medirá el grado de corrosión del producto; lo ideal es que la lámina no cambie de color, es decir, que el aceite presente cero corrosión.

10. CERAS Y GLICERINA

Las ceras son compuestos animales, vegetales, minerales y sintéticas según la fuente de donde provengan. Las ceras animales se secretan como recubiertas protectoras por ciertos insectos. Las ceras vegetales se encuentran como recubrimiento de hojas, flores, tallos y semillas. Las ceras minerales son las ceras parafínicas obtenidas del petróleo, y algunas ceras se producen a partir de carbón, turba y lignito. Las ceras minerales del petróleo no son ceras verdaderas (ésteres), pero se clasifican de esta forma por sus características físicas.

Biodegradabilidad

En vista de la atención que se le ha dado a la disminución y control de la contaminación del agua, los químicos e ingenieros químicos encargados del desarrollo de productos han percibido que los surfactantes que se desarrollen para uso doméstico y los detergentes industriales que pasan a través de coladeras o alcantarillas hacia el sistema de albañales, deben descomponerse fácilmente en compuestos inorgánicos por medio de la acción microbiana del tratamiento de aguas y en corrientes superficiales. La facilidad con la que un surfactante se descompone por acción microbiana define su biodegradabilidad.

Historia de la glicerina

La glicerina es un líquido transparente, casi incoloro y de sabor dulce; pero no presenta olor. En 1779, Scheele preparó glicerina por primera vez al calentar una mezcla de aceite de oliva y litargirio. Al lavarlo con agua, obtuvo una solución dulce que produjo un líquido grueso y viscoso al evaporarse el agua, que el descubridor llamó "el principio dulce de las grasas". En 1846, Sobrero produjo por primera vez la nitroglicerina explosiva, y en 1868 Nobel proporcionó una manera segura de manejarla como dinamita, al producir su absorción en diatomita. Estos descubrimientos aumentaron la demanda de glicerina que en parte se satisfizo por el desarrollo en 1870 de un método para recuperar glicerina y sal a partir de la lejía de jabón agotado. Desde 1948, el glicerol se ha producido a partir de materias primas petroquímicas por procesos sintéticos.

Usos de la glicerina

La glicerina se emplea en la fabricación, conservación, ablandamiento y humectación de gran cantidad de productos, éstos pueden ser:

  • Resinas alquídicas
  • Celofán
  • Tabaco
  • Explosivos
  • Fármacos y cosméticos
  • Espumas de uretano
  • Alimentos y bebidas
  • Varios.

11. EJEMPLO: Principios de lubricación de las grasas en los rodamientos

Supongamos que el lubricante forma una película entre los componentes del rodamiento que se están moviendo unos respecto a otros. Esta película se adhiere firmemente a las superficies que se deben separar. Cuando los componentes se mueven en relación unos con otros, la película queda expuesta a tensiones de cortadura interna. Simplificadamente, se puede decir que ello resulta en deslizamiento entre las ¨diferentes¨ capas de la película, y a rozamiento entre ellas. Un término más común de la resistencia del fluido, es la viscosidad.

¿Cómo actúa la grasa en el rodamiento?

El espesante, el jabón metálico, actúa como contenedor para el aceite lubricante.

El jabón forma como una malla o convolución de fibras jabonosas. Las cavidades de la malla están llenas de aceite, parecido a lo que sucede con los poros de una esponja llena de agua.

Si una esponja mojada se exprime, el agua sale de ella; podríamos decir que la esponja ¨sangra¨. Nosotros también decimos que el aceite ¨sangra¨ de la grasa, pero en esta operación la temperatura juega el principal papel. La grasa en un componente o equipo es a veces expuesta a un trabajo de ¨amasado¨, que podría dar lugar a que ¨sangre¨. Por lo tanto, se debe elegir el tipo de grasa que tenga propiedades adecuadas a los requerimientos del tipo de condiciones de funcionamiento. Por ejemplo, las altas vibraciones llevan a la elección de una grasa mecánicamente estable, pues sino es expulsada fuera del mecanismo en un continuo proceso de circulación que causa una rotura mecánica de la base de jabón metálico, destruyéndose la grasa y teniendo un contacto metálico por ruptura de la película lubricante.

12. CONCLUSION

Finalizado este trabajo investigativo se puede aseverar que:
a) La vida útil de un equipo depende de una adecuada lubricación.
b) Para cada elemento o componente existe un lubricante específico: hay que estudiar los factores internos y externos.
c) Las grasas sintéticas al igual que los aceites no se comportan mejor que los minerales a temperaturas y RPM bajas.
d) Las grasas y aceites sintéticos tienen mejores prestaciones que las minerales básicas a altas temperaturas y RPM.
e) La reacción de saponificación es necesaria únicamente para la obtención de las grasas lubricantes, más no de los aceites.

f) Las grasas están hechas a bases de jabones donde se aloja el aceite. Si bien hay diferentes tipos de jabones, las propiedades antifricción las brinda el aceite que se aloja en ella y los aditivos.

g) La aditivación mejora las prestaciones de los lubricantes.

h) Desde que se utilizan detergentes en los aceites, las maquinarias trabajan con menos contaminación en los mecanismos.

13. BIBLIOGRAFIA

ALBARRACIN, Pedro. Lubricación industrial y automotriz. Editorial Omega.
WITTEFF, Harold A. REUBEN, Bryan G. Productos químicos orgánicos Industriales.

AUSTIN, George. Manual de productos químicos en la industria

Web page. http://www.Noria.com.mx

Web page. http://www.ursa-texaco.com

Web page. http://www.bplubricantes.es/

Web page. http://www.quakerstate.com.mx/

Web page. http://www.skfargentina.com

 

 

 

Autor:

Leonardo Martín Guzmán

Técnico Mecánico. Especialidad : manejo de máquinas herramienta

Experiencia: 5 años en la Universidad. 5 años en una Empresa internacional como Tecnólogo de Mantenimiento

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