LUBRICANTES Un lubricante es una sustancia que, colocada entre dos piezas móviles, no se degr degrad ada, a, y form formaa asim asimis ismo mo una una pelí películ culaa que que impid impidee su conta contact cto, o, perm permit itie iend ndo o su movimiento incluso a elevadas temperaturas y presiones. Una segunda definición es que el lubricante es una sustancia (gaseosa, líquida o sólida) que reemplaza una fricción entre dos piezas en movimiento relativo por la fricción interna de sus moléculas, que es mucho menor. n el caso de lubricantes gaseosos se puede considerar una corriente de aire a presión que separe dos piezas en movimiento. n el caso de los líquidos, los m!s conocidos son los aceites lubricantes que se emplean, por e"emplo, en los motores. #os lubricantes sólidos son, por e"emplo, el desulfuro de molibdeno ($o%&), la mica y el grafito.
TIPOS 'iste 'isten n disti distintas ntas sustan sustancia ciass lubric lubricante antess dependi dependiend endo o de su compos composici ición ón y presentación base (orige (origen) n) minera minerall o vegeta vegetal. l. %on necesar necesarios ios para para la lubric lubricaci ación ón Líquidos: e base hidrodin!mica y son usados com*nmente en la industria, motores y como lubricantes de perforación.
Semisólidos: %on las denominadas +rasas+. %u composición puede ser mineral, vegetal y frecue frecuente ntement mentee son combina combinadas das con muchos muchos tipos tipos de lubric lubricant antes es sólido sólidoss como como el rafito, $olibdeno o #itio.
Sólidos: s un tipo de material que ofrece mínima resistencia molecular interna por lo que por su composición ofrece óptimas condiciones de lubricación sin necesidad de un aporte lubricante líquido o semisólido. l m!s com*n es el rafito aunque la industria est! avanzando en investigación en materiales de origen met!lico.
SECUENCIAS DE ENSAYOS PARA LOS LUBRICANTES %-. %iglas en el idioma inglés de la %ociedad %ociedad -mericana -mericana de ngenieros ngenieros -utomotr -utomotrices, ices, organismo con sede en los stados Unidos de /orteamérica, que, entre otras actividades, establece establece la clasificaci clasificación ón de los aceites lubricantes lubricantes para motores motores de combustión combustión interna, seg*n la viscosidad.
ANÁLISIS FÍSICO!UI"ICO DE LUBRICANTES - través del an!lisis físico 0 químico de lubricantes en equipos, evitar desmonta"es innecesarios,
minimizar las emergencias, aprovechar toda la vida *til de los componentes de las m!quinas, durabilidad del lubricante, filtros y eficacia de filtrado impidiendo la e'tensión de los da1os en posibles fallas. 2ara realizar un an!lisis físico 3 químico de lubricante es necesario realizar los siguientes pasos
# Tom$ de mues%&$ de lu'&i($)%e*
+ A),lisis -ísi(o . quími(o de lu'&i($)%e*
CONDICIONES DE "UESTREO %iempre se deber!n e'traer las muestras del mismo lugar y en igualdad de condiciones.
#as muestras se deben e'traer con los equipos en funcionamiento 4 minutos después que alcanzaron las condiciones de régimen estacionario y normal de operación (temperatura, presión de lubricación, troqué, velocidad, etc.
n caso de no ser posible la e'tracción con el equipo en funcionamiento la muestra deber! e'traerse luego de detenido el equipo dentro de los 54 minutos de detención una vez que el equipo estuvo operando por lo menos 4 minutos en régimen estacionario.
#os envases para muestreo deber!n ser de por lo menos &66 ml de capacidad, irrompibles (preferentemente de polietileno de alta densidad) y de cierre hermético. eber!n estar perfectamente limpios y secos evitando restos de fluidos de limpieza. %er!n de uso *nico (descartables).
ANÁLISIS FÍSICO . !UÍ"ICO DE LUBRICANTE e acuerdo al tipo de equipo a realizarle el an!lisis físico 3 químico de lubricante se le efectuar!n distintos tipos de ensayos.
/is(osid$d $ #00 1C rado %7 8 /*mero total b!sico emulsividad
/is(osid$d $ 20 1 Í)di(e de C 3is(osid$d 2unto de inflamación -cidez del e'tracto acuoso 9ontenido de agua
9orrosión l!mina de 9u eterminación de cloruros 9ontrol de partículas
4&$do SAE /*mero de neutralización etergencia remanente
l instrumental utilizado en todos los servicios est! incorporado a nuestro sistema de aseguramiento de la calidad, por lo tanto se encuentra calibrado y contrastado con patrones trazables.
E)s$5o #os aceites lubricantes para motores de combustión interna de ciclo de diesel y ciclo otto deben estar libres de materiales en suspensión, sedimentos, agua y cualquier otra impureza e'tra1a.
#os ensayos que el -2 establece para determinar el nivel de servicio de los aceites lubricantes para motores de combustión interna de ciclo de diesel y otto son los que se muestran en la tabla.
CI2 /i6e)%e 2ara motores que cumplen con las normas de emisión de gases de escape del a1o &66:. st!n destinados a motores de alta velocidad, de cuatro tiempos que utilizan combustible con contenido de azufre hasta 6,4; en peso. -lgunos aceites 90: también pueden calificar para la designación 90: 2#U%.
C72 /i6e)%e 2ara motores que cumplen con las normas de emisión de gases de escape del a1o &66<. st!n destinados a motores de alta velocidad, de cuatro tiempos que utilizan combustible con contenido de azufre hasta 466 mg=>g (6,64; en peso). %in embargo, al utilizar aceite 9?0: con combustible que contenga m!s de 54 mg=>g de azufre, consulte al fabricante del motor para el intervalo de servicio.
CF /i6e)%e CATE4ORIA SER/ICIO ESTADO 9lasificación -2 de los aceites lubricantes %e introdu"o en el a1o 5@@:. st!n destinados a motores todo terrenos, de inyección indirecta y otros motores diesel incluyendo aquellos que utilizan combustible con contenido de azufre superior a 6,4; en peso.
C42 /i6e)%e 2ara motores que cumplen con las normas de emisión del a1o 5@@:. st!n destinados a motores de traba"o intenso, de alta velocidad, de cuatro tiempos que utilizan combustible con contenido de azufre menor de 6,4; en peso.
C82 /i6e)%e 2ara motores que cumplen con las normas de emisión de gases de escape del a1o 5@@A. st!n destinados a motores de alta velocidad, de cuatro tiempos que utilizan combustible con contenido de azufre hasta 6,4; en peso.
CF2 /i6e)%e %e introdu"o en el a1o 5@@6. st!n destinados a motores de alta velocidad, de cuatro tiempos, de aspiración natural y turbo cargados.
APLICACION l lubricante es una sustancia que introducida entre dos superficies móviles reduce la fricción entre ellas, facilitando el movimiento y reduciendo el desgaste. l lubricante cumple variadas funciones dentro de una m!quina o motor, entre ellas disuelve y transporta al filtro las partículas fruto de la combustión y el desgaste, distribuye la temperatura desde la parte inferior a la superior actuando como un refrigerante, evita la corrosión por ó'ido en las partes del motor o m!quina, evita la condensación de vapor de agua y sella actuando como una "unta determinados componentes. #a propiedad del lubricante de reducir la fricción entre partes se conoce como #ubricación y la ciencia que la estudia es la tribología. Un lubricante se compone de una base, que puede ser mineral o sintética y un con"unto de aditivos que le confieren sus propiedades y determinan sus características.
9uanto me"or sea la base menos aditivo necesitar!, sin embargo se necesita una perfecta comunión entre estos aditivos y la base, pues sin ellos la base tendría unas condiciones de lubricación mínimas.
E9is%e) di3e&sos %ios de (l$si-i($(io)es de lu'&i($)%es se6;) el ,m'i%o 6eo6&,-i(o< se6;) sus &oied$des 5 se6;) el -$'&i($)%e de l$ m,qui)$ $ lu'&i($&: %eg*n el !mbito geogr!fico podemos encontrar la clasificación americana -2 (-merican 2etroleum nstitute), la clasificación ?aponesa ?-%7 (?apanese -utomotive %tandards 7rganization) y la uropea -9- (-sociación de 9onstructores uropeos -sociados).
%eg*n sus propiedades se clasifican seg*n la norma %- (%ociety of -utomotive ngineers) que b!sicamente separa el comportamiento del lubricante a temperatura de 05A B9 y la define con una letra C proveniente del inglés +Cinter+ (nvierno0Drío) y otra letra que define el comportamiento del lubricante en temperatura de traba"o @4 B90564 B9. #a tabla %- hace referencia a las tolerancias que debe +llenar+ el lubricante tanto a temperatura ambiente como a temperatura de traba"o, siempre teniendo en cuenta la temperatura interna del motor y como adicional la temperatura e'terior que si bien infuye algo en el comportamiento no es la m!s importante a la hora de elegir un lubricante adecuado.
%eg*n el fabricante del motor o componente a lubricar e'isten las normativas de fabricante con diversas nomenclaturas tipo 8C464.65, $ e'os&, e'ron ,
[email protected], ##065, etc... #os fabricantes de motores y componentes conocen al detalle su producto y son conscientes de la importancia de un lubricante adecuado y de las consecuencias en caso de un lubricante inadecuado. 9on la finalidad de +protegerse+ y distinguirse de sus competidores hace ya muchos a1os comenzaron a definir est!ndares de fabricación de los lubricantes aptos para sus productos.
LOS LUBRICANTES SE CLASIFICAN SE4=N SU BASE CO"O Lu'&i($)%e mi)e&$l: s el m!s usado y barato de las bases parafínicas o naftenicas. %e obtiene tras la destilación del barril de crudo después del gasoleo y antes que el alquitr!n, comprendiendo un 46; del total del barril, este hecho así como su precio hacen que sea el m!s utilizado. 'isten dos tipos de lubricantes minerales clasificados por la industria, grupo 5 y grupo & atendiendo a razones de calidad y pureza predominando el grupo 5. s una base de ba"o índice de viscosidad natural (%- 54) por lo que necesita de gran cantidad de aditiva"e para ofrecer unas buenas condiciones de lubricación. l origen del lubricante mineral por lo tanto es org!nico, puesto que proviene del petróleo. #os lubricantes minerales obtenidos por destilación del petróleo son fuertemente aditivados para poder
%oportar diversas condiciones de traba"o. #ubricar a altas temperaturas. 2ermanecer estable en un amplio rango de temperatura. Fener la capacidad de mezclarse adecuadamente con el refrigerante (visibilidad). Fener un índice de viscosidad alto. Fener higroscopicidad definida como la capacidad de retener humedad.
LUBRICANTES SINTETICOS s una base artificial y por lo tanto del orden de G a 4 veces m!s costosa de producir que la base mineral. %e fabrica en laboratorio y puede o no provenir del petróleo. 2oseen unas e'celentes propiedades de estabilidad térmica y resistencia a la o'idación, así como un elevado índice de viscosidad natural (%- G6). 2oseen un coeficiente de tracción muy ba"o, con lo cual se obtiene una buena reducción en el consumo de energía.
Tios de lu'&i($)%es si)%>%i(os: 5.0 HI79I-9J o grupo G &.0 2-7 o grupo : G.0 2E o grupo 4 :.0 %FI
#* 8id&o(&$(?: s una base sintética de procedencia org!nica que se obtiene de la hidrogenización de la base mineral mediante el proceso de hidrocrac>ing. s el lubricante sintético m!s utilizado por las compa1ías petroleras debido a su ba"o costo en referencia a otras bases sintéticas y a su e'cedente de base mineral procedente de la destilación del crudo para la obtención de combustibles fósiles.
+* PAO: s una base sintética de procedencia org!nica pero m!s elaborada que el hidrocrac>, que a1ade un compuesto químico a nivel molecular denominado 2oli0 -lfaolefinas que le confieren una elevada resistencia a la temperatura y muy poca volatilidad (evaporación).
@* PIB s una base sintética creada para la eliminación de humo en el lubricante por mezcla en motores de & tiempos. %e denomina 2oli0isobutileno.
2* ESTER: s una base sintética que no deriva del petróleo sino de la reacción de un !cido graso con un alcohol. s la base sintética m!s costosa de elaborar porque en su fabricación por +corte+ natural se rechazan & de cada 4 producciones. %e usa principalmente en aeron!utica donde sus propiedades de resistencia a la temperatura e'trema que comprenden desde 0KA B9 a LG&4 B9 y la polaridad que permite al lubricante
adherirse a las partes met!licas debido a que en su generación adquiere carga electromagnética, hacen de esta base la reina de las bases en cuanto a lubricantes líquidos. l ester es com*nmente empleado en lubricantes de automoción en competición.
APLICACIN DE LOS ACEITES SINTETICOS Cu,)do se de'e u%ili$& si)%>%i(o: #os lubricantes proporcionan funciones b!sicas, como el control de la fricción, temperatura, desgaste y corrosión. #os lubricantes sintéticos, deben ser utilizados donde una o m!s de esas funciones no pueden ser cubiertas por los lubricantes convencionales. -plicaciones típicas de la industria para los sintéticos incluyen ambientes de traba"o muy calientes, o sucios, altas cargas y ba"as velocidades o e'posición a climas muy fríos. eber!n evitarse aplicaciones en las que los sistemas sean especialmente sucios y que requieren un cambio frecuente de aceites para mantener un aceptable nivel de limpieza %7, o cuando las fugas en los sistemas no pueden ser f!cil o económicamente eliminadas.
Lu'&i($)%es si)%>%i(os $&$ l$ i)dus%&i$ n cada caso, las propiedades especiales de los aceites sintéticos, "ustifican el costo adicional cuando los lubricantes minerales no pueden proporcionar el adecuado desempe1o. l uso de un lubricante sintético se "ustifica, basado en las consideraciones económicas de la aplicación. eneralmente un sintético proporciona entre 4 a 56 veces m!s vida, comparado con un aceite mineral. #os sintéticos pueden costar alrededor de 4 veces m!s que un aceite mineral, por lo que usted no podr! frecuentemente "ustificar su uso basado *nicamente en el costo del lubricante y la e'tensión de su vida *til. n su proceso de decisión, aseg*rese de incluir todos los conceptos que intervienen en el costo y los beneficios potenciales que estos lubricantes le proporcionan •
$enos partes de reemplazo
•
$enos costos por mano de obra
•
$enos cambios de aceite
•
$enos costos por disposición
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$enos filtros
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-horros de energía
•
2roducción con menores interrupciones.
Los &odu(%os m,s $3$)$dos diso)i'les $(%u$lme)%e: #os lubricantes sintéticos son los productos m!s avanzados, elaborados por la industria de los aceites. stos productos deber!n ser utilizados donde se requieran capacidades e'traordinarias de protección y donde los lubricantes tradicionales fallan. esafortunadamente, los sintéticos no est!n siendo utilizados efectivamente en la industria. Hay muchas aplicaciones en los equipos, donde los sintéticos deberían estarse utilizando y podrían salvar miles de dólares anualmente. n la mayoría de los casos, el alto costo de los sintéticos es una razón por la cu!l los usuarios no seleccionan un aceite sintético. %in embargo, en la mayoría de los casos, el alto costo de los sintéticos, se paga por sí mismo, en términos de ahorros en su desempe1o prolongado y en la me"oría de la operación y protección de los equipos y sus componentes.
Adi%i3os de los lu'&i($)%es #a base de un lubricante por sí sola no ofrece toda la protección que necesita un motor o componente industrial, por lo que en la fabricación del lubricante se a1ade un compuesto determinado de aditivos atendiendo a las necesidades del fabricante del motor (Homologación o /ivel autorizado) o al uso al que va a ser destinado el lubricante en cuestión.
Los $di%i3os us$dos e) el lu'&i($)%e so): •
-ntio'idantes Ietrasan el enve"ecimiento prematuro del lubricante.
•
-ntidesgaste 'trema 2resión (2) Dorman una fina película en las paredes a lubricar. %e emplean mucho en lubricación por barboteo (9a"as de cambio y diferenciales)
•
-ntiespumantes vitan la o'igenación del lubricante por cavitación reduciendo la tensión superficial y así impiden la formación de burbu"as que llevarían aire al circuito de lubricación.
•
-ntiherrumbre vita la formación de ó'ido en las paredes met!licas internas del motor y la condensación de vapor de agua.
•
etergentes %on los encargados de arrancar los depósitos de suciedad fruto de la combustión.
•
ispersantes %on los encargados de transportar la suciedad arrancada por los aditivos detergentes hasta el filtro o c!rter del motor.
•
spesantes s un compuesto de polímeros que por acción de la temperatura aumentan de tama1o aumentando la viscosidad del lubricante para que siga proporcionando una presión constante de lubricación.
•
iluyentes s un aditivo que reduce los microcristales de cera para que fluya el lubricante a ba"as temperaturas.
/ENTA7AS DEL LUBRICANTE SINTETICO
$ayor pureza y calidad que los lubricantes b!sicos minerales, lo cual implica menos ingredientes no deseables, tales como compuestos sulfurosos o hidrocarburos reactivos o inestables.
9omposición molecular m!s uniforme y constante, lo cual reduce los niveles de fricción de los líquidos. 2ueden adaptarse con fiabilidad para cumplir los requisitos de los fabricantes de motores modernos (requisitos que lubricantes como %hell Heli' Ultra no solo cumplen sino que a menudo superan).
CO"PORTA"IENTO DE LOS LUBRICANTES SINTETICOS P&oied$des de los lu'&i($)%es si)%>%i(os Be)e-i(ios &esul%$)%es #a menor viscosidad total y la reducción $e"oran la eficiencia del motor y reducen de la fricción en el líquido implican unas el consumo de combustible y la propiedades de fluidez superiores. temperatura del lubricante. racias al elevado índice de viscosidad del lubricante, los cambios de temperatura afectan menos a la viscosidad que con los lubricantes minerales habituales.
l lubricante no se espesa demasiado cuando est! frío ni se licua demasiado cuando est! caliente. sto reduce el desgaste del motor ante temperaturas e'tremas. %e necesita menor cantidad de modificador de la viscosidad, lo cual reduce los niveles de formación de depósitos.
- temperaturas elevadas, se mantienen la sto implica una me"or protección del viscosidad y la resistencia al esfuerzo de motor cuando se circula a alta velocidad o corte. ba"o cargas elevadas. - temperaturas ba"as, los lubricantes no se n consecuencia, el arranque es m!s f!cil espesan indebidamente. y se necesita menor esfuerzo de la batería. l lubricante circula con rapidez por el motor, dando protección desde el
principio. l motor se calienta m!s r!pido y alcanza antes el rendimiento óptimo, lo cual me"ora el consumo de combustible. #a ba"a volatilidad implica la presencia de menos componentes vol!tiles en el lubricante y, por lo tanto, menos evaporación o requemado.
l resultado es un menor consumo de lubricante, menos necesidad de a1adir lubricante y menos espesamiento, lo cual contribuye al ahorro de combustible y al menor desgaste del motor.
#a gran resistencia a la o'idación se traduce en una menor probabilidad de que las moléculas del lubricante se descompongan o degraden, en especial a temperaturas m!s elevadas.
sto aumenta la limpieza del motor al reducirse la formación de lodos, !cidos corrosivos y depósitos en el motor y el espesamiento del lubricante todo ello ayuda al ahorro de combustible y al menor desgaste del motor.
FLUIDOS PARA FRENOS l líquido de frenos es un líquido hidr!ulico que hace posible la transmisión de la fuerza e"ercida sobre el pedal de freno a los cilindros de freno en las ruedas de automóviles, motocicletas, camionetas y algunas bicicletas avanzadas.
CLASIFICACION l líquido de frenos se compone normalmente de derivados de poliglicol. n casos e'traordinarios (e". coches antiguos, e"ército) se usan líquidos de silicio y aceites minerales. l punto de ebullición del líquido de frenos ha de ser elevado ya que las aplicaciones de frenos producen mucho calor, adem!s la formación de burbu"as puede da1ar el freno, y la temperatura de congelación ha de ser también muy ba"a, para que no se congele con el frío. #os líquidos de frenos convencionales tienen, seg*n el epartment of Fransportation, 7F (del inglés epartamento de Fransportes) temperaturas de ebullición de &64 B9 (7F G), &G6 B9 (7F :) o &K6 B9 (7F 4.5). 9omo puede observarse, cuanto mayor es el índice 7F mayor es la temperatura de ebullición.
APLICACIN ebido a que el líquido de frenos es higroscópico, es decir, atrae y absorbe humedad (e". del aire) se corre el peligro de que peque1as cantidades de agua puedan llevar consigo una disminución considerable de la temperatura de ebullición (este fenómeno se denomina Mdesvanecimiento gradual de los frenosN). l hecho de que el
líquido de frenos sea higroscópico tiene un motivo impedir la formación de gotas de agua (se diluyen), que puedan provocar corrosión local y que pueda helarse a ba"as temperaturas. ebido a su propiedad higroscópica se ha de cerrar la tapa del recipiente lo antes posible. ebido al incremento con el tiempo del porcenta"e de agua en el líquido de frenos, se recomienda reemplazar cada & a1os y a mucho tardar cada : a1os. 2orcenta"es de agua superiores al G; pueden da1ar los frenos, ya que podrían formarse burbu"as de vapor, las cuales, a diferencia de los líquidos, son comprimibles. -dem!s el agua contribuye a la corrosión de los conductos del líquido de frenos y puede agravar el desgaste de los pistones de freno. /o se recomienda la mezcla de los líquidos de frenos 7F G y 7F : ya que 7F : es m!s agresivo. /o todas las "untas de goma de un sistema 7F0G son adecuadas para un 7F :. l riesgo es un fallo del sistema de frenos. 2or regla general ha de usarse siempre el líquido de frenos dise1ado para cada sistema de frenos, el cual se especifica en la tapa del recipiente, o bien, es especificado por el fabricante del automóvil. l líquido de frenos 7F 4.5 (a base de glicol) fue de hecho dise1ado para ser usado "unto con líquidos de frenos del tipo 7F G y 7F : y contiene a su vez especificaciones de 7F 4. #os líquidos de frenos 7F 4 (a base de silicio) no se pueden mezclar con líquidos de ning*n otro tipo.
Iep*blica Eolivariana de 8enezuela $inisterio del 2oder 2opular para la ducación nstituto Universitario de Fecnología ndustrial $aracay do. -ragua
INTE4RANTE: aniel 9alzadilla $at. 56&5@
