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Principios de Lubricación (página 2)



Partes: 1, 2

Se conoce como friccion a la
fuerza que se
opone al movimiento
relativo entre dos superficies .Esta fuerza es la que permite
nuestra subsistencia en el planeta ya que nos permite caminar y
nos permite diseñar maquinas que rueden ,frenen, se
mantengan fijas en un sitio,etc.

Existen 2 tipos de friccion: estatica y dinámica siendo la estatica mayor que la
dinámica la diferencia entre ambas radica en el
movimiento., por ejemplo :

La friccion que mantiene a una mesa en su sitio,
y la que permite la rodadura de los neumáticos de un
vehículo es la estatica.

La friccion dinámica se presenta entre 2
superficies en movimiento relativo su magnitud depende de los
factores siguientes:

Naturaleza de las superficies : El coeficiente de
friccion es diferente para cada material

Acabado de las superficies: Mientras mas rugosas
sean las superficies ,mayor es la fuerza de friccion

Carga: La fuerza de friccion es directamente
proporcional a la carga y no depende del área de las
superficies en movimiento relativo.

CONSECUENCIAS DE LA FRICCION

La friccion que ocurre entre 2 superficies que
están en movimiento relativo genera desgaste por las
asperezas que entran en contacto y a su vez producen un
incremento considerable en la temperatura
.El desgaste producido se refleja como pequeñas
partículas metálicas desprendidas que a su vez
generan un desgaste mayor ,modificando las tolerancias de los
elementos de la maquina. Lo anterior se traduce en ruido
,deterioro de los equipos ,gastos de
mantenimiento
y reducción en la producción

LUBRICACION

Para reducir los efectos de la friccion ,se
separan las superficies incorporando entre ellas sustancias que
la minimizan ,denominadas lubricantes. Las funciones
principales de los lubricantes se resumen en:

*Separar las superficies ( función
principal)

*Reducir el desgaste

*Refrigerar o retirar el calor

*Mantener en suspensión a las
partículas contaminantes

*Neutralizar ácidos

*Sellar para evitar la entrada de
contaminantes

*Proteger contra la herrumbre y la
corrosión

*Otras

TIPOS DE LUBRICANTES

Para mantener las superficies separadas se
utilizan gases,liquidos,semisólidos o
sólidos.

GASES

Cuando se inyectan a presión
,se utilizan para lubricar elementos que requieren de movimientos
muy precisos como ejemplo:

En los soportes que permiten el movimiento de
rotación de los grandes telescopios.

Cuando colocamos una gota de agua sobre una
superficie muy caliente ,observamos como esta se desplaza con
mucha facilidad como si estuviera flotando. Lo que ocurre en este
caso es que la parte inferior de la gota que esta en contacto con
la superficie se evapora, por lo que la gota no entra en contacto
con esta y " flota" sobre un colchón de vapor.

LIQUIDOS

Los líquidos son el tipo de lubricante de
uso mas común, por sus características
físicas .Por ser fluidos ,permiten ser manipulados y
transportados con facilidad al lugar donde deben cumplir su
función .además son excelentes para transportar y
disipar el calor generado
durante la operación de los equipos y recubren
uniformemente las superficies ,lo que brinda protección
contra la corrosión y la herrumbre a la vez que
pueden ser filtrados para retirar las partículas
contaminantes( ingresadas al sistema o
generadas por el desgaste) que mantienen en
suspensión.

SEMISOLIDOS ( ver capitulo 7 )

SÓLIDOS

Bajo condiciones extremas de temperatura o carga,
que los líquidos no resisten ,se utilizan sólidos
de bajo coeficiente de friccion para minimizar el contacto entre
las superficies y por lo tanto el desgaste. Entre los
sólidos lubricantes se pueden mencionar : el grafito, el
desulfuro de molibdeno, la mica, algunos polímeros y en
algunos casos extremos ciertos tipos de silicatos .Estos
últimos son utilizados en algunas aplicaciones de
metalmecánica donde las temperaturas exuden la de fusión
del vidrio
convirtiéndolo en un lubricante liquido Ej. :
laminación en caliente de metales
ferrosos)

TIPOS DE PELICULAS LUBRICANTES

Dependiendo de las características del
diseño
de los elementos lubricados y de las condiciones de
operación ,se logran variaciones en las películas
lubricantes ,que pueden ser fluidas ,capa limite o solidas:

PELÍCULAS FLUIDAS

Se denominan películas fluidas aquellas
donde se logra una separación total y efectiva de las
superficies que se encuentran en movimiento relativo, utilizando
un lubricante liquido.Estas películas, según la
naturaleza del
movimiento relativo y de la carga, pueden ser:

PELÍCULA HIDRODINAMICA

Este tipo de película es muy común
en cojinetes planos donde, bajo condiciones optimas de
operación, se produce un arrastre del aceite por el
movimiento de giro del eje que incorpora al aceite entre ambas
superficies .El espesor normal de esta cuña lubricante es
de aproximadamente 25 micrones .Para tener una referencia ,el
diámetro de un glóbulo rojo de la sangre esta por
el orden de los 5 micrones.

PELÍCULA HIDROSTATICA

En elementos de maquinas donde las
características del movimiento relativo no permiten la
formación de la cuña lubricante ,se recurre a una
fuente externa de presión para lograr la
separación. En la mayoría de los casos se utiliza
una bomba de aceite para forzar al lubricante entre los elementos
,creando la cuña que separa las superficies.

PELÍCULA ELASTOHIDRODINAMICA

Bajo condiciones severas de carga se produce una
deformación elástica de la superficie similar a la
que observamos en una llanta de un vehículo en la zona de
contacto con el pavimento, esta deformación se traduce en
un aumento en el área de carga con la consecuente
reducción de la presión entre ambas superficies
.Adicionalmente a este efecto tenemos que el aceite que separa
ambas superficies sufre un incremento en su viscosidad por
efecto de la presión .Ambos efectos combinados ,el aumento
del área de carga y de la viscosidad ,mantienen ambas
superficies totalmente separadas ,de ahí el nombre de este
tipo de película : ELASTO por la elasticidad del
material e HIDRODINAMICA por la separación
hidráulica por efecto del movimiento relativo. Este tipo
de película lubricante tiene espesores que oscilan entre
0.25 y 1.5 micrones de espesor

PELÍCULA DE COMPRESION

Si colocamos aceite sobre una superficie
horizontal y luego colocamos un objeto con cierto peso sobre el
aceite ,observamos como el aceite se fuga progresivamente
permitiendo, después de cierto tiempo el
contacto entre ambas superficies .Si el objeto esta sometido a un
movimiento cíclico ( acercarse y alejarse repetidas veces
de la superficie horizontal ) se podrá evitar el contacto
entre ambas superficies.

Ejemplos de películas de compresión
los encontramos entre:

El pasador del pistón de un motor y el mismo
pistón o la biela ,entre el balancín o martillo y
la parte superior de la válvula ( motores)
,etc.

PELÍCULA MIXTA O CAPA LIMITE

No todos los elementos de maquinas se encuentran
lubricados bajo el régimen de alguna de las
películas fluidas descritas anteriormente ,donde no existe
contacto entre los elementos que están en movimiento
relativo y, teóricamente no existe desgaste .Existen
elementos que no pueden ser suministrados continuamente con
aceite u otro tipo de lubricante o en los que, por variaciones en
las condiciones de diseño( carga,velocidad,temperatura,viscosidad del aceite) , se
ha modificado el espesor de película a tal punto que se
produce el contacto entre ambos metales ya sea parcial o
totalmente. Este tipo de película lubricante obviamente no
es deseable pero en la realidad ,son muchos los equipos donde se
presenta ,notándose por un desgaste prematuro de los
elementos y un incremento en la temperatura de
operación.

PELÍCULA SOLIDA

Los aceites y las grasas tienen
rangos de temperaturas de operación : a temperaturas muy
bajas tenderían a " congelarse" perdiendo su propiedad de
lubricante y a temperaturas muy elevadas se oxidarían
,evaporarían o inflamarían .bajo estas condiciones
de operación ,se recurre a los lubricantes sólidos
que poseen coeficiente de friccion muy bajos ,reduciendo
considerablemente el desgaste. Los sólidos de uso
común son:

Grafito,disulfuro de molibdeno y mica .Estos
minerales
tienen una estructura
laminar similar a un paquete de naipes, lo que les permite
recubrir las superficies para mantenerlas separadas. Numerosas
pruebas de
campo han demostrado que estos sólidos están
contraindicados para operaciones a
altas velocidades.

Otro lubricante solido es el PTFE (
teflón) . Conocido como el solido con el coeficiente de
friccion mas bajo, es utilizado en aplicaciones especificas de
cargas o temperaturas extremas .

También se utilizan los sólidos
para lubricar aquellos elementos de maquinas de movimiento muy
esporádico o sometidos a una combinación de
elevadas cargas y bajas velocidades donde los lubricantes fluidos
tenderían a escurrirse.

FACTORES QUE AFECTAN LA
LUBRICACIÓN

Existen una serie de variables
operacionales que modifican el espesor de la película
lubricante. Si no se controlan adecuadamente ,se puede correr el
peligro de una reducción del espesor de la
separación con el consecuente contacto metal-metal y el
desgaste prematuro del equipo. Estas variables son:

CARGA

Un incremento en la carga tiende a obligar al
aceite a " salirse" de entre las dos superficies
acercándolas cada vez mas. Este efecto se puede evitar
incorporando entre ambas superficies un fluido con mayor resistencia a
fluir ( mayor viscosidad). Por el contrario ,si se reduce la
carga en un equipo, se puede reducir la viscosidad del aceite y
mantener aun así la separación entre ambas
superficies.

En conclusión ,a mayor carga mayor
viscosidad y viceversa
. Esta ley aplica para
elementos de maquina que estén sometidos a
vibración ( sucesión de cargas de impacto) o que
tengan una reducción en el área de carga ya sea por
desalineación o por desgaste excesivo. En estos casos se
puede recurrir al uso de un lubricante de mayor viscosidad para
incrementar el espesor de la película y reducir el
desgaste si no se pueden implementar los correctivos
mecánicos de forma inmediata.

VELOCIDAD

Los elementos lubricados que operan a altas
velocidades no permiten mucho tiempo al lubricante para fugarse
de entre las dos superficies, por lo que bastaría con un
lubricante de baja viscosidad ( baja resistencia a fluir)
mantener las superficies separadas .El caso contrario se presenta
con los elementos que operan a bajas velocidades ,donde hay mucho
tiempo para que se fugue el lubricante por lo que se requiere un
aceite con mucha resistencia a fluir ( alta viscosidad). En
conclusión: se requieren lubricantes de baja viscosidad
para lubricar elementos que operan a elevadas velocidades y
viceversa
.

Esta ley se utiliza para reemplazar la viscosidad
del fluido lubricante en forma inversa a la modificación
de la velocidad del equipo.

Un ejemplo practico se puede esquematizar con lo
que ocurre con un vehículo que se desplaza en línea
recta sobre una superficie mojada .En la parte delantera de los
neumáticos se produce una pequeña ola de vague que
es desplazada continuamente hacia los lados, manteniendo el
contacto entre el neumático y el pavimento .Si
incrementamos la velocidad del vehículo y a pesar de la
baja resistencia a fluir del agua ,no habrá tiempo
suficiente para que el agua se
fugue por los lados ,por lo que se producirá el ingreso de
la cuña del liquido entre ambas superficies ,perdiendo el
control .Si los
neumáticos son mas anchos ( sin ranuras) se
requerirá mas tiempo para que el agua alcance los bordes
,produciéndose la cuña de agua incluso a
velocidades inferiores .

Por otra parte ,si se sustituye el agua por un
fluido mas viscoso como por ejemplo aceite ,este tardara mas
tiempo para desplazarse hacia los extremos de las llantas , por
lo que se lograra la separación de ambas superficies a una
velocidad inferior a la requerida con agua.

TEMPERATURA

La viscosidad de todo aceite se reduce al
calentarse .esto debe ser considerado para equipos que operen a
temperaturas diferentes a las de diseño ,donde se
deberá contemplar la selección
de un lubricante de mayor o menor viscosidad ,según sea el
caso .Por lo tanto se requerirá un lubricante de mayor
viscosidad para altas temperaturas y viceversa.

Monografias.com

Esta grafica muestra la
relación de la friccion con la velocidad ,carga y
viscosidad:

Un incremento en la viscosidad o en la velocidad
nos desplaza hacia la derecha en la curva, mientras que un
incremento en la carga hacia la izquierda. A medida que nos
desplazamos hacia la derecha en la curvase incrementa el espesor
de la cuña lubricante, lo que se puede lograr ya sea,
incrementando la velocidad, incrementando la viscosidad o
disminuyendo la carga.

En la porción de la curva entre el punto
A y la intersección B, se presenta una
película lubricante mixto, lo que indica contacto entre
las superficies deslizantes por ser la velocidad o la viscosidad
muy baja o bien por lo que la carga es muy elevada. Esto se
refleja por el valor elevado
de la friccion.

A la derecha de la línea B, se
obtiene una cuña lubricante que separa efectivamente las
superficies que se encuentran en movimiento relativo, mostrando
una tendencia de incremento de fricción, en este caso
fluida, como consecuencia del incremento en la viscosidad y/o
velocidad o un descenso en la carga. A medida que se avanza hacia
la derecha en la curva, se tiene una cuña lubricante
excesiva que se traduce en friccion fluida.

El punto óptimo de operación
estaría ubicado en la zona cercana a la
intersección de la curva con la línea B
donde no existe friccion solida y la friccion fluida es
mínima.

No obstante, resulta conveniente controlar estas
variables (velocidad, viscosidad y carga) para operar en un punto
a la derecha del punto minimo para mantener un margen de seguridad que
permita garantizar una película hidrodinámica con fluctuaciones de
velocidad, viscosidad (por temperatura) y carga.

Ejemplo practico de aplicación de la
curva:

Un reductor o caja de engranes cerrado que
debería de estar operando a 55 º C se encuentra
operando a 70º C, sin haber una fuente externa de calor que
genere este incremento en la temperatura. Esta variación
significativa en la temperatura de operación indica que
existe una anomalía que debe ser corregida para evitar
daños en el equipo. El exceso de temperatura es un indicio
de friccion que puede ser tanto solida (contacto metal-metal)
como fluida .En la mayoría de los casos resulta casi
imposible modificar tanto la velocidad como la carga a la que
opera el equipo por lo que resta únicamente la viscosidad
del lubricante como factor de corrección del problema
(salvo fallas mecánicas como desalineación,
vibración o desgaste excesivo que en definitiva se
traducen como sobrecarga).

La línea C en la grafica representa
el ejemplo mencionado. Como se puede observar, esta línea
corta la curva en dos puntos: uno en la zona de película
mixta y uno en la zona de película fluida, por lo tanto se
tiene que el exceso de temperatura se puede originar por la
friccion del contacto entre los metales o por friccion fluida
excesiva y la solución al problema podría ser
incrementar en la viscosidad para el primer caso o reducir la
viscosidad para el segundo.

La solución definitiva se podría
manejar de dos formas:

  • Analizar el contenido de metales de una
    muestra del lubricante en uso .Si el contenido esta muy por
    encima de los valores permisibles, se podría
    considerar que el desgaste proviene del contacto metal-metal
    por lo que la acción correctiva consistiría en
    cambiar el lubricante por uno de mayor viscosidad.

El valor de contenido de metales en el aceite
también se puede ver afectado por el tiempo de uso del
aceite. De ser minimo el contenido de metales de desgaste, la
solución seria utilizar un lubricante de menor viscosidad
ya que se podría concluir que el equipo estaba trabajando
a la derecha de la zona fluida.

  • Si no se tiene acceso a un laboratorio para
    determinar el contenido de metales, se podría extraer
    el aceite del reductor y determinar presencia de metales por
    inspección visual (sedimentos o utilizando un iman si
    los engranajes son de material ferroso). En caso de no estar
    seguro de la acción a tomar con la viscosidad, se
    recomienda como la mejor práctica incrementar la
    viscosidad en primera instancia, ya que así se
    incrementa el espesor de la cuña lubricante. Si el
    equipo se encontraba operando en la zona de película
    mixta, el incremento en viscosidad generaría un
    aumento adicional en la temperatura que trae como
    consecuencia una vida reducida del aceite y mayor consumo
    energético. En cambio que si se cambia inicialmente el
    lubricante por uno de menor viscosidad se puede correr el
    riesgo de desgaste excesivo acelerado si el equipo se
    encontraba operando en la zona de película mixta.

Capitulo 2

VISCOSIDAD

La viscosidad es la propiedad más
importante de cualquier tipo de lubricante, por ser el factor
primordial en la formación de la cuña lubricante
que separa las superficies.

Se puede definir la viscosidad, como una
medida de la resistencia a fluir o a permitir el movimiento de un
determinado fluido, a una temperatura establecida.

Por ejemplo:

Si la viscosidad es muy baja o el fluido "muy
delgado", el lubricante se fugara de las superficies
metálicas en movimiento, permitiendo el contacto entre
ellas .Si la viscosidad es muy alta o el fluido" muy grueso"
requerirá (durante el arranque del equipo) mas tiempo para
fluir a los elementos que requieren ser lubricados y
además se requerirá mayor cantidad de
energía para moverlo, ocasionando desgastes indeseables
durante el inicio del movimiento y un excesivo consumo de
energía. No obstante, se formara la película
lubricante que separara ambas superficies. El consumo adicional
de energía se traduce en calor que a su vez degrada al
aceite modificando sus propiedades lubricantes por lo tanto, es
fundamental una correcta selección de la viscosidad que
por lo general la establece el FABRICANTE de los equipos, en
función del diseño, la ingeniería de los materiales y
las condiciones de operación (velocidad, temperatura,
carga).

Obligatoriamente es imprescindible definir la
viscosidad a una temperatura específica, ya que esta
propiedad varía inversamente proporcional con la
temperatura, es decir, a mayor temperatura menor viscosidad y
viceversa.

Newton determino que muchos fluidos
(newtonianos) se comportan de esta manera y tal observación le permitió definir la
ley de Newton de los
fluidos viscosos, cuya principal significación es que el
esfuerzo cortante, a cualquier elemento de corte es mayor o menor
,de acuerdo con que el fluido presente sea de mayor o menor
viscosidad., en otras palabras ,la viscosidad de un fluido es
la medida de su resistencia interna al corte.

La viscosidad es normalmente expresada por
diferentes escalas .La Viscosidad Dinámica Absoluta, en
términos de unidades fundamentales de masa, longitud, y
tiempo tiene el valor de:

Viscosidad Dinámica Absoluta = M /
L.T

En el sistema métrico C.G.S.
(gramo/centímetro segundo) la unidad de viscosidad
dinámica absoluta tiene el valor de: dina.seg/cm 2.
Esta unidad es llamada Poise en honor al francés
Poiseuille. La unidad derivada es el centipoise
(cp
.), la cual es la centésima parte de un Poise,
por ejemplo: 1cP = 0.01 Poise (g /cm .seg).

En la práctica, la viscosidad Cinemática Absoluta es más
ampliamente usada que la Viscosidad Dinámica Absoluta y
puede ser determinada más fácilmente. Por
definición:

Viscosidad Cinemática
Absoluta = Viscosidad Dinámica Absoluta / Densidad

En el sistema C.G.S. la unidad de viscosidad
cinematica absoluta es el Stokes ( S) en honor al
ingles Stokes .igualmente, existe la unidad derivada
,el cientistokes (cst),la cual es la centésima
parte de un Stokes, por ejemplo: 1cS ( mm2/ seg) = 0.01 S(
cm2/seg) . En términos de unidades fundamentales, la
viscosidad cinemática absoluta tiene las
dimensiones:

Viscosidad Cinemática Absoluta =
L2/T.

Como una referencia, la viscosidad del agua a 20
º C es aproximadamente de un cientistokes

Existen diversas técnicas
para la medición de la viscosidad pero las
más comunes, la medición es hecha a trabes de
viscosímetros convencionales, los cuales se basan en el
tiempo transcurrido al desalojarse un volumen de aceite
por un orificio o tubo capilar de diámetro
predeterminado.

El tiempo medido generalmente en segundos, es
referido a coeficientes o tablas para expresar la viscosidad en
unidades absolutas o empíricas como Saibolt, Redwood o
grados Engler. Sin embargo, la viscosidad es normalmente
expresada como viscosidad cinematica reportada en contestones a
40º C y 100º C una tabla de conversiones se presenta
en el apéndice.

SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN DE LA
VISCOSIDAD

CLASIFICACIÓN ISO PARA
ACEITES INDUSTRIALES

La Iso (Organización de Normalizacion
Internacional), debido a la existencia de varios sistemas de
clasificación, género un
único sistema para evitar las tablas de conversión
de un sistema a otro. Las características de esta
clasificación son las siguientes:

  • Posee 18 grados de viscosidad, desde 2 hasta
    1500 cts. a 40º C

  • Cada grado se designa por el número
    entero más próximo a su viscosidad cinematica
    media.

  • Cada grado representa un intervalo de
    viscosidad generado a partir de su viscosidad cinematica
    media mas o menos (+ – 10 %) de este valor.

 

CLASIFICACIÓN ISO PARA ACEITES
INDUSTRIALES

 

 

 

 

Grado Iso

Viscosidad Cinemática a 40
º C

limites de viscosidad
Cinemática ,cts. a 40ºC

2

2.2

1.98 /2.42

3

3.2

2.88/3.52

5

4.6

4.14/5.06

7

6.8

6.12/7.48

10

10

9.00/11.0

15

15

13.5/16.5

22

22

19.8/24.2

32

32

28.8/35.2

46

46

41.4/50.6

68

68

61.2/74.8

100

100

90.0/110

150

150

135/165

220

220

198/242

320

320

288/352

460

460

414/506

680

680

612/748

1000

1000

900/1100

1500

1500

1300/1650

CLASIFICACIÓN AGMA PARA ACEITES PARA
ENGRANAJES

La asociación Americana de fabricantes de
Engranajes (AGMA) posee dos clasificaciones de viscosidad
para engranajes de uso industrial: Cerrados (AGMA 250.04)
y abiertos (AGMA 251.02) ver apéndice para
los siguientes tipos de aplicación:

Protección a la herrumbre y
oxidación (R&O), protección extrema
presión (EP). En el primer caso incluye los
compuestos (compounded) donde la aditivación esta basada
en ácidos grasos y se recomiendan frecuentemente para
engranajes del tipo sinfín generalmente construidos de
bronce.

CLASIFICACIÓN AGMA PARA ACEITES PARA
ENGRANAJES

R & O

RANGO DE VISCOSIDAD

GRADO

EP

GRADO AGMA ANTIGUO

AGMA

cts. a 40 ºC

ISO 

AGMA

SSU @ 100º F

1

41.4 – 50.6

46

 

193 – 235

2

61.2 – 74.8

68

2 EP

284 – 387

3

90 – 110

100

3 EP

417 -510

4

135 – 165

150

4 EP

626 – 725

5

198 – 242

220

5 EP

918 – 1122

6

288 – 352

320

6 EP

1335 – 1632

7 Comp.

414 – 506

460

7 EP

1919 – 2346

8 Comp.

612 – 748

680

8 EP

2837 – 3467

8A Comp.

900 – 1100

1000

8A EP

4171 – 5098

CLASIFICACIÓN SAE PARA ACEITES DE
MOTOR

SAE (sociedad
Americana de Ingenieros) define la clasificación de
viscosidad de aceites de uso automotor.

Esta clasificación define los límites
para once grados de viscosidad distribuidos en dos series:

Con la letra "W" asociada, están definidos
por la temperatura baja de Carter y de bombeabilidad
(condición de invierno), además de un minimo a
100º C. Sin la letra "W" están caracterizados
únicamente por un rango de viscosidad a 100º C.
(condición de verano). Están viscosidades se
definen como aceites mono grado y cuando se conbinan las
características de ambas series, como multigrados. Los
grados 20,30 y algunos multigrados (Ver Tabla siguiente),
especifican viscosidad de alto corte a 150 º C para simular
la estabilidad de la viscosidad en cojinetes y anillos y
cilindros bajo condiciones severas de operación.

 

GRADOS SAE DE VISCOSIDAD PARA ACEITES DE
MOTOR

 

 

 

GRADO

Viscosidad

Viscosidad

Viscosidad

viscosidad

viscosidad

SAE

Carter

Bomba

cinematica

cinematica

alto corte

 

ºC,cp. Max.

ºC,cp max.

100ºC cts. Min.

100º C cts. Max.

150ºC cp. min.

0w

3250 a -30

60000 a-40

3.8

0

0

5w

3500 a -25

60000 a -35

3.8

0

0

10w

3500 a -20

60000 a -30

4.1

0

0

15w

3500 a -15

60000 a -25

5.6

0

0

20w

4500 a -10

60000 a -20

9.3

0

0

25w

6000 a -5

60000 a -15

5.6

0

0

20

0

0

9.3

menor 9.3

2.6

30

0

0

12.5

menor 12.5

2.9

40

0

0

12.5

menor 16.3

2.9

50

0

0

16.3

menor 21.9

3.7

60

0

0

21.9

menor 26.1

3.7

CLASIFICACIÓN SAE PARA LUBRICANTES DE
TRANSMISIONES MANUALES Y
DIFERENCIALES.

Este sistema establece: grados de invierno 75W
,80W,y 85W determinados por la máxima temperatura baja a
la cual alcanzan una viscosidad de 150.000 ,medida en centipoise.
Grados de verano 90,140, y 250 definidos por un rango de
viscosidad a 100 ºC en contestones y las combinaciones de
los grados de invierno y verano para dar origen a los aceites
multiclima ,siendo en estos casos los mas recomendados por los
fabricantes el SAE 80w90 y 80w140 .Grados semi sintéticos
se encuentran como SAE 75w90 y 80w140.

GRADOS SAE PARA TRANSMISIONES MANUALES Y
DIFERENCIALES AUTOMOTRICES

 

75W

80W

85W

80W90

85W140

90

140

250

viscosidad a 100º C

 

 

 

 

 

 

 

min. Cts.

4.1

7.0

11.0

13.5

24.0

13.5

24

41.0

max. Cts.

NR

NR

NR

<24.0

<41.0

<24.0

<41.0

NR

Viscosidad de 150000 Cp

-40

-26

-12

-26

-12

NR

NR

NR

NR = no requerido

Índice de Viscosidad: Todos los
aceites varían de viscosidad con la temperatura pero
dependiendo de su origen, en mayor o menor cantidad .Debido a
esta observación, fue necesario definir el termino
"índice de viscosidad" y para establecerlo, se mide la
viscosidad a dos temperaturas referenciales ,40ºC y
100ºC. Originalmente se asigno una escala arbitraria
donde un aceite con el menor cambio se le
otorgo el valor de 0. De este modo, dependiendo de su tipo, todos
los aceites tendrían un índice de viscosidad entre
estos dos valores. Con
las mejoras de las técnicas de refinación y el
desarrollo de
los aditivos mejoradores de índice de viscosidades posible
contar con aceites de índice de viscosidad mayor a
100.

Igualmente con el desarrollo de los aceites
sintéticos. En general, se consideran aceites de bajo
índice de viscosidad aquellos con valores entre 15 y
30.Indice de viscosidad intermedio entre 30 y 85. Índice
de viscosidad alto entre 85 y 100 e índice de viscosidad
muy alto a los mayores a 100. Existen básicos con
índice de viscosidad negativo, lo que refleja que su
índice es inferior al de referencia que estableció
el valor cero.

Capitulo 3

ACEITES
LUBRICANTES

COMPOSICIÓN:

Todos Los Aceites Lubricantes se fabrican
mezclando aceites con cantidades relativamente pequeñas de
aditivos y dependiendo de las características de ambos, se
producirá un determinado lubricante para una
aplicación específica. En algunos casos, el
lubricante puede consistir solamente de aceites
básicos.

ACEITES BÁSICOS

Los aceites básicos se clasifican de
acuerdo a su fuente de origen: mineral, producto de la
refinación
del petróleo. Sintético, producto de reacciones
químicas controladas entre dos o mas componentes.

Los aceites básicos poseen
características inherentes a su origen y en el caso de los
aceites minerales, estás dependen del tipo de petróleo crudo y de los métodos de
refinación del mismo. En el caso de los sintéticos,
de los componentes que intervengan en su formación.

ACEITES BÁSICOS DE ORIGEN
MINERAL

Dependiendo del tipo de petróleo
crudo que se refina:

Parafinico, naftemico o aromatico., se obtiene un
aceite básico con la denominación correspondiente
.En la fabricación de aceites lubricantes se utilizan
principalmente básicos parafinados y en menor
proporción básicos naftemicos. Los básicos
aromáticos no son utilizados para producir lubricantes
debido a propiedades indeseables como bajo índice de
viscosidad, bajo punto de inflamación ,alta rata de
evaporación e incompatibilidad con sellos y gomas.

Aceites básicos Parafinados: estos
son los mas importantes en la fabricación de aceites
lubricantes por sus características de: Alto índice
de viscosidad (entre 85 y 100), alto punto de inflamación
y por lo tanto menor tendencia a la evaporación y, buena
estabilidad a la oxidación. Existen dos tipos de bases
obtenidas de la destilación atmoferico de los crudos
parafinados , las cuales son nuevamente destiladas a la
temperatura y vacio para luego aplicarle " extracción por
solvente" y de esta forma retirarle ceras e impurezas .,
obteniéndose bases con un rango de viscosidades desde 3
cts. Hasta 14 cts. A 100 ºC Las "Bright Stock" son la
porción residual de la destilación atmoferico las
cuales son destiladas nuevamente para removerle Sáltenos y
otros constituyentes indeseables . De este modo se obtienen bases
con viscosidades entre 28 cts. Hasta 100 ºC El contenido de
ceras de estas bases es mucho mayor que el de las "neutral" por
lo que su punto de fluidez es mucho más alto.

Aceites Básicos Naftemicos: Estos
provienen de crudos naftemicos y entre sus propiedades mas
importantes resaltan : un bajo punto de fluidez por debajo de -15
ºC ., índice de viscosidad intermedio y son
fáciles de refinar dado a su bajo contenido de ceras ,lo
que resulta en un costo inferior a
los parafinados.

ACEITES BÁSICOS
SINTÉTICOS:

Existen diferentes tipos de aceites
básicos sintéticos y dependiendo de los materiales
que participan en su formación tendrán
características particulares que les permitirá
participar en la formulación de aceites lubricantes
sintéticos, en función de una aplicación
particular.

El primer aceite básico sintético
fue lanzado al mercado en 1927
pero durante el desarrollo de la II guerra mundial,
se acelero la
investigación para contar con una fuente de aceites
diferente al petróleo, dada la insuficiencia de Alemania por
este recurso. Luego, la crisis
petrolera de 1974 y los altos precios del
petróleo permitieron la comercialización de estas bases. Igualmente
las consideraciones de diseño de ciertos equipos, exigen
el uso de aceites sintéticos debido a condiciones extremas
o particulares de operación.

En la tecnología automotora
e industrial podemos citar las siguientes bases bases
sintéticas como las más importantes:

Polialfaolefinas (PAO), Esteres, Esteres
Fosfatados, Polialquilenglicoles (PAG), Alquilar maticos
(ALQ.ARO), etc.

A continuación se presenta una tabla
comparativa de propiedades de las bases sintéticas con
respecto a los minerales:

PROPIEDAD

MINERAL

PAO

ESTERES

ESTERES

PAG

ALQ. ARQ.

 

 

 

 

FOSFATADOS

 

 

Fase liquida

M

B

MB

M

B

B

Índice de viscosidad

M

B

E

P

B

M

Fluidez

P

B

B

M

B

B

Estab.oxidacion

M

MB

MB

B

P

M

Volatilidad

M

B

E

B

B

B

Lubricidad

B

B

MB

E

B

B

Estab.termica

M

M

B

M

B

M

Punto de fuego

P

P

M

E

M

P

Costo

bajo

alto

alto

alto

alto

medio

P: Pobre M: Moderado B: Buena MB: Muy Buena E:
Excelente

ADITIVOS

Los aditivos son incorporados a los aceites y
grasas lubricantes para impartir o modificar propiedades
específicas, dependiendo de la aplicación final del
producto. Existen tres familias generales de aditivos:

Los que refuerzan ciertas propiedades de los
lubricantes, los que imparten nuevas características y los
que protegen al propio lubricante para evitar que, por efecto del
uso, se modifiquen sus características.

A continuación se detallan los aditivos
más comunes utilizados en la formulación de
lubricantes:

ANTIOXIDANTE

Los lubricantes, al estar sometidos a elevadas
temperaturas y en presencia de aire (oxigeno),
tienden a oxidarse. El mismo efecto ocurre por la presencia de
metales de desgaste (cobre,
hierro,
bronce, otros) que, combinados con la humedad presente en el
aceite por efecto de la condensación, actúan como
catalizadores de la oxidación.

El efecto de la oxidación se refleja como
un incremento tanto de la viscosidad como en la acidez del
aceite, lo que se traduce en la formación de lacas,
barnices o depósitos de carbón en las superficies
calientes.

Los aditivos antioxidantes
minimizan estos efectos en el aceite ,permitiendo extender la
vida útil de los lubricantes . Son utilizados en la
mayoría de los aceites y grasas: aceites para motores
,turbinas,engranajes,hidráulicos,compresores,mecanizado,grasas para elevadas
temperaturas,etc.

ANTIDESGASTE

Para reforzar la capacidad lubricante de los
aceites ,bajo condiciones de lubricación mixta se
incorporan aditivos de naturaleza polar que son muy afines a las
superficies metálicas reduciendo así la friccion
entre las superficies . Dependiendo de las condiciones de
operación ,se utilizan compuestos diferentes que se
adecuan al uso especifico del lubricante .Estos aditivos ,al
adherirse firmemente a la superficie ,cumplen con una
función secundaria : protección contra la herrumbre
provocada por la condensación de agua sobre la
superficie.

Son utilizados en : aceites para
motor,compresores,hidráulicos,de mecanizado, para sistemas
de circulación, para engranajes de bronce,etc.

EXTREMA PRESION

Bajo condiciones severas de operación
donde hay cargas elevadas y altas temperaturas ,se utilizan
aditivos de extrema presión para reducir la friccion y
aumentar el área de carga .Estos aditivos reaccionan
químicamente con la superficie metálica formando un
substrato mas " maleable" que deforma las irregularidades de la
superficie para aumentar el área de carga, logrando
así una mejor distribución de los esfuerzos .

Estos aditivos se activan a elevadas temperaturas
,como las que se presentan al entrar en contacto los picos de las
asperezas de las superficies deslizantes.

Entre las aplicaciones mas comunes de estos
aditivos están las de los aceites para engranajes
,excluyendo los de bronce.

DETERGENTES Y DISPERSANTES

Estos aditivos son utilizados básicamente
en formulaciones de aceites para motores de combustión interna para evitar la
formación de lacas y lodos que tienden a depositarse en
las partes internas del motor . La formación de estos
depósitos en las ranuras del pistón es perjudicial
para la buena operación de los anillos ,llegando incluso a
producir el atascamiento de estos en las ranuras . El
subsiguiente desgaste de los anillos atascados y del cilindro se
refleja como una tolerancia
excesiva entre ambas superficies ,lo que genera un incremento en
las fugas de aceite a la cámara de combustión y de
los gases producidos por la combustión hacia el aceite .
La función del aditivo detergente se reduce a evitar o
minimizar la formación de estos depósitos . La
incorporación de estos aditivos al aceite produce un
efecto colateral : facilitan la formación de emulsiones
.

Los aditivos dispersan tés se utilizan
para mantener en suspensión a los contaminantes ,para que
sean atrapados por el filtro de aceite o sean removidos del motor
con el cambio de aceite.

ANTIESPUMANTES

Los aceites básicos tienden a formar
espuma cuando son sometidos a fuerte agitación .La
cantidad de espuma generada depende del grado de
refinación del crudo así como de la naturaleza del
mismo.

El efecto negativo de la formación de
espuma en un aceite se traduce en pobre capacidad lubricante (
mescla, aire- aceite), mayor oxidación del aceite por
contacto prolongado con el aire y en algunos casos a una reducida
refrigeración del aceite .

Esta ultima consecuencia se produce por la capa
de espuma que separa al aceite del aire y que actua como un
aislante térmico, lo cual termina en una reducción
de la viscosidad con la posible perdida de la película
lubricante.

Los aditivos antiespumantes ,generalmente
siliconas ,reducen la tensión superficial de las burbujas
de aire ,permitiendo así la coalescencia entre ellas para
formar burbujas mayores mas fáciles de destruirse. Estos
aditivos son utilizados en la gran mayoría de las
formulaciones de aceites lubricantes.

ANTIHERRUMBRE

La condensación de agua en los equipos ,al
entrar en contacto con las superficies metálicas ,tienden
a provocar la herrumbre . Para evitar este efecto ,se incorporan
a los aceites aditivos muy polares que tienen una gran afinidad
por los metales ,creando una barrera entre estos y el agua
condensada . Son utilizados en aceites para motores
,Hidráulicos engranajes,turbinas,etc.

ANTICORROSIVOS

El azufre presente en los combustibles así
como algunos de los elementos de los antidetonantes tienden a
formar ácidos fuertes durante la combustión. Estos
ácidos fuertemente corrosivos ,atacan las superficies
metálicas provocando serios daños a los equipos.
Para evitar este efecto dañino de la formación de
estos ácidos ,se incorporan a los aceites aditivos
alcalinos que neutralizan los ácidos condensados en los
cilindros que progresivamente van pasando al aceite .La presencia
de estos aditivos en los aceites se miden por el numero de base
total ( Total Numero Base TBN ).

DEPRESORES DE PUNTO DE FLUIDEZ

Estos compuestos permiten a los aceites operar a
temperaturas inferiores sin congelarse. Son incorporados a
aquellos aceites que están destinados a operar a
temperaturas muy inferiores a los cero grados centígrados.
El punto de fluidez de un aceite parafinado generalmente esta
entre 0 y -9ºC.

MEJORADORES DE ÍNDICE DE
VISCOSIDAD

Todos los aceites indistintamente de su
naturaleza ,pierden viscosidad al calentarse . Para reducir este
efecto se incorporan aditivos que modifican el índice de
viscosidad del aceite base, haciendo su viscosidad mas estable a
los cambios de temperatura.

Los compuestos utilizados para lograr este efecto
son polímeros que ,al calentarse incrementan su volumen
dificultando su movilidad ,lo que se refleja como incremento en
la viscosidad .este efecto, en el seno de un aceite cuya
viscosidad se ve reducida por el incremento en la temperatura, se
traduce en una menor reducción de la viscosidad de la
mezcla.

Son utilizados en aceites multigrado para motor y
en general para aceites que van a operar a temperaturas que
varían en rangos amplios.

COLORANTES

Son aditivos cuya única función
radica en modificar la coloración del lubricante ,como en
el caso de los acietes diseñados para transmisiones
automáticas ,que se colorean de rojo para facilitar la
selección y evitar confusiones. También son
utilizados en aceites para motores a gasolina de dos tiempos
estos aceites deben ser mesclados en la gasolina y, al hacerlo,
le modifica el color al
combustible, lo que permite verificar la presencia del
aceite.

EMULSIFICANTES

Son aditivos que permiten dispersar
pequeñas gotas de aceite en agua para formar un liquido
lechoso de apariencia homogénea ,conocido como
emulsión .Si bien son mesclas inestables ,se pueden lograr
combinaciones de componentes que permiten lograr emulsiones que
permanecen estables por largo tiempo.

Los emulsificantes están compuestos por
moléculas con una parte hidrofilia que tiende a
solubilizarse en agua y otra ,el grupo
lipofilico,con tendencia a solubilizarse en aceite.

DEMULSIFICANTES

Son aditivos que ,incorporan a los aceites
,promuven una rápida separación delmagua,de esta
forma se evita que una posible contaminación del aceite con agua genere
deterioros a los equipos donde sea utilizado: aceites para
equipos marinos, turbinas y sistemas hidráulicos entre
otros.

BACTERICIDAS

Son utilizados para evitar o controlar el
crecimiento de colonias de bacterias en
los fluidos. La proliferación de bacterias en las
emulsiones, afecta la estabilidad de las mismas a la vez que las
vuelven acidas. Este efecto tiende a generar corrosión de
los metales ,malos olores e irritación en la piel.
También son utilizados en algunos lubricantes no
emulsionadles y en combustibles ,donde la condensación del
agua en el fluido puede crear un hábitat
adecuado para las bacterias.

PROMOTORES DE ADHERENCIA

Son polímeros que incorporados a los
lubricantes, les imparten una mayor adherencia ,para reducir el
escurrimiento . Generalmente se utilizan en grasas y en aceites
para guias de maquinas y herramientas o
para herramientas neumáticas.

AGENTES GRASOS

Son compuestos de origen animal y/o vegetal que
tienen gran capacidad de desplazar el agua. Son utilizados
comúnmente en equipos que operan con vapor o aquellos que
están expuestos a ambientes húmedos.

PROPIEDADES Y ENSAYOS DE LOS
ACEITES LUBRICANTES

A continuación se detallan las propiedades
mas comunes de los aceites lubricantes así como una serie
de ensayos que permiten obtener una orientación sobre el
comportamiento
del lubricante durante el uso .Estas propiedades y bensayos
también permiten predecir un mrjor comportamiento en
aplicación al comparar dos productos.

VISCOSIDAD

Esta es la propiedad mas importante de los
lubricantes ya que en la mayoría de los casos es la que
define el espesor de la película que separa las
superficies para reducir el desgaste. Se define como la
resistencia a fluir .La forma mas practica de medir la viscosidad
cinematica de un fluido consiste en la medición del tiempo
que se requiere para que fluya un volumen determinado del mismo
.A mayor tiempo,mas viscoso es el fluido.

ÍNDICE DE VISCOSIDAD

Este parámetro indica la estabilidad de la
viscosidad de un aceite con respecto a los cambios de
temperatura. Todos los aceites sufren una disminución en
su viscosidad al incrementarles la temperatura ,pero, dependiendo
de su naturaleza ,ese efecto sucederá en mayor o menor
grado. Asi tenemos por ejemplo, que los aceites minerales del
tipo naftemicos tienen un bajo índice de viscosidad, lo
que indica que un pequeño cambio en su temperatura genera
un cambio significativo de su viscosidad .Los aceites minerales
del tipo parafinado en cambio ,tienen un mayor índice de
viscosidad, lo que significa que su viscosidad es mas estable a
los cambios de temperatura.

PUNTO DE INFLAMACIÓN

Es la temperatura a la cual se inflaman los
vapores de un aceite al acercarle una llama . Este valor se
utiliza como medida de seguridad durante la aplicación del
lubricante en condiciones de elevada temperatura con presencia de
llama abierta.

PUNTO DE COMBUSTION

Conocido también como punto de fuego,
refleja la temperatura a la cual se inflaman los vapores de un
aceite durante un minimo de cinco segundos con llama presente
.Este valor es superior al punto de inflamación.

PUNTO DE AUTOIGNICION

Indica la temperatura a la cual se inflama el
fluido sin presencia de llama ,simulando el derrame del fluido
sobre una superficie muy caliente . Este ensayo aplica
para los fluidos hidráulicos utilizados en las empresas
siderúrgicas ,donde existe el peligro de derrame del
fluido sobre el metal caliente.

GRAVEDAD ESPECIFICA

Este valor representa la relación peso/
volumen de un fluido con respecto a la del agua .Por ejemplo: se
tiene que la gravedad especifica de los aceites minerales esta
por el orden de 0,9 lo que indica que su densidad es menor
y flotara sobre el agua ,mientras que la del mercurio es de
13,6 veces mas pesado que el agua por unidad de volumen.

PUNTO DE FLUIDEZ

Indica la temperatura mas baja a la cual el
aceite fluye .Esta propiedad es importante en lubricantes que son
utilizados en ambientes muy fríos.

RESERVA ALCALINA ( TBN )

Representa la cantidad de compuestos
básicos presentes en el aceite, disponibles para
neutralizar ácidos ingresados .Esta propiedad es de vital
importancia en motores diesel donde la combustión del
azufre presente en el combustible genera acido sulfúrico.
Si este acido no es neutralizado por la reserva alcalina del
aceite ,se produce una acidificación progresiva del mismo
,con la consecuente corrosión de las partes internas del
motor.

Los aditivos utilizados para este efecto ,cumplen
con la doble función de neutralizar los ácidos a la
vez que actúan como detergentes. Es común conseguir
en el mercado aceites para motores a gasolina con un TBN de 6 o 7
.Este valor no es requerido para neutralizar ácidos sino
que es una resultante de la incorporación de aditivos
detergentes.

La reserva alcalina y el acido se neutralizan
mutuamente , lo que se refleja como una reducción
progresiva del TBN .La velocidad de esta caída es
directamente proporcional al contenido de azufre en el
combustible y al tiempo de uso del aceite, e inversamente
proporcional a los niveles de reposición de aceite para
compensar el consumo. Así tenemos por ejemplo: que los
motores diesel de 2 tiempos reflejan un consumo menor del TBN
comparados con los de 4 tiempos . Esto se debe únicamente
a la continua reposición de aceite que exigen estos
motores ya que ,por las características de su
diseño ,consumen mas aceite.

La tendencia lógica
nos llevaría a pensar que, al alcanzar un nivel de TBN = 0
,se debe proceder al cambio. Esta lógica seria la
responsable de la destrucción prematura del motor .

En los motores dosel ,donde la producción de ácidos es mayor ,se
maquinan los cilindros de forma que quede una reticula producida
por la huella de la herramienta de mecanizado.

Este efecto se refleja como una serie de
diminutas ralladuras en la superficie que almacenan una
mínima cantidad de aceite .Al acido sulfúrico que
se produce durante la combustión se condensa sobre las
paredes de los cilindros y debe ser neutralizada por esta
mínima cantidad de aceite . Si el valor del TBN es muy
bajo solo neutralizara parte del acido produciéndose el
ataque químico sobre la superficie del cilindro.

A medida que ocurre el desgaste de los cilindros
por friccion ,se pule la superficie ,perdiendo la capacidad de
almacenar aceite. esto se refleja de la misma manera que
ocurrirá con el uso de un aceite con un TBN inferior al
requerido: micro poros en los cilindros.

Es por lo anteriormente expuesto que se debe
considerar el contenido de azufre en el combustible en el momento
de seleccionar el lubricante y su respectivo TBN mas adecuado
para el motor. El fabricante del motor generalmente recomienda el
periodo de recambio basado en el nivel de TBN del aceite y el
contenido de azufre del combustible, como por ejemplo:

Para un TBN = 10, 250 horas si el contenido de
azufre es inferior a 0,5%. 180 horas si el porcentaje de azufre
esta entre 0,5 y 1,0 y 125 horas si es superior al 1%

ESTABILIDAD A LA OXIDACIÓN

Refleja la capacidad de un lubricante a resistir
a la oxidación por efecto de la temperatura ,el contacto
con el oxigeno ( generalmente de aire) y el efecto catalice de
los metales del equipo o producidos por el desgaste . El efecto
de la oxidación del aceite degenera en cambios en las
características del lubricante ,incrementos en la
viscosidad y formación de lacas y lodos.

DEMULSIBILIDAD

En aplicaciones donde se requiere que el
lubricante se mantenga separado del agua ,se determina la
capacidad que tiene el aceite para no emulsionarse .Esta
propiedad es importante para aceites de turbina e
hidráulicos.

RESIDUO DE CARBON

Determina la cantidad de carbón en peso
que queda al quemar una muestra de aceite .Este ensayo aplica
básicamente para aceites de motor de combustión
interna donde se puede producir una incineración de
pequeñas cantidades del aceite lubricante. El residuo de
carbón será mayor en aceites de mayor viscosidad y
dependen también del proceso de
refinación . Mientras mas severo es el proceso de
refinación menor es el contenido de fracciones pesadas y,
por lo tanto ,menor es el contenido de carbón residual
.Este valor se incrementa con el uso de ciertos aditivos.

CENIZAS SULFATADAS

Esta propiedad determina la cantidad de cenizas
que quedan al quemar el aceite después de haber sido
tratado como acido sulfúrico. Los residuos son producidos
generalmente por los compuestos metálicos presentes en los
aditivos.

Capitulo 4

ACEITES DE USO
AUTOMOTOR

En esta sección se describen los aceites
utilizados en la lubricación de motores de
combustión interno que utilizan diesel o gasolina . Las
funciones principales de los aceites de motor se pueden resumir
en:

  • Lubricar las partes móviles formando
    una película fluida entre ellas para evitar el
    contacto metal-metal

  • Reducir la friccion

  • Actuar como sello ante las presiones de la
    combustión

  • Refrigerar o retirar el calor

  • Evitar el desgaste en elementos sometidos a
    severas cargas ,donde por diseño la película es
    muy delgada

  • Minimizar la formación de herrumbre
    producida por la condensaciones agua sobre las superficies
    metálicas

  • Evitar la corrosión y el desgaste
    corrosivo producido por la formación de
    ácidos

  • Minimizar la formación de lodos y
    barnices ,que tienden a acelerar la oxidación del
    aceite,reducen la capacidad del motor de disipar el calor
    ,atascan los anillos aumentando el paso de aceite a la
    cámara de combustión ,etc.

  • Actuar como receptor de contaminantes
    ,manteniéndolos suspendidos para que sean retirados
    por el filtro de aceite o sean desechados con el cambio de
    aceite.

  • Cumplir con todos los requisitos expuestos
    anteriormente en los climas mas variados ,desde los calores
    desérticos hasta los fríos del
    ártico.

EVOLUCIÓN Y SISTEMA DE
CLASIFICACIÓN

La evolución de los aceites para motores fue
conducida en sus inicios por tres organismos con influencia
mundial: SAE ( sociedad de ingenieros automotrices), ASTM (
estándares Americanos para Evaluación
de Materiales) y API ( Instituto Americano del
Petróleo).

SAE: este organismo detecta y plantea la
necesidad de mejorar un nivel de aceite existente, basado en los
resultados de uso del mismo.

ASTM: define y diseña los
métodos de ensayo que permiten evaluar si el aceite
mejorado satisface los requrimientos de la SAE.

API: diseña el lenguaje
que permite reconocer las sucesivas mejoras de los productos.

CLASIFICACIÓN API

El primer lubricante que se utilizo para la
lubricación de los motores de combustión interna
era un aceite mineral sin aditivos ( En la sección
aditivos se presenta la importancia de los mas usados).

Después de un corto periodo de uso, este
aceite mineral puro se oxidaba considerablemente lo cual se
reflejaba como un incremento notable en la viscosidad y la
perdida de las propiedades lubricantes ,además de notarse
un desgaste considerable en los motores.

Esto motivo a la SAE a plantear la
necesidad de desarrollar un aceite con mayor resistencia a la
oxidación y con propiedades que permitiesen controlar el
desgaste . ASTM diseño las pruebas con motores de
banco y
estableció los parámetros de evaluación para
los nuevos candidatos que posteriormente serian incluidos por
API dentro de las clasificaciones de nivel de servicio SB
,siendo el primero ( aceite mineral puro) el SA .Este
proceso continuo a medida que se detectaban nuevas posibilidades
de mejora y los aceites continuaron evolucionando:
SC,SD,SE,SF,SG,SH,SJ.

Paralelamente se venia evolucionando de la misma
forma en los niveles de servicio de los aceites para motores que
utilizan diesel como combustible: CA,CB,CC,CD,CD,CDII,CE,CF-4, etc.

La letra S ( por " servicio" o " spark"
–chispa en ingles)fue designada para identificar los
aceites para motores a gasolina y la letra C ( de "
compresión" 0 " comercial") para los motores diesel.

La clasificación de los niveles API
de los aceites para motor indica tanto la aplicación (
gasolina o diesel) como el nivel de servicio ,según la
letra que acompaña a la S o a la C .

Las evaluaciones que se realizan a los aceites
deben contemplar ambas clasificaciones ,tanto S como
C .Asi tenemos por ejemplo un aceite CD/SF o un
SF/ CD. Ambos cumplen con las mismas pruebas de motor pero
generalmente presentan una diferencia : el primero CD/SF
,diseñado para motores diesel ,generalmente tiene un
TBN mayor al segundo diseñado para motores a
gasolina.

Otro ejemplo característico es el
CG-4/SH. Este aceite principalmente recomendado para
motores diesel ,posee un elevado nivel API para gasolina.
Este tipo de aceite presenta la ventaja en empresas con numerosos
motores diesel y escasos motores a gasolina ,que no requiere un
inventario
adicional de un aceite diferente para estos últimos.

NIVELES DE SERVICIO API

A continuación se describen brevemente los
niveles de servicio según la clasificación API.
Estos datos pueden ser
utilizados como una guía de selección para
determinar el lubricante adecuado bajo condiciones de
operación muy diferenciadas . Los requerimientos mas
específicos para estos niveles se describen en SAE j
183-junio 1991.

" S" Servicio ( Motores a Gasolina)

SA – Aceite mineral puro sin
aditivos . Esta categoría no debería ser utilizada
si no es recomendada específicamente por el fabricante del
equipo.

SB – Este nivel fue utilizado en la
década de 1930

SC – 1964 – 1967 Fue
recomendado por los fabricantes de vehículos para
pasajeros y algunos vehículos de carga.

SD – 1968 – 1970 se
recomendó su uso para aquellos modelos de
vehículos que sugerían el uso de un aceite de nivel
SC

SE – 1971 -1980 Se recomendó
para motores a gasolina en sustitución de de los niveles
anteriores.

SF – 1980 -1989 Estos aceites ofrecen una
protección superior contra la oxidación y el
desgaste . Durante estos años se recomendó en las
practicas de mantenimiento para motores a gasolina de
vehículos de pasajeros y algunos vehículos de
carga.

SG – 1989 – 1992 durante estos
años se recomendó en las practicas de mantenimiento
para motores a gasolina esta categoría incluye
características de comportamiento evaluadas para el nivel
API CC. Algunos fabricantes incluso llegaron a exigir
adicionalmente el nivel API CD.

Las pruebas de motor exigidas para este nivel
,requieren una incorporación mayor de aditivos detergentes
y dispersan tés ,además de mejorar las propiedades
antidesgaste,antioxidante,antiherrumbre y anticorrosiva. Este
aceite se recomendó para sustituir a los niveles
SF,SF/CC,SE o SE/CC.

SH – 1992 – 1997 Cubre los
mismos requerimientos de pruebas de motor exigidas para el SG,
con la excepción de los cambios impuestos en el
nuevo protocolo de la
CMA ( CHEMICAL MANUFAVCTURERS ASSOCIATION), Estas
alteraciones en el código
de practica significaron una mayor garantía en el
cumplimiento de las pruebas de banco.

SJ – 1997 Diseñado para el uso
típico de motores a gasolina tanto de diseño
anterior como los mas modernos ,utilizados en vehículos de
pasajeros ,camionetas y vehículos de carga livianos . Este
nivel API cumple con el código de practica de
evaluación de productos exigidos por la CMA. Este nivel
API a diferencia del SH, controla el contenido de fosforo fijando
un máximo de 0.1% en peso para evitar efectos negativos en
el convertidor catalítico. Esto refleja un mayor control
de emisiones de monóxido de carbono.

"C" Comercial (Motores Diesel)

 

 

 

Autor:

Ing. Franco Espinoza

Partes: 1, 2
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