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ÍNDICE 1. FUNDAMENTOS DE LUBRICACIÓN....................................3 1.1 ¿QUÉ ES UN LUBRICANTE?......................................4 1.2 FUNCIÓN DE UN LUBRICANTE....................................4 1.3 TIPOS DE LUBRICANTES........................................5 1.4 PROPIEDADES DE LOS LUBRICANTES..............................6 1.4.1 VISCOSIDAD..............................................7 VISCOSIDAD DINÁMICA...........................................8 VISCOSIDAD CINEMÁTICA........................................10 RELACIÓN DE VISCOSIDAD Y TEMPERATURA.........................11 1.4.2 PUNTO DE INFLAMACIÓN...................................12 1.4.3 PUNTO DE COMBUSTIÓN....................................14 1.4.4 PUNTO DE FLUENCIA......................................14 1.4.5 COLOR..................................................15 1.4.6 DENSIDAD...............................................16 1.4.7 EMULSIFICACION Y DEMULSIBILIDAD........................17 1.4.8 RESISTENCIA A LA OXIDACION.............................19 1.4.9 OTRAS PROPIEDADES......................................19 1.5 ACEITES LUBRICANTES.........................................20 1.6 BASES DE ACEITE LUBRICANTE.................................20 1.6.1 ACEITES MINERALES......................................21 1.6.2 ACEITES SINTÉTICOS.....................................23 1.7 PROPIEDADES DE LAS BASES DE ACEITE LUBRICANTES.............26 1.8 NORMAS DE CLASIFICACIÓN DE LOS ACEITES.....................29 1.8.1 NORMAS SAE.............................................29 1.8.1.1 ACEITES MONOGRADOS Y MULTIGRADO......................30 1.8.2 NORMAS ISO.............................................33 1.8.3 NORMAS API.............................................36

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ÍNDICE1. FUNDAMENTOS DE LUBRICACIÓN......................................................................................3

1.1 ¿QUÉ ES UN LUBRICANTE?.....................................................................................4

1.2 FUNCIÓN DE UN LUBRICANTE................................................................................4

1.3 TIPOS DE LUBRICANTES..........................................................................................5

1.4 PROPIEDADES DE LOS LUBRICANTES..................................................................6

1.4.1 VISCOSIDAD.................................................................................................................7

VISCOSIDAD DINÁMICA.......................................................................................................8

VISCOSIDAD CINEMÁTICA................................................................................................10

RELACIÓN DE VISCOSIDAD Y TEMPERATURA...........................................................11

1.4.2 PUNTO DE INFLAMACIÓN.......................................................................................12

1.4.3 PUNTO DE COMBUSTIÓN.......................................................................................14

1.4.4 PUNTO DE FLUENCIA...............................................................................................14

1.4.5 COLOR..........................................................................................................................15

1.4.6 DENSIDAD...................................................................................................................16

1.4.7 EMULSIFICACION Y DEMULSIBILIDAD.................................................................17

1.4.8 RESISTENCIA A LA OXIDACION.............................................................................19

1.4.9 OTRAS PROPIEDADES............................................................................................19

1.5 ACEITES LUBRICANTES.....................................................................................................20

1.6 BASES DE ACEITE LUBRICANTE...........................................................................20

1.6.1 ACEITES MINERALES...............................................................................................21

1.6.2 ACEITES SINTÉTICOS..............................................................................................23

1.7 PROPIEDADES DE LAS BASES DE ACEITE LUBRICANTES...............................26

1.8 NORMAS DE CLASIFICACIÓN DE LOS ACEITES.................................................29

1.8.1 NORMAS SAE.............................................................................................................29

1.8.1.1 ACEITES MONOGRADOS Y MULTIGRADO......................................................30

1.8.2 NORMAS ISO..............................................................................................................33

1.8.3 NORMAS API...............................................................................................................36

1.8.4 NORMAS ACEA..........................................................................................................41

1.9 ADITIVOS..................................................................................................................41

1.9.1 FUNCIONES DE LOS ADITIVOS.............................................................................42

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1.9.2 CLASIFICACIÓN DE ADITIVOS...............................................................................42

1.9.2.1 ADITIVOS QUE MEJORAN LAS PROPIEDADES DE LOS LUBRICANTES. .42

1.9.2.1.1 MEJORADORES DEL ÍNDICE DE VISCOSIDAD............................................43

1.9.2.1.2 DEPRESORES DEL PUNTO DE CONGELACIÓN.........................................43

1.9.2.1.3 MODIFICADORES DE FRICCIÓN.....................................................................44

1.9.2.2 ADITIVOS QUE PROTEGEN AL LUBRICANTE EN SÍ......................................44

1.9.2.2.1 ANTIOXIDANTES.................................................................................................44

1.9.2.2.2 ANTIESPUMANTES.............................................................................................45

1.9.2.3 ADITIVOS QUE PROTEGEN A LAS SUPERFICIES DE TRABAJO................46

1.9.2.3.1 ANTICORROSIVOS (R&O).................................................................................46

1.9.2.3.2 ANTIDESGASTE (AW).........................................................................................46

1.9.2.3.3 ANTIHERRUMBRE...............................................................................................47

1.9.2.3.4 DETERGENTES...................................................................................................47

1.9.2.3.5 DISPERSANTES...................................................................................................48

1.9.2.3.6 EXTREMA PRESIÓN (EP)..................................................................................48

1.9.2.3.7 UNTUOSIDAD O ACEITOSIDAD.......................................................................49

1.9.2.3.8 EMULSIONANTES...............................................................................................50

2. ACEITES LUBRICANTES INDUSTRIALES..........................................................................50

2.1 COMPRESORES.....................................................................................................51

2.1.1 DEFINICIÓN.................................................................................................................51

2.1.2 TIPOS DE COMPRESORES.....................................................................................51

2.1.3 LUBRICACIÓN EN COMPRESORES......................................................................52

2.1.4 ACEITE LUBRICANTE PARA COMPRESORES...................................................56

2.2 ENGRANAJES INDUSTRIALES..............................................................................58

2.2.1 DEFINICIÓN.................................................................................................................58

2.2.2 TIPOS DE ENGRANAJES.........................................................................................59

2.2.3 LUBRICACIÓN EN ENGRANAJES..........................................................................61

2.2.4 ACEITES LUBRICANTES PARA ENGRANAJES...................................................62

2.2.5 TIPOS DE ACEITES LUBRICANTES PARA ENGRANAJES...............................63

2.3 TRANSFORMADORES ELECTRICOS....................................................................64

2.3.1 DEFINICIÓN.........................................................................................................................64

2.3.2 TIPOS DE TRANSFORMADORES...........................................................................65

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2.3.3 LUBRICACIÓN EN TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS.................................66

2.3.4 ACEITES LUBRICANTES PARA TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS..........66

2.3.5 TIPOS DE ACEITES LUBRICANTES PARA TRANSFORMADORES ELECTRICOS........................................................................................................................68

2.4 SISTEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR...................................................68

2.4.1 DEFINICIÓN.................................................................................................................68

2.4.2 LUBRICACION EN SISTEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR...................69

2.4.3 TIPOS DE ACEITES LUBRICANTES PARA SISTEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.............................................................................................................................70

2.5 MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA................................................................70

2.5.1 DEFINICIÓN.................................................................................................................70

2.5.2 TIPOS DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA............................................72

2.5.3 LUBRICACIÓN EN LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA....................74

2.5.4 ACEITES LUBRICANTES PARA MOTORES DE COMBUSTION INTERNA.....76

2.6 MECANIZADO DE PIEZAS.......................................................................................77

2.6.1 DEFINICIÓN.................................................................................................................77

2.6.2 LUBRICACIÓN EN EL MECANIZADO DE PIEZAS...............................................78

2.6.3 ACEITES DE CORTE PARA MECANIZADO DE PIEZAS.....................................78

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1. FUNDAMENTOS DE LUBRICACIÓN

1.1 ¿QUÉ ES UN LUBRICANTE?

Un lubricante es una sustancia que puede aparecer de diferentes maneras, ya sea

en forma de fluido, grasa o sólida. La forma que tenga el lubricante va depender

de los requerimientos para los que vaya ser utilizado (Troyer D. & Fitch J, 2004).

El lubricante se interpone entre dos superficies, las cuales pueden estar en

movimiento o solo una de ellas, con el fin de disminuir la fricción y el desgaste.

Lo anterior quiere decir que un lubricante es una sustancia que se coloca entre

dos piezas móviles en las que forma una película, impidiendo el contacto en

dichas superficies. El lubricante permite el movimiento de las superficies incluso a

altas temperaturas y presiones.

1.2 FUNCIÓN DE UN LUBRICANTE

La función de un lubricante no es solamente disminuir el rozamiento y desgaste en

los materiales, sino que también desempeñan otras funciones importantes para

mantener un correcto y óptimo funcionamiento a la maquinaria o equipo durante

un largo periodo de tiempo. Las funciones relevantes del lubricante son (Gulf oil,

manual técnico, p.4):

Lubricar: minimiza el desgaste de los componentes de la maquinaria,

reduce el ruido, se aprovecha mejor la transmisión de fuerza ahorrando

energía y combustible. Evita el desgaste producido por frotamiento.

Refrigeración: esta función es la segunda más importante después de

lubricar, sobre todo en equipos donde no exista un sistema de refrigeración,

o este no tenga acceso a ciertos elementos de la máquina y que los

mismos no puedan eliminar calor solo a través del aceite, como es el caso

de los cojinetes. El aceite puede actuar como refrigerante al mantener el

equilibrio térmico de la maquina porque disipa el calor que se produce en

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ésta como consecuencia de procesos combustión, frotamientos, etc. El

aceite es capaz de eliminar de un 10% a un 25% del calor total generado en

la máquina de ahí su relevancia.

Eliminación de impurezas: en equipos lubricados se producen impurezas,

procedentes de procesos de desgaste, corrosión, propias del

funcionamiento como en la combustión, o contaminantes externos como el

polvo y el agua. Los lubricantes deben eliminar por circulación dichas

impurezas, llevándolas por suspensión a su seno y conduciéndolas a los

filtros correspondientes del equipo. Esta función de eliminación de

impurezas es importante porque impide que los contaminantes se depositen

en los componentes del equipo y provoquen un desgaste en cadena, esto

es, que se atasquen conductos de lubricación y de ahí se desarrollen

consecuencias dañinas para el equipo, es por esta razón que el lubricante

se ensucia para proteger la maquinaria lubricada.

Anticorrosivo y antidesgaste: los lubricantes con sus propiedades tienen

funciones anticorrosivas, que reducen la fricción y el desgaste. Con los

aditivos los lubricantes mejoran esas propiedades.

Sellante: el lubricante tiene la función de sellar o hacer estancas aquellas

zonas donde pueden existir fugar de otros líquidos o gases que contaminan

el aceite y reduzcan el rendimiento del equipo.

Transmisor de energía: es una función de los fluidos hidráulicos en el que

los fluidos transmiten energía de un punto a otro.

1.3 TIPOS DE LUBRICANTES

Los lubricantes por su origen se clasifican en:

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Animales: grasas o mantecas vacunas, ovinas, etc.

Vegetales: aceites de oliva, lino, soja, etc.

Minerales: Aceites derivados del petróleo.

Sintéticos: Aceites minerales y otras sustancias derivadas del petróleo.

Por la densidad de los lubricantes, estos se pueden clasificar en tres tipos, los

cuales son:

Líquidos: Estos son comúnmente conocidos como aceites. Son los más

usados debido a que son económicos y fiables, son derivados del petróleo.

Algunos ejemplos de su uso son en motores, engranes, transformadores,

refrigeración, para templar, etc.

Semisólidos: Son las grasas, se usan cuando se necesita que el lubricante

se mantenga en su lugar, cuando se quiere evitar que entren contaminantes

en las piezas lubricadas, también en el caso de que las temperaturas sean

muy altas y no se posible utilizar aceite. Las grasas están compuestas de

aceite mineral y grasa animal adicionada con algún elemento químico para

darle la consistencia deseada.

Solidos: Son algunos tipos de metales y compuestos químicos de estado

sólido, son utilizados principalmente en donde las condiciones de las

maquinas sobrepasan los límites de presión y temperatura que tienen los

aceites. Su uso es limitado por su alto costo. Estos lubricantes se fabrican

con esteres de fosfatos, de silicatos, poligliconas y silicones. Ejemplos de

estos lubricantes son el grafito, vidrios, teflón, etc.

Gaseosos: Lubricantes de este tipo es una corriente de aire a presión, ya

que la presión a la que es disparada permite la separación de dos piezas

que pudieran tener fricción.

1.4 PROPIEDADES DE LOS LUBRICANTES

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A continuación se mencionan las propiedades de los lubricantes

Viscosidad

Punto de inflamación

Punto de combustión

Punto de fluencia

Color

Densidad

Emulsificación y demulsibilidad

Resistencia a la oxidación

Otras propiedades

1.4.1 VISCOSIDAD

La viscosidad puede definirse como la tendencia de un líquido a mantenerse unido

y que se manifiesta como la resistencia del líquido a fluir. La viscosidad es una de

las características más importantes de los lubricantes, ya que determina la eficacia

de la película de engrase para que la separación entre dos superficies en

movimiento no froten directamente una contra otra, esto es, afectando la fricción,

el desgaste y la carga.

Si la viscosidad de un lubricante es demasiado baja la película lubricantes no

soporta la carga entre las piezas o superficies y desaparece, fallando en su

función de evitar el contacto entre metal y metal. En caso contrario, si la

viscosidad de un lubricante es demasiado alta, se necesitara mayor fuerza para

mover el lubricante, lo cual puede generar desgaste y no se lubricara rápidamente

las piezas del equipo.

La viscosidad se expresa comúnmente con dos sistemas de unidades Saybolt

(SUS) o en el sistema métrico Centistokes (CST). Como medida de la fricción

interna actúa como resistencia contra la modificación de la posición de las

moléculas al actuar sobre ellas una tensión de cizallamiento. La medida común

métrica de la viscosidad absoluta es el Poise, que es definido como la fuerza

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necesaria para mover un centímetro cuadrado de área sobre una superficie

paralela a la velocidad de 1 cm. por segundo, con las superficies separadas por

una película lubricante de 1 cm. de espesor. (Gulf oil, 2012).

Podemos definir dos tipos de viscosidad: viscosidad dinámica y cinemática, que se

describen a continuación.

VISCOSIDAD DINÁMICA

La viscosidad dinámica es la resistencia que tiene un fluido a deformarse, es decir,

a que las láminas del fluido se deslicen entre sus inmediatas. Cuando un fluido se

mueve, se desarrolla en el una tensión de corte, cuya magnitud depende de la

viscosidad. La tensión de corte se designa con la letra griega tao y se define como

la fuerza necesaria para deslizar una capa de área unitaria de una sustancia sobre

otra capa de la misma sustancia. Esto es τ es una fuerza dividida en un área y se

puede medir en newtons por metro cuadrado o libras por pie cuadrado.

τ= FA

La tensión de corte es directamente proporcional al cambio de velocidad entre

diferentes posiciones del fluido.

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Figura 1.1 Gradiente de velocidad en un fluido en movimiento. Fuente: Mott, 2006

Cuando una superficie está en movimiento el fluido tiene la misma velocidad “v”

que dicha superficie y el fluido con la superficie estacionaria tiene la velocidad

cero. Si la distancia entre las superficies es pequeña la rapidez de cambio de

velocidad es lineal, es decir, varia como una línea recta. El gradiente de velocidad

es una medida de cambio de velocidad y también se es llamado rapidez de corte,

se define como ΔυΔγ . Matemáticamente el hecho de que la rapidez de corte sea

directamente proporcional al gradiente de velocidad queda expresado como:

τ=η( ΔυΔ γ

)

τ= esfuerzo de corte o esfuerzo para el desplazamiento

η= constante de proporcionalidad conocida como la viscosidad dinámica del fluido.

ΔυΔγ = gradiente de velocidad o velocidad relativa entre las superficies.

De la ecuación anterior se puede obtener el valor de la viscosidad dinámica

haciendo un despeje quedaría de la siguiente manera:

η=τ ( Δ γΔυ

)

Las unidades de la viscosidad dinámica se dan en la tabla 1.1

Tabla 1.1 Unidades de la viscosidad dinámica.

SISTEMA DE UNIDADES UNIDADES DE VISCOSIDAD DINAMICA

Sistema Internacional (SI) N ∙ sm2 , Pa∙ s , okg/m ∙s

Sistema Británico de Unidades Lb−s / pies2 , slug / pies−s

Sistema cgs (obsoleto) poise=dina∙ scm2=

gcm∙ s

=0.1Pa ∙ s

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Fuente: Mott, 2006

Se puede decir que la viscosidad dinámica de un lubricante es una propiedad que

muestra la lentitud con la que fluye el mismo desde las superficies hasta otro

punto y cuanto mayor sea la viscosidad más lento será la fluidez del lubricante.

VISCOSIDAD CINEMÁTICA

La viscosidad cinemática se define como el resultado de dividir la viscosidad

dinámica entre la densidad del fluido, expresadas ambas a un temperatura

determinada. Su fórmula es:

ν=η/ ρ

ν= viscosidad cinemática

η= viscosidad dinámica

ρ= densidad

Sus unidades de medida se expresan en la siguiente tabla1.2

Tabla 1.2 Sistema de unidades de la viscosidad cinemática

SISTEMA DE UNIDADES UNIDADES DE VISCOSIDAD CINEMÁTICA

Sistema Internacional (SI) m2/s

Sistema Britanico de Unidades pies /s

Sistema cgs (obsoleto)Stoke= cm2

s, centistoke=mm2/s

Fuente: Mott, 2006

A partir de la propiedad de viscosidad cinemática se han creado varias escalas de

clasificación de lubricantes, tales como la escala SAE (Society of Automotive

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Enginners) y la escala ISO VG (viscosity Grade) de las cuales se tratara en un

apartado más adelante.

RELACIÓN DE VISCOSIDAD Y TEMPERATURA

La viscosidad varía inversamente con la temperatura, es decir, a mayor

temperatura menor viscosidad del lubricante y a menor temperatura mayor

viscosidad del lubricante. Un aceite delgado es menos viscoso y por lo tanto es

menos resistente a fluir, mientras que un aceite grueso es más viscoso y por lo

tanto es más resistente a fluir. Las viscosidades de los aceites comúnmente son

medidas y especificadas en centistokes (cSt) a 40ºC o 100ºC.

La razón de porque varia la viscosidad con la temperatura implica el factor de las

fuerzas de cohesión entre las moléculas

En los lubricantes líquidos la cohesión de las moléculas es mayor que en el caso

de un gas como sería el aire, por lo tanto esta propiedad de cohesión resulta

importante en la viscosidad de los líquidos porque cuando hay un aumento de

temperatura, aumenta la energía cinética de sus moléculas y disminuyen en

magnitud las fuerzas de cohesión y asi disminuye la viscosidad.

El índice de viscosidad nos da una medida de que tanto cambia la viscosidad con

respecto a la temperatura, referido a veces como IV. Dicho índice es muy

importante para los aceites lubricantes y fluidos hidráulicos cuando se tienen que

operar a temperaturas extremadamente altas.

Si un fluido tiene un alto índice de viscosidad significa que muestra un pequeño

cambio de viscosidad con respecto a la temperatura. Si un fluido tiene un bajo

índice de viscosidad quiere decir que el fluido muestra un gran cambio de

viscosidad con respecto a la temperatura. El índice de viscosidad es determinado

con la medición de la viscosidad de una muestra del fluido a 40ºC y a 100ºC y

comparando esos valores con los ciertos fluidos de referencia.

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Figura. 1.2 Curvas de índices de viscosidad más comunes. Fuente: Mott, 2006

En la figura 1.2 se muestras los índices de viscosidad más comunes, esto es,

50,100 y 140. Por ejemplo para el índice de viscosidad de IV= 140 al ser un índice

alto el fluido debe mostrar un pequeño cambio en su viscosidad cinemática

cuando aumenta su temperatura, sin embargo un IV=50 muestra un cambio

grande en su viscosidad cinemática cuando aumenta su temperatura.

1.4.2 PUNTO DE INFLAMACIÓN

Es la temperatura a la cual se desprenden vapores del lubricante que se

encienden al aplicarles una llama o chispa, que se extingue tiempo después. El

conocer el punto de inflamación del lubricante permite tener información acerca de

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la volatilidad del mismo y asi evitar peligros de incendio ya sea en su

almacenamiento o en su funcionamiento en la máquina.

El punto de inflamación se encuentra utilizando la taza abierta Cleveland, éste es

un recipiente de cobre que contiene un termómetro, una cantidad de lubricante y la

fuente de calor. Dicha fuente calentara el recipiente hasta que el lubricante

empiece a vaporizarse, éste vapor comenzará a encenderse al acercarle una

flama en el momento en que su temperatura llegue al punto de inflamación

(Dounce Enrique, 2014). En la figura 1.3 se muestra la taza de Cleveland.

Figura 1.3 Taza abierta de Cleveland para pruebas de punto de inflamación. Fuente:

http://www.directindustry.es/prod/u-therm-international-hk-limited/aparatos-prueba-punto-

inflamacion-industria-petroleo-65661-700705.html

Cuando el punto de inflamación del lubricante es bajo significa que el lubricante

es mas volátil y entre mas alto sea el punto de inflamación entonces el lubricante

tiene es menos volátil y tiene más calidad.

En el caso de los aceites de automoción su punto de inflamación esta

aproximadamente entre 260ºC y 354ºC, en el caso de aceites industriales este

suele estar entre 80ºC y 232ºC (Gulf Oil, 2012).

1.4.3 PUNTO DE COMBUSTIÓN

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El punto de combustión es similar al punto de inflamación ya que es la

temperatura en el que la llama provocada por la chispa se mantiene encendida al

menos 5 segundos. El punto de combustión suele estar en el rango de 30ºC a

60ºC del punto de inflamación.

1.4.4 PUNTO DE FLUENCIA

Es la mínima temperatura a la cual el lubricante deja de fluir bajo condiciones

definidas, es decir, es el punto en el que fluido sigue siendo un líquido vertible o

sea que aún se comporta como fluido. El punto de fluencia es indicativo de la

cantidad de cera a bajas temperaturas debido a que la cera suele separarse en

cristales los cuales inhiben la fluidez en el aceite, porque dichos cristales se

encadenan formando una estructura rígida que impide el paso del aceite y

obstruye la lubricación correcta en aplicaciones a baja temperatura. Existen

algunos aceites sin ceras y el punto de fluencia está relacionado con la viscosidad

de éste. La viscosidad aumenta y la temperatura disminuye hasta que ya no hay

flujo del lubricante.

La importancia de conocer el punto de fluencia de los aceites radica en el uso que

se le va a dar, por ejemplo en el caso de motores de automóviles conviene que

tengan un punto de fluidez bajo en épocas de invierno porque asi el aceite fluirá

adecuadamente a bajas temperaturas, en el caso de que se use para turbinas de

vapor u otras aplicaciones no existe la necesidad de utilizar aceites con bajo

puntos de fluidez ya que serán usados a temperaturas altas o en uso continuo.

Para medir el punto de fluidez se deben utilizar métodos de acuerdo a la norma

ASTM D97 en el punto de fluidez es de 3ºC (5ºF) arriba de la temperatura en la

que el aceite en un matraz de prueba no muestra movimiento cuando el

contenedor es mantenido horizontalmente durante 5 segundos.

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Existen aparatos de medición basados en la norma ASTM D97 que dan el valor

del punto de fluidez, uno de ellos se muestra en la siguiente figura.

Figura 1.4 Medidor automático del punto de fluidez. Fuente:

http://www.pte.com.co/esp/aplicaciones/derivados-del-petroleo-y-biocombustibles/

biocombustibles/medidor-automatico-de-punto-de-nube-y-punto-de-fluidez_96

1.4.5 COLOR

El color del lubricante puede variar dentro de una amplia gama, puede presentar

color, blanco, marrón, negro, etc., algunas marcas de aceites utilizan el color para

denotar alguna propiedad pero no es un indicativo total de la calidad del aceite,

algunas veces de acuerdo al color se puede inferir que el aceite tiene algún tipo de

contaminación pero no es del todo fiable.

La norma ASTM D1500 nos da una escala de colores para productos derivados

del petróleo, en el que se clasifican desde los colores más claros a los más

oscuros, asimismo nos da los métodos de prueba. Existen medidores de color o

colorímetros basados en la norma ASTM D1500, en la figura siguiente se puede

observar uno de ellos el cual se compone de la dial estándar del color, de la lente

de la observación, de la fuente de luz y de tubo comparador de color. Se debe

llenar el tubo comparador de color con la muestra del lubricante y luego nos dara

digitalmente un numero el cual se debe buscar en la hoja de color para saber a

cual corresponde.

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Figura 1.5 Probador de color de aceites lubricantes. Fuente:

http://es.made-in-china.com/co_chinainstrument/product_Digital-ASTM-D1500-

Lubricating-Oils-Color-Tester_hrrhiihry.html

1.4.6 DENSIDAD

La densidad absoluta es la relación entre la masa y el volumen de cierta sustancia,

su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por metro cubico o gramo

por centímetro cubico.

La densidad relativa es la razón entre un volumen dado de lubricante y un

volumen igual de agua, es adimensional. Para los aceites lubricantes la densidad

normalmente se indica a 15ºC. la norma ASTM D4052 brinda los métodos de

prueba para la densidad relativa en lubricantes derivados del petróleo. En la figura

siguiente se muestra un densímetro digital de hasta cinco decimales para la

medición de la densidad, la densidad relativa y la concentración de soluciones

acuosas en el rango de 0,00000 – 1,99999 g/cm³.

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Figura 1.6 Densímetro Digital. Fuente:

https://www.pce-instruments.com/espanol/instrumento-de-medida/medidor/densimetro-

kat_152921_1.htm

La gravedad específica se define como la razón de un volumen de aceite y el

mismo volumen de agua destilada a 4ºC.

La densidad en los lubricantes resulta relevante ya que está relacionada en

algunas características del lubricante como la viscosidad.

1.4.7 EMULSIFICACION Y DEMULSIBILIDAD

La emulsificación puede definirse como la tendencia de un lubricante de mezclarse

con agua hasta formar una emulsión más o menos estable. Esta mezcla tiene

bajas propiedades lubricantes y fácilmente puede adquirir partículas de tierra que

aumentan la fricción y destruye las partes donde se esta usando o la presencia de

agua puede disolver los aditivos. Generalmente se prefiere que los aceites

lubricantes formen emulsiones inestables, es decir, que tengan una alta

resistencia a la emulsibiliad excepto en algunos casos especiales por cuestiones

económicas.

La demulsibilidad se refiere a la capacidad del aceite o lubricante para separarse

del agua. Estas propiedades son muy importantes para la lubricación de sistemas

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en presencia del agua como las turbinas de vapor o algunas operaciones

hidráulicas ya que la presencia de agua en el aceite puede provocar problemas

de oxidación del aceite cuando se expone a altas temperaturas y aire. En esas

condiciones es recomendable utilizar un aceite resistente o capaz de romper la

emulsión agua-aceite, para este fin también se utilizan algunos aditivos (Pérez,

Rodríguez, Sancho, 2007).

Los métodos de prueba de la demulsibilidad están en la norma ASTM D1401 en el

que se combina 40 ml de agua destilada con 40 ml de aceite en un cilindro

graduado. Se coloca en un baño a una temperatura constante y se mezclan o

revuelven por 5 minutos. La cantidad de separación se registra cada 5 minutos

dentro de un lapso de 60 minutos. Se considera una falla cuando la capa de

emulsión es de más de 3ml al finalizar el análisis. A continuación se muestra en la

figura 1.8 un equipo para determinar la demulsibilidad el cual incluye la probeta, el

agitador, vaso para dar el baño a cierta temperatura y la base.

Figura 1.7 Equipo para la determinación de la demulsibilidad de los aceites de petróleo o

fluidos sintéticos. Fuente: http://www.bimarloga.com.ar/site/index.php

1.4.8 RESISTENCIA A LA OXIDACION

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Hay lubricantes que reaccionan con el oxígeno y se oxidan, esta característica

hace que los lubricantes tengan cambios químicos que anulan su eficacia al

producirse barnices, lodos y ácidos los cuales provocan corrosión, es por eso que

se prefieren lubricantes con alta resistencia a la oxidación más adelante en el

apartado de análisis de aceite se profundizara más en el tema.

1.4.9 OTRAS PROPIEDADES

Existen otras propiedades que también deben ser consideradas en los lubricantes,

de forma breve se describen a continuación.

PUNTO DE GOTEO

Es la temperatura más baja en la que un lubricante que está goteando por

gravedad deja de hacerlo (Dounce Enrique, 2014).

Método de prueba del punto de goteo esta en la norma ASTM D566, y es usada

en grasas lubricantes.

AEROEMULSION

Se llama así a la emulsión del aire con el aceite, en las que se forman burbujas de

aire muy pequeñas de aproximadamente 0.0001 cm a 0.1 cm dispersas por el

aceite. Esta característica es muy importante para aceites para turbinas y en

general para aceites hidráulicos porque provoca problemas como de espuma

superficiales. La aeroemulsión no se puede eliminar con aditivos.

1.5 ACEITES LUBRICANTES

El concepto de aceites lubricantes es usado para incluir toda clase de materiales

lubricantes aplicados como fluidos. Los aceites lubricantes están conformados por

una base más aditivos. La base de los aceites determinan las propiedades del

lubricante como la viscosidad y el color, mientras que los aditivos mejoran las

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propiedades físico-químicas del lubricante. La proporción que en la que se

encuentra el aditivo es generalmente del 30% al 2 % del total del aceite lubricante.

Figura. Composición del aceite lubricante

Fuente: http://www.frm.utn.edu.ar

En la fabricación de aceites lubricantes comprende:

La mezcla de las bases lubricantes del mismo tipo, dos como máximo, para

obtener las viscosidad y calidad requerida

Aditivación, según la necesidad de aplicación.

1.6 BASES DE ACEITE LUBRICANTE

La base del aceite es la componente más importante porque define propiedades

físicas y químicas del aceite como la viscosidad, la demulsibilidad, etc. Mientras

los aditivos no se agoten la base del aceite puede permanecer sin deteriorarse

pero cuando los aditivos se agotan la base se degrada empezando a oxidarse.

Los tipos de bases aceites se pueden clasificar en:

Mineral

Sintético

A continuación se describe cada uno de ellos.

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1.6.1 ACEITES MINERALES

Los aceites minerales son aquellos que se obtienen de la destilación del petróleo

crudo para su posterior refinación, es decir, se eliminan las moléculas indeseables

para la lubricación, no existen transformaciones químicas como la síntesis en su

elaboración.

Los aceites minerales de acuerdo a los hidrocarburos que lo componen se pueden

clasificar en:

Parafínicas: contienen hidrocarburos parafinicos del 75% o más. Contienen

hidrocarburos de cadena larga o “cerosos”. Son relativamente estables a

altas temperaturas, por su alto contenido de parafina no funcionan bien a

bajas temperaturas (Albarracín Pedro, 1993). Sus características más

importantes son:

-Alto índice de viscosidad, esto indica que varía muy poco su viscosidad

ante cambios de temperatura.

-Baja oxidación, ante altas temperaturas no se deteriora.

-Baja volatilidad.

Obtención

Las bases parafínicas generalmente se obtienen por:

-Extracción con fenol: se utiliza un proceso de extracción con fenol como

solvente, el fenol se aplica para cargas parafínicas, las cuales requieren

altas temperaturas de extracción y no se recomienda para obtener bases

nafténicas.

-Desparafinado con solventes: las ceras se remueven del aceite parafinico

utilizando solventes o se convierten en hidrocarburos de cadena mas corta

utilizando catalizadores especiales.

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-Hidrotratamiento: es un método de refino que usa la hidrogenación o el

hidrogeno gaseoso usando catalizadores a altas temperaturas y presiones,

remueve azufre, oxígeno y compuestos de nitrógeno.

Usos:

Las bases parafínicas son frecuentemente utilizadas para la fabricación de

lubricantes tanto para usos industriales como automotores. Éstas bases son

preferidas en la fabricación de aceites con un alto índice de viscosidad, sin

embargo son escasas y difíciles de obtener.

Nafténicas: son bases de aceite que contienen porcentajes nafténicos del

70% o más. Contienen hidrocarburos de cadena corta, es decir, son poco

cerosos. Generalmente contienen una alta proporción de asfalto. Son poco

estables a altas temperaturas y contienen una mínima cantidad de parafina,

por lo que a bajas temperaturas no forman cera y permanecen en estado

líquido (Albarracín Pedro, 1993) Sus características más importantes son:

-Bajo índice de viscosidad

-Alta volatilidad

-Bajo punto de fluidez. Como carecen de ceras funcionan correctamente a

bajas temperaturas.

-Reducida tendencia a la formación de carbón. Cuando se queman, el

carbón residual es escaso y blanco.

-Alto poder disolvente.

Obtención

Hidrotratamiento

Usos

Son preferidas en la elaboración de aceites lubricantes con un bajo índice

de viscosidad. Las bases nafténicas son empleadas en la fabricación de

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aceites minerales blancos y para transformadores, ya que son mas

compatibles con los aditivos.

Aromáticas: Estas bases tienen la característica de que su viscosidad

disminuye rápidamente con la temperatura. No presentan muchas

características de lubricación. Entre sus propiedades están las siguientes

(Albarracín Pedro, 1993):

-Bajo índice de viscosidad.

-Alta volatilidad.

-Se oxidan fácilmente.

-Tendencias a formar gomas y resinas.

-Se emulsionan fácilmente con el agua.

Generalmente los aceites minerales los hacen a partir de crudos de base mixta,

esto es, parafínica y nafténica en proporción dos a uno. Debido a que los crudos

parafínicos son más escasos y los nafténicos más abundantes estos últimos su

consumo se ha incrementado.

1.6.2 ACEITES SINTÉTICOS

Son aquellos que han sido obtenidos por síntesis química en laboratorio, es decir,

no existen en la naturaleza o no están contenidos naturalmente en el petróleo. Son

elaborados con sub-productos petrolíferos combinados en procesos de laboratorio

y de bases naturales. Su estructura molecular es definida y conocida de acuerdo a

las necesidades de utilización. Su elaboración es compleja por lo que resultan más

caros que los aceites minerales. Dentro de las bases de los aceites sintéticos más

comunes son los siguientes:

Hidrocarburos sintéticos. La más común son las Polialfaolefinas (PAO) :

también se conocen como hidrocarburos de síntesis ya que son obtenidos

artificialmente con productos procedentes del crudo petrolífero. Esta

sustancia es construida o sintetizada a partir de las moléculas del gas

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etileno que se van ligando mediante la aplicación de grandes presiones y

temperaturas, y luego por polimerización (uniendo químicamente) hasta

formar la molécula PAO. Entre sus ventajas destacan las siguientes (Pérez,

Et. Alt, 2007):

-Soportan grandes temperaturas.

-Son menos volátiles

-Estables frente a la oxidación.

-Su viscosidad es independiente de la temperatura dentro del rango de los

70ºC-200ºC.

Entre las desventajas o limitantes de la base aceite sintético están las

siguientes:

-Alto costo de compra

-Incompatibilidad con recubrimientos o sellos

-Toxicidad potencial.

-Alto costo de disposición.

-Posible incompatibilidad con el aceite mineral (Troyer & Fitch,2004)

Usos

Se usan para elaborar aceites lubricantes con aplicaciones en:

fluidos para motor, engranes, hidráulicos y de transmisión

automotrices.

Fluidos hidráulicos de aviación.

Compresores

Esteres orgánicos (Pentacrititol, trimetilpropano, etc.): esta base se obtiene

también por síntesis, es decir, de manera artificial, en esta no participan los

productos petrolíferos. Los esteres se producen de la reacción de productos

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de origen vegetal, como alcohol y un ácido graso. Son excelentes como

bases para lubricantes (Lluch Jose, 2012) entre sus ventajas están:

-Viscosidad estable en los rangos de -75ºC a 250 ºC.

-Untuosidad. Buena capacidad para adherirse, formando una capa limite

sobre metales de fierro y aluminio.

-Resistencia a altas temperaturas

-Compatibilidad con aditivos

Usos

Base para aceites lubricantes con aplicaciones en aceites hidráulicos, para

compresor y de transmisión.

Poliglicoles: son aquellas bases obtenidas a partir de óxidos de etileno u

oxido de propileno o de ambos. Algunas de sus características son:

-altos índices de viscosidad

-Resistencia a altas temperaturas

-No son muy compatibles con la mayoría de los aditivos.

-No son compatibles con fluidos minerales.

Usos

Se usan como base para lubricantes con aplicaciones en :

Engranes y cojinetes sobretodo en la industria del papel.

Aceites hidráulicos resistentes al fuego

Compresores de alta presión.

Otros: esteres fosfatados, siliconas, hidrocraked, etc.)

En la figura 1.8 se resumen las ventajas y desventajas de los aceites lubricantes

con base sintéticas.

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Figura 1.8 Ventajas y desventajas de los aceites lubricantes con base sintética.

Fuente: http://www.machinerylubrication.com/sp/img/vent_desvent_lub_sintetic.jpg

Por el alto costo de los aceites lubricantes con base sintéticas su uso no es más

común que el uso de los aceites lubricantes con base minerales.

1.7 PROPIEDADES DE LAS BASES DE ACEITE LUBRICANTES

De acuerdo con el autor Lluch (2012) las bases lubricantes deben de poseer una

serie de propiedades, en función de su composición y del uso que se le va a dar al

aceite lubricante. Entre éstas las más importantes son:

Viscosidad. Como en cualquier tipo de lubricante la viscosidad es una

propiedad muy importante. En los aceites esta característica es la que

permite que se mantenga la capa de aceite entre las superficies a lubricar.

La viscosidad varia dependiendo el tipo de base entre 4 y 20 cSt a 100ºC

para bases destiladas y unos 40 cSt para bases parafínicas.

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El índice de viscosidad (IV) es una propiedad que disminuye con la

temperatura. Como se mencionó en un apartado anterior este índice es

importante en los aceites, en los que el IV debe tener poca variabilidad para

los rangos de temperatura que se vayan a utilizar. Este índice se determina

de acuerdo a la norma ASTM D2270, se mide la viscosidad del aceite a

40ºC y a 100ºC y se comparan estas dos medidas con dos patrones de

aceite que tienen asignados por convenios.

Un IV adecuado mejora la degradación del aceite, la volatilidad y el

consumo; en los aceites minerales el comportamiento de la viscosidad del

aceite no es el adecuado y por esa razón hay que mejorar éste

comportamiento natural de la base con la incorporación de aditivos.

Punto de congelación. Es determinado de acuerdo a la norma ASTM D 97,

mide la temperatura a la que el aceite deja de fluir por precipitación de

parafinas. En punto varia entre -9ºC a -24ºC (Lluch,2012).

Volatilidad. Se determina acorde con la norma ASTM D 5800 , se mide el

contenido de componentes ligeros en la base, en valores entre el 20 y 35%

o a través de la curva de destilación.

Color. Es una medida del grado de refino o de la calidad del aceite.

Composición hidrocarbonada. Se refiere al contenido en hidrocarburos

aromáticos, nafténicos y parafínicos y a partir de ahí se dan las

características de viscosidad y oxidación.

Untuosidad. Propiedad de los aceites a adherirse a la superficies a lubricar

Biodegrabilidad. Se define como la velocidad en la que esta sustancia se

reduce a bióxido de carbono y agua por bioactividad.

Otras. Como el punto de fluidez, de inflamación y densidad relativa

descritas anteriormente en propiedades de los lubricantes.

En la tabla siguiente presenta una comparativa de las bases minerales y dos

sintéticas: la PAO y Éster. Como se puede observar las bases minerales son

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monogrado y las sintéticas son multigrado. El índice de viscosidad en

minerales es bajo y por esa razón generalmente al aceite se le incorporan

aditivos para mejorar el comportamiento de la viscosidad ante cambios de

temperatura, el punto de congelación es bajo para los minerales, en las demás

características tienen un comportamiento mejor, excepto en la

biodegradabilidad.

Tabla 1.3 Comparación de las propiedades de las bases.

BaseMineral P.A.O. Éster

Propiedades

Viscosidad Mono grado Multigrado Multigrado

Índice de viscosidad Bajo 100 Bueno 120-150Muy Bueno

130-160

Punto de congelaciónDébil 

-10/-15

Excelente 

-40/-60

Excelente 

-40/-60

Resistencia a la

oxidaciónBuena Muy buena Excelente

Volatilidad Media Excelente Excelente

Untuosidad No No Sí

Biodegradabilidad No No Sí

Fuente: http://www.dirind.com/dim/monografia.php?cla_id=33

1.8 NORMAS DE CLASIFICACIÓN DE LOS ACEITES

Los aceites están graduados o clasificados de acuerdo a ciertas normas que

son las siguientes (Ordoñez Manuel, 2013):

Normas SAE (Society of Automotive Engineers)

Normas ISO (International Organization for Standardization)

Normas API (American Petroleum Institute)

Normas ACEA (Asociación de constructores europeos de automóviles).

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Cada norma clasifica los aceites lubricantes de acuerdo al grado de viscosidad o

de acuerdo a su calidad de servicio y operación.

1.8.1 NORMAS SAE

La sociedad de ingenieros automotrices (SAE siglas en ingles), es una

organización enfocada a tecnología de la movilidad. Esta sociedad desarrolló un

sistema de valoración de aceites para motor, asi como de engranajes y ejes que

sirve de referencia para todo el mundo, dicho sistema indica la viscosidad de los

aceites a determinadas temperaturas, pero no indica nada sobre la calidad del

aceite.

Las normas siguientes son las que se aplican a la clasificación SAE y a los

métodos de prueba:

SAE J300 Clasificación de viscosidad de aceite para motor.

SAE J306 Clasificación de viscosidad lubricante de transmisión manual y

eje.

ASTM D445 Método estándar de prueba para viscosidad cinemática de

líquidos transparentes y opacos.

ASTM D446 Especificaciones estándar e instrucciones de operación para

viscosímetros cinemáticos capilares de vidrio.

Las normas SAE distinguen dos tipos de aceites los monogrados y los

multigrados.

1.8.1.1 ACEITES MONOGRADOS Y MULTIGRADO

Los aceites monogrados tienen la característica de llevar un solo número o grado

de viscosidad que indica los márgenes de temperatura dentro de los cuales el

aceite tiene un buen comportamiento, por ejemplo SAE30,SAE50, etc. Los aceites

monogrados se utilizan en ambientes donde la temperatura no sufre de cambios

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bruscos, en caso contrario se debe utilizar una graduación SAE distinta en verano

o invierno.

Los aceites multigrado tienen un margen de uso más amplio, debido a los aditivos

utilizados para mantener su viscosidad más estable frente a cambios de

temperatura. Los aceites multigrado, se identifican por dos grados distintos de

viscosidad, por ejemplo SAE 10W 40.

La letra W (Winter), indica la viscosidad fue medida a temperaturas bajas,

importantes para el arranque y funcionamiento en frio. Para los grados que no

tienen esta letra, la viscosidad se especifica a 100ºC. En la figura siguiente se

muestra el comportamiento de los aceites monogrados y multigrados frente a la

temperatura, y se observa que los multigrados son viscosamente mas estables.

Figura. Viscosidad frente a la temperatura para aceites monogrados y multigrados

Fuente: Sáenz Santiago, p.310,2011.

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En la tabla siguiente se muestran la tabla de clasificación SAE de aceites para

motores (del SAE0W hasta SAE60) y para engranajes (a partir del SAE70W hasta

SAE250) de acuerdo a su viscosidad cinemática a 100ºC.

GRADO SAE PARA MOTORES

VISCOSIDAD CINEMÁTICA A 100ºC (Cst) Mínima Máxima

0W 3.8 -5W 3.8 -10W 4.1 -15W 5.6 -20W 5.6 -25W 9.3 -16 6.1 8.220 5.6 9.330 9.3 12.540 12.5 16.350 16.3 21.960 21.9 26.1GRADO SAE PARA ENGRANAJES Y EJES70W 4.1 -75W 4.1 -80W 7 -85W 11 -80 7 1185 11 13.590 13.5 18.5110 18.5 24140 24 32.5190 32.5 41

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250 41

Tabla 3. Grados de viscosidad SAE para motores, engranajes y ejes. Fuente:

Datos de SAE J300 año 2005 y SAE J306

En la tabla anterior se puede observar que se asigna un numero SAE a distintos

rangos de viscosidades cinemáticas, esto es, un aceite SAE30 tiene que tener una

viscosidad cinemática de 9.3 cSt a 12.5 cSt a 100ºC. Esta viscosidad debería

mantenerse por el periodo de uso del aceite. Algunas designaciones de los

grados SAE van acompañados de la letra W (Winter) como el SAE25W, esto

quiere decir que el aceite tendrá un óptimo comportamiento en frio, sin embargo,

sino aparece la letra W quiere decir que no se asegura que ese aceite tenga un

buen comportamiento a bajas temperaturas, entonces se debe utilizar en el equipo

en épocas cálidas, en el caso de los motores a este tipo de aceites se les llama

aceite monogrados.

Resumiendo los aceites multigrados, estos aceites le asignan la W pero también le

añaden aditivos asegurando que el aceite tenga un correcto comportamiento a

temperaturas bajas (-18ºC) y a altas temperaturas (100ºC). por citar un ejemplo si

tenemos un aceite SAE 20W-50 quiere decir que utilizaremos un aceite que a

temperaturas bajas tendrá las características de viscosidad de un SAE20W, pero

cuando la temperatura aumente y alcance los 100ºC tendrá el comportamiento de

un SAE50, de este modo se asegura una lubricación adecuada para el equipo que

lo utilice. En el caso de los motores de auto cuando estos arrancan están a baja

temperatura pero cuando están funcionando empiezan a aumentar su

temperatura.

1.8.2 NORMAS ISO

La escala de viscosidades ISO (International Standard Organization) es aplicable a

aceites industriales, esta escala incluye un amplio rango de viscosidades

englobando desde los aceites más finos hasta los más gruesos para cumplir con

los requerimientos de maquinaria de producción, cojinetes, ventiladores, maquinas

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eléctricas, etc. Se debe asegurar que el lubricante va a soportar altas

temperaturas a la que será sometido en su uso.

La norma ASTM D2422 de Clasificación Estándar de Lubricantes Fluidos por

Sistema de viscosidad, define 18 grados de viscosidad, que van desde el grado

ISO 2 centistokes (mm2/ s ) hasta el 1500 centistokes medida a 40ºC (Mott,1996).

Cada grado ISO incluye un rango de viscosidades cinemáticas con un valor

máximo y mínimo, además de un punto medio de viscosidad en el que el valor

máximo y mínimo varia en ±10% del valor medio de viscosidad cinemática,

asimismo el valor medio de la viscosidad es aproximadamente 50% superior que

su anterior.

A continuación se presenta la tabla de los grados de viscosidad ISO

GRADO ISO VG PUNTO MEDIO cSt A 40ºC

LIMITES cSt A 40ºCMINIMO MAXIMO

2 2.2 1.98 2.423 3.2 2.88 3.525 4.6 4.14 5.067 6.8 6.12 7.4810 10 9 1115 15 13.5 16.522 22 19.8 24.232 32 28.8 35.246 46 41.4 50.668 68 61.2 74.8100 100 90 110150 150 135 165220 220 198 242320 320 288 352460 460 414 506680 680 612 748

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1000 1000 900 11001500 1500 1350 1650

Tabla 4. Grados de viscosidad ISO VG.

Fuente: http://www.mobiltec.cl/manualmobil/especificaciones_det.php?pg=5

En la siguiente figura se muestran las comparaciones de las equivalencias de los

grados de viscosidad entre los grados ISO y SAE. También aparece la

comparativa con la clasificación AGMA (American Gear Manufacturer Association)

AGMA es una asociación americana de fabricantes de engranajes y es la

referencia tomando en cuenta el tipo de engranaje así como sus condiciones de

trabajo, establece la clase de lubricante y la viscosidad más aconsejada en

aplicaciones para cajas reductoras o engranajes.

En este sistema la viscosidad se representa en una unidad diferente y, a que se

emplean los Segundos Saybolt Universal (SSU) a 100 ºF (37,9ºC).

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Figura. Tabla comparativa de viscosidades SAE-ISO

Fuente: http://www.widman.biz/images/viscosity-SAE-ISO.jpg

En la figura anterior si se desea saber por ejemplo la equivalencia de un SAE15W

siguiendo la línea horizontal nos encontramos que le corresponde un ISO32-46.

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1.8.3 NORMAS API

La clasificación de los aceites API (instituto americano del petróleo) están basadas

en las características de funcionamiento y el tipo de servicio al que está destinado

el motor. Identifican la calidad de los aceites de motor para vehículos de gasolina y

diesel. Los aceites con estas marcas cumplen con los requisitos de calidad

establecidos por los fabricantes de vehículos y motores estadounidenses e

internacionales y por la industria de los lubricantes.

El nivel de calidad API está representado generalmente por dos letras:

La primera nos indica el tipo de motor (S=gasolina y C=diesel)

La segunda nos indica el nivel de calidad

Para obtener esta norma los fabricantes de lubricantes deben de cumplir con

cuatro pruebas de motor en las que se toma en cuenta los siguientes elementos

(Ordoñez Manuel, 2013):

1. El aumento de la temperatura de los aceites con los motores en

funcionamiento.

2. La prolongación de los intervalos de cambio de aceite recomendados por el

fabricante.

3. Las prestaciones del motor.

4. Las normas de protección al medio ambiente. Algunos aceites deben

superar pruebas de reducción del consumo de carburantes por su escasa

viscosidad.

Si los aceites cumplen con las pruebas pueden obtener las licencias de

calidad .API, que garantiza la calidad del aceite. Obteniendo dicha licencia los

fabricantes de aceites pueden colocar el “donut” o logo del API con las siglas de

calidad del producto. En la figura siguiente se muestra los logos de calidad APII.

Los números de la figura nos indica lo siguiente:

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En el numero 1 nos dice si se trata de servicio para motores a gasolina con

la letra S o C para diesel.

En el numero 2 dice lo referido a la clasificación del grado de viscosidad

En el numero 3 nos indica el ahorro de energía y ahorro de combustible.

En el numero 4 nos indica los niveles de calidad múltiple, esto es, los

aceites diseñados para el funcionamiento de motores diesel también

pueden ser usados en motores a gasolina. Para la denominación de los

aceites se incluye primero la letra “C” seguida de la categoría “S”. Los

aceites de categoría “C” solamente, han sido formulados principalmente

para motores a diesel y puede no proporcionar las prestaciones requeridas

según las recomendaciones del fabricante de vehículos de motores de

gasolina.

El símbolo del servicio API con CI-4 plus identifica aceites formulados para

proporcionar un nivel de protección frente a los incrementos de viscosidad

ocasionados por hollín y la cizalla en motores de diesel.

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Figura. Logo o marca de licencia de calidad API en las marcas de

aceite.

Fuente:

http://www.api.org/~/media/files/certification/engine-oil-diesel/publications/engine-

oil-guide_spanish-3q2012.pdf?la=en

A continuación se presentan las tablas con las clasificaciones de calidad API para

los aceites para motores de gasolina y diesel, así como su vigencia.

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Fig. Clasificación para de aceites para motores a gasolina

Fuente:http://www.api.org/~/media/files/certification/engine-oil-diesel/publications/

engine-oil-guide_spanish-3q2012.pdf?la=en

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Figura. Clasificación API de aceites para motores a diesel

Fuente:http://www.api.org/~/media/files/certification/engine-oil-diesel/publications/

engine-oil-guide_spanish-3q2012.pdf?la=en

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1.8.4 NORMAS ACEA

La clasificación API es importante para los motores americanos, sin embarlo la

clasificación ACEA (Asociación de constructores europeos de automóviles) para

aceites en motores europeos tiene otros criterios.

ACEA fue constituida en 1996 y sustituye al CCMC (The Comittee of Common

Market Constructors) un organismo ya desaparecido. Este organismo tiene como

objetivo reflejar la clasificación API pero añadiendo ciertas exigencias. (Sáenz

Santiago, 2013).

Las normas ACEA están divididas en tres grupos (Ordóñez Manuel, 2013):

A/B- Para motores de gasolina y diesel en vehículos de turismo ligero.

C-Lubricantes compatibles con sistemas de tratamiento de gases de

escape. Motores de gasolina y diesel en vehículos de turismo ligeros.

E- Motores de diesel de vehículos comerciales, maquinaria de obras

públicas y agricultura (pesados).

Cada grupo se divide en varias categorías. Cada categoría va acompañada de un

número y el año de renovación de cada categoría o la cifras de año de

introducción de la versión más reciente. Los nuevos años de cada categoría

sustituye a los anteriores, por ejemplo un motor que recomiende el uso de un

aceite de categoría B4-98 puede usarse un A4/B4-08.

1.9 ADITIVOS

El diseño, la construcción, operación y mantenimiento de la maquinaria moderna,

ha creado al necesidad de emplear lubricantes de óptima calidad que sean

capaces de mantener sus propiedades bajo cualquier situación, esto ha llevado a

desarrollar aditivos o sustancias químicas.

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En general, las bases lubricantes de aceite no pueden satisfacer completamente

todos los requerimientos a exigir a un aceite lubricante, para esto se utilizan los

aditivos. Los aditivos mejoran las características naturales de lubricación,

prolongan su vida útil frente a su desgaste, oxidación, fricción, corrosión y

formación de depósitos. Los aditivos se incorporan a los aceites en dosis variadas,

desde partes por millón (ppm) o el 20% o más en algunos lubricantes para el

trabajo de metales (Lluch Jose,2012) .

1.9.1 FUNCIONES DE LOS ADITIVOS

Entre las funciones más importantes de los aditivos están las que se mencionan a

continuación ((Albarracín Pedro, 1993):

Limitar el deterioro del lubricante debido a reacciones químicas, como la

oxidación que resulta indeseable en el aceite durante su periodo de

servicio.

Proteger las superficies lubricadas de la agresión de ciertos contaminantes.

Mejorar las propiedades físico-químicas de los lubricantes, como la

viscosidad o proporcionarle otras nuevas.

1.9.2 CLASIFICACIÓN DE ADITIVOS

Los aditivos se pueden clasificar en tres categorías, de acuerdo a la función que

estos cumplen en los lubricantes, estas categorías son:

a) Aditivos que mejoran las propiedades de los lubricantes.

b) Aditivos que protegen al lubricante en si.

c) Aditivos que protegen a las superficies de trabajo.

1.9.2.1 ADITIVOS QUE MEJORAN LAS PROPIEDADES DE LOS LUBRICANTES

En ésta categoría están los aditivos que mejoran propiedades de los lubricantes

sin alterar su composición intrínseca.

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1.9.2.1.1 MEJORADORES DEL ÍNDICE DE VISCOSIDAD

Cuando un lubricante trabaja o es usado en un rango de temperaturas muy

grande, es deseable que la variación de su viscosidad sea poco sensible con la

temperatura, es decir que el mismo lubricante tenga un alto índice de viscosidad.

La acción que ejercen los mejoradores del índice de viscosidad sobre el aceite es

el espesamiento pronunciado a altas temperaturas, que corresponde a un

aumento del índice de viscosidad (Paz Andrés, 2004).

El índice de viscosidad en los aceites varia, por ejemplo, en los aceites para

motores y transmisiones oscila entre los 85 y 150, mientras que para aceites

hidráulicos y especiales dicho índice puede ser de 200 o más.

Los mejoradores de índice de viscosidad son compuestos orgánicos o polímeros

(polisobutenos, polimetacrilatos, copolímeros de oleofinas) que tienen largas

cadenas moleculares. A bajas temperaturas, estas se encuentran plegadas sobre

sí mismas y por lo tanto no modifican apreciablemente la viscosidad del aceite

base. En cambio, medida que la temperatura aumenta las cadenas se van

desplegando y forman una suerte de trama que restringe la fluidez del aceite lo

cual tiende a compensar su caída de viscosidad (Manual de lubricación Shell,

2013).

1.9.2.1.2 DEPRESORES DEL PUNTO DE CONGELACIÓN.

Cuando un lubricante es de origen parafinico y se le somete a bajas temperaturas

sufre una modificación en su estado físico, esto es, una congelación. Esto se debe

a la formación de cristales de parafina que impiden que el aceite escurra. Para

impedir la formación de dichos cristales se utilizan aditivos depresores del punto

de congelación en una concentración inferior al 0.25% los cuales son compuestos

orgánicos (Polímeros) que permiten que el aceite pueda escurrir a bajas

temperaturas (Paz Andrés, 2004).

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1.9.2.1.3 MODIFICADORES DE FRICCIÓN.

En algunas aplicaciones se requiere que exista una gran diferencia entre los

coeficientes de fricción estático y dinámico entre piezas que alternativamente

entran en contacto y están lubricadas por aceite (frenos, embragues, etc.) para

esto se utilizan los modificadores de fricción los cuales además de mejorar las

propiedades de fricción también pueden ayudar a evitar ralladuras, reducir el

desgaste y el ruido.

1.9.2.2 ADITIVOS QUE PROTEGEN AL LUBRICANTE EN SÍ

1.9.2.2.1 ANTIOXIDANTES

Inhiben la oxidación del aceite, reduciendo su espesamiento y la formación de

barniz. Cuando un aceite entra en contacto con aire éste se oxida, a una velocidad

que dependerá de los siguientes factores (Troyer D. & Fitch J., 2004):

Aireación: afecta la cantidad de oxigeno disponible para reaccionar con las

moléculas de aceite.

Temperatura: la tasa de oxidación es aproximadamente el doble cada vez

que la temperatura se incrementa en 10ºC.

Agua: provoca hidrolisis y promueve la oxidación.

Catalizadores metálicos: cobre, plomo, hierro y otros metales activos

promueven la oxidación del aceite.

El proceso de oxidación puede ser acelerado por el contacto del aceite con

algunos metales, cobre o hierro, que actuarán como agente catalítico (acelera la

reacción química), o bien por la presencia de agentes contaminantes (agua,

suciedad y partículas).

Las reacciones de oxidación, tiene como consecuencia la degradación del aceite,

cambiando sus propiedades físicas y químicas de la siguiente manera (Troyer D. &

Fitch J., 2004):

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Incremento de la viscosidad

Incremento de la acidez

Incremento de densidad relativa

Oscurecimiento

Barniz en las superficies de los componentes

Acumulación de lodos

Los aditivos antioxidantes son sustancias capaces de retardar o impedir la fijación

de oxigeno libre en el aceite o contrarrestando los efectos catalíticos de los

metales. Entre los principales compuestos antioxidantes más usados en los

motores donde se presentan oxidaciones a altas temperaturas están los

ditiofosfatos de zinc y para las oxidaciones a temperaturas normales como es en

las turbinas, compresores, etc., se utilizan los antioxidantes más usados son los

fenoles bloqueados.

1.9.2.2.2 ANTIESPUMANTES

Cuando el aceite es agitado en presencia de aire, éste queda ocluido o estancado

en el aceite en forma de burbujas de diferente tamaño, las cuales tienen a subir a

la superficie en forma de espuma. Las burbujas más pequeñas son más difíciles

de romper que las más grandes debido a la tensión superficial. Algunos factores

que favorecen la formación de espuma son (Paz Andrés, 2004):

Alta viscosidad

Temperaturas bajas

Presencia de agua.

Tensión superficial alta

La presencia de espuma es perjudicial en los sistemas de lubricación, puede

ocasionar derrames en cajas de engranajes y recipientes, riesgos y fallos

mecánicos debido a que el aire es compresible y por lo tanto se genere un

comportamiento irregular en la transmisión de potencia de los sistemas

hidráulicos.

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Para evitar la formación de burbujas se usan los aditivos antiespumantes, los

cuales adelgazan la envoltura de la burbuja de aire hasta su rotura, modificando

las tensiones superficiales en la masa de aceite. Los antiespumantes más

comunes son compuestos a base de siliconas y generalmente se adicionan en el

aceite en proporción menor al 0.001%.

1.9.2.3 ADITIVOS QUE PROTEGEN A LAS SUPERFICIES DE TRABAJO

1.9.2.3.1 ANTICORROSIVOS (R&O)

A veces se usan aditivos que combinan dos propiedades resistentes al herrumbre

y a la corrosión R&O (siglas en ingles). Los aditivos anticorrosivos son aquellos

que protegen los metales o superficies susceptibles a la corrosión, presentes en

una máquina, de los contaminantes ácidos presentes en el aceite.

Los anticorrosivos son compuestos que impiden la corrosión a través de la

neutralización o suspensión de los ácidos, evitando que tengan contacto con la

superficie.

Los inhibidores de corrosión con mayor uso comercial son los ditiofosfatos de zinc.

1.9.2.3.2 ANTIDESGASTE (AW)

Mientras se mantenga una película de lubricante con un espesor adecuado, las

superficies metálicas lubricadas no presentaran ningún desgaste mecánico, no

obstante, por diferentes razones, es posible que la película lubricante no sea

suficiente para evitar el contacto metal-metal, aunque sea por periodo pequeño de

tiempo, entonces existirá un desgaste.

Los aditivos antidesgaste AW (Anti Wear siglas en inglés) son compuestos de

distinta naturaleza química (ácidos orgánicos polares, tiofosfatos de zinc, etc.)

cuyas cadenas se adhieren a la superficie perpendicularmente, formando una

película de lubricante delgada resistente al cizallamiento y brindando una

lubricación efectiva bajo condiciones de carga moderada véase figura ----.

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Figura. Formación de una película de lubricante sobre una superficie ferrosa. Fuente:

http://campusvirtual.edu.uy/archivos/mecanica-general.

1.9.2.3.3 ANTIHERRUMBRE

Cuando el aceite se contamina con agua provoca el herrumbre de las aleaciones

ferrosas. Los aditivos antiherrumbre son productos que protegen las superficies

ferrosas contra la formación de óxido. Este tipo de aditivos forman una película de

lubricante muy tenaz que actúa como una barrera contra la humedad.

Generalmente los aditivos antiherrumbre son compuestos polares que desplazan

la humedad evitando el contacto del agua con las superficies, los aditivos de este

tipo más comunes son: aminas, ácidos grasos y fosfatos.

1.9.2.3.4 DETERGENTES

Los aditivos detergentes son aquellos que evitan la formación de depósitos

carbonosos en las ranuras de los motores de combustión interna cuando éstos

operan a temperaturas elevadas. Los productos detergentes poseen una reserva

alcalina capaz de neutralizar los ácidos que se originan en la combustión del

azufre presente en el combustible. Ésta alcalinidad se expresa en T.B.N. o índice

de alcalinidad total.

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Los aditivos detergentes más importantes son los jabones de ácidos grasos y

sulfonatos de bario, calcio y magnesio, fosfatos y fenatos aunque los primeros ya

no se usan porque promovían la oxidación del aceite.

1.9.2.3.5 DISPERSANTES

Cuando el lubricante entra en contacto con contaminantes que son insolubles en

el aceite, los cuales se aglomeran junto a los productos de oxidación y forman

depósitos sobre las superficies metálicas. Dichos depósitos pueden provocar fallas

en el funcionamiento de los mecanismos y bloqueos en los conductos de

lubricación y filtros.

Los aditivos dispersantes son moléculas polares que envuelven el lodo y

partículas de hollín para evitar la aglomeración de los contaminantes en el aceite

mediante la suspensión de las partículas insolubles, manteniendo limpia las

superficies.

Los dispersantes más usados están los: copolimeros, polímeros hidrocarbonados,

amidas y poliamidas, esteres poliésteres y sales amínicas.

1.9.2.3.6 EXTREMA PRESIÓN (EP)

Se denominan aditivos de extrema presión EP (Extreme Pressure siglas en inglés)

a aquellos productos químicos que evitan el contacto destructivo metal con metal,

una vez que ha desparecido la película clásica de lubricante de un régimen de

lubricación hidrodinámica. Cuando esto sucede, se dice que se llega a una

lubricación de capa limite ((Paz Andrés, 2004). Bajo condiciones de carga severas

el contacto metal-metal puede provocar microsoldadura o engranamiento de las

superficies.

Los aditivos de extrema presión poseen elementos de azufre, cloro, fosforo o sales

carboxílicas que son muy estables a bajas temperaturas, pero que cuando se

produce una temperatura elevada debido al contacto metal con metal se

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descomponen formando compuestos de punto de fusión bajo evitando la

soldadura véase figura ---.

Figura. Formación de una película química por reacción con el sustrato de una

superficie ferrosa. Fuente: http://campusvirtual.edu.uy/archivos/mecanica-general.

Uno de los aditivos más comunes de extrema presión son los ditiofosfato de zinc,

el cual aparte de esta característica da otras más como las de antioxidante y

anticorrosivo.

1.9.2.3.7 UNTUOSIDAD O ACEITOSIDAD

Cuando se refina el aceite se eliminan los componentes de menor resistencia a la

oxidación y con esto se eliminan también las moléculas que dan la untuosidad al

aceite, es decir la adherencia a la superficie. Los aditivos de untuosidad son

ácidos animales y vegetales que permiten que en condiciones de cargas severas

las moléculas del lubricante se adhieran a la superficie por fuerzas electroestáticas

o químicas.

Los aditivos más conocidos comercialmente son la fiantina y filosix. Son usados en

la lubricación de guías, trenes de laminación y algunos engranajes.

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1.9.2.3.8 EMULSIONANTES

Los aditivos emulsionantes solamente se recomiendan en la lubricación de

maquinaria expuesta al agua, puesto que se forma una emulsión perfecta con

ésta. Los emulsionantes evitan que el aceite sea desplazado o lavado de las

partes lubricadas. Solo se recomienda en ese tipo de maquinaria ya que de otro

modo la emulsión agua-aceite reduce el poder lubricante y favorece la formación

de herrumbre.

2. ACEITES LUBRICANTES INDUSTRIALES

Los aceites lubricantes tienen diversas aplicaciones en la industria. Éstos se

pueden clasificar en:

Aceites para compresores y bombas de vacío

Aceites para engranajes industriales

Aceites para transformadores

Aceites para sistemas de transferencia de calor

Aceites para motores de combustión interna

Mecanizado de piezas

Aceites para sistemas hidráulicos

Aceites para Turbinas

De manera general se describirán cada uno de ellos, así como las propiedades

que debe tener el lubricante de acuerdo a la aplicación industrial que éste tenga.

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2.1 COMPRESORES

2.1.1 DEFINICIÓN

Un compresor tiene la función de aumentar la presión del aire o cualquier medio

gaseoso. Los aceites para compresores son los lubricantes más importantes para

lubricar las partes principales de esta familia de máquinas.

Los compresores son máquinas que incrementan la presión de un gas para:

Transmitir la energía como en los sistemas neumáticos.

Desplazar y almacenar el propio gas como en la red de gas natural

Procesos industriales varios.

2.1.2 TIPOS DE COMPRESORES

Básicamente hay dos tipos de compresores y son (Mang Theo, 2014):

Compresores de desplazamiento positivo: son aquellos en los que la

elevación de la presión del gas se logra disminuyendo su volumen en un

espacio confinado o cámara a través del desplazamiento de un elemento

móvil. Son utilizados cuando se requiere altas presiones o poco volumen.

Ejemplos de estos compresores son los alternativos o de pistón y rotativos.

Compresores dinámicos: en este tipo de compresores al aire o gas se le

imprime energía de velocidad mediante la rotación a alta velocidad de los

impulsores de la máquina. Generalmente son usados cuando se necesitan

mucho volumen del gas a baja presión. Ejemplos de este compresores son

los centrífugos y axiales

2.1.3 LUBRICACIÓN EN COMPRESORES

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COMPRESORES ROTATIVOS DE LOBULOS

Estos compresores poseen dos rotores simétricos en paralelo sincronizados por

engranajes (véase figura---). Producen grandes volúmenes de aire a baja presión.

Su funcionamiento es similar al de la bomba de aceite de un automóvil y requiere

de un flujo constante.

Figura. Compresor rotativo de lóbulos. Fuente:http://www.widman.biz/boletines/56_files/BIGlobulos.jpg.jpg

En lo referente a la lubricación tiene pocas piezas en movimiento y utilizan el

régimen de lubricación hidrodinámica o por salpicadura de aceite. En los cojinetes

o rodamientos a veces se lubrican con grasas.

COMPRESORES TIPO TORNILLO

Estos compresores tienen dos tornillos entrelazados que rotan paralelamente para

comprimir el aire. El aire entra por la válvula de admisión con el aceite. Véase la

figura—en la que los rotores que se denominan macho y hembra comprimen el

aire desde la presión de succión hasta la salida.

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Figura. Compresor de tornillo. Fuente: Mang 2014.

En la lubricación de compresores de tornillo el aceite tiene la función de:

Lubricación

Sellado

Refrigeración.

El lubricante se inyecta en la cámara de presión entre los rotores Se forma

entonces una película lubricante hidrodinámica para los engranajes y los tornillos

utilizan una lubricación limite. El aceite, lubrica los rotores que engranan y los

casquillos de fricción.

Por otra parte el lubricante también ayuda a absorber el calor y disipar este a

través de radiadores. La temperatura de la aire comprimido de aproximadamente

80 C- 100 C que se ajusta por la cantidad de aceite inyectado.

COMPRESORES TIPO PALETA

En estos compresores el rotor que lleva cierto número de paletas gira a una

velocidad alta accionado por un motor, mientras la fuerza centrífuga lleva las

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paletas hacia la carcasa o estator, el volumen de aire atrapado en las paletas se

comprime, su volumen disminuye y su presión aumenta, dicho aire será empujado

hasta la salida o abertura de descarga véase figura--.

Figura. Compresor tipo paleta. Fuente:

http://www.widman.biz/boletines/56_files/BIGpaletas.jpg.jpg

Lubricación en estos compresores tiene la función de sellar las paletas y contra el

anillo de la carcasa. Los cojinetes del rotor deben tener un régimen de lubricación

hidrodinámica, mientras que las paletas que frotan el anillo de la carcasa tienen

lubricación hidrodinámica y limite. Como tiene lubricación limite se necesitara el

uso de aditivos resistentes a la oxidación y antidesgaste inyectados o pasado por

conductos de aire. Estos compresores pueden alcanzar temperaturas de 200ºC

así que requieren aceites que mantengan un buen índice de viscosidad y que no

se formen depósitos por la oxidación que provoque fallos en las paletas.

COMPRESORES DE MOVIMIENTO ALTERNATIVO

El funcionamiento de estos compresores en cuanto a la disposición de cilindros y

movimiento de pistones es similar al de un motor de combustión interna, excepto

que no se produce combustión en la cámara de compresión. Estos compresores

pueden ser efecto simple para baja presión o de efecto doble para alta presión. En

la figura--- se describe su funcionamiento.

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Figura. Compresor de movimiento alternativo. Fuente: Shell, 2013.

En la lubricación se debe tomar en cuenta que estos compresores funcionan en

caliente hasta 220ºC. Los cojinetes trabajas con lubricación hidrodinámica y las

válvulas y pistones en lubricación mixta y limite. Los aceites usados deben ser de

buena calidad ya que sino tienden a formar depósitos carbonosos en la descarga

del compresor, válvulas, etc., provocando incendios y aumentando su

mantenimiento. No se deben usar aditivos detergentes/dispersantes porque

absorben la humedad y provocan herrumbre. Se pueden usar aditivos

demulsificadores para drenar el agua en el fondo del cárter.

COMPRESORES DINAMICOS

Estos compresores tienen la ventaja de que tienen pocas piezas en movimiento.

Los compresores dinámicos son de dos tipos:

Radial o centrífugos: un eje con aspas gira succionando el aire en una

entrada amplia aumentando su velocidad para posteriormente descargarlo.

Axiales: éstos compresores tienen aspas rotativas en forma de abanico,

aceleran el aire o gas de un lado a otro, comprimiéndolo, similar a una

turbina.

En la figura--- se muestran los dos tipos de compresores dinámicos.

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Figura. Compresor Radial y Axial. Fuente

http://www.widman.biz/boletines/56_files/BIGaxial.jpg.jpg

En los compresores dinámicos el lubricante no tiene contacto con el aire, y por lo

general solo se lubrican los cojinetes del rotor y su régimen de lubricación es

hidrodinámico. Las exigencias en su lubricación son parecidas a la de una turbina.

BOMBAS DE VACIO

Las bombas de vacío son compresores cuya entrada es conectado a la cámara

donde el vacío es creado. Se usan para efectuar vacío en un espacio de modo

que si bien su principio de funcionamiento es parecido a los compresores, la

presión de descarga es en este caso la atmosférica y la de aspiración inferior a

ésta. Tiene aplicaciones en la industria alimenticia, farmacéutica, química y de

plásticos.

El grado de vacío está condicionado al diseño y precisión del equipo, las posibles

contaminaciones que lleguen al aceite y la tensión de vapor del mismo a la

temperatura de servicio.

Por esta razón se emplean aceites minerales puros altamente refinados y de baja

volatilidad.

2.1.4 ACEITE LUBRICANTE PARA COMPRESORES

Los compresores cuyas cámaras son lubricadas presentan ciertos problemas

debido al contacto del aire o gas con el aceite lubricante. La selección del

lubricante más adecuado depende del tipo de compresor en cuestión, de las

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presiones involucradas, de las temperaturas de salida, y el tipo de aire / gas que

está siendo comprimido. Compresores de pistón que generan las presiones más

altas son particularmente problemáticas. Turbocompresores en los que sólo

se lubrican rodamientos y no se lubrican cámaras de presión plantean menos

problemas. Los compresores de tornillo y de pistón son los más utilizados. Para

los compresores de pistón deben se deben usar aceites lubricantes con una alta

viscosidad (ISO VG 100 o ISO VG 150), muy bajo contenido de residuos de

carbono , y no usar aditivos EP / AW. Los compresores de tornillo necesitan

lubricantes de menor viscosidad (ISO VG 46 o 68) con una excelente estabilidad a

la oxidación y aditivos alta/leve AW/EP (Mang Theo, 2014).

Para seleccionar el aceite lubricante para compresores se deben tomar en cuenta

ciertos factores:

Viscosidad: es importante tomar en cuenta la viscosidad, ya que aceites

demasiado viscosos pueden fallar en proteger la superficie de trabajo ya

que no se distribuyen fácilmente. Para compresores de simple y doble

efecto se usan aceites con viscosidad ISO 68, se pueden usar otros grados

de viscosidad pero dependerá del tipo de compresor.

Resistencia a la oxidación y corrosión: es inevitable que se produzca un

poco de oxidación en el aceite debido a que es sometido a altas

temperaturas y presiones pero debe mantenerse al mínimo, de otro modo

se pueden formar depósitos carbonosos y lacas que se depositan en las

partes más calientes del sistema (válvulas, tubería, etc.)y provoca fallos.

Por eso es recomendable usar aditivos R&O.

Propiedades demulsificantes: debido a las condiciones calientes y húmedas

en los compresores, el lubricante llega a contaminarse con agua,

provocando efectos nocivos, acelera la descomposición del aceite,

promueve corrosión y herrumbre, minimiza la eficiencia del lubricante. El

uso de aditivos demulsificantes permite que el agua se separe del aceite

rápidamente y se drene del sistema para que el aceite sin contaminación

pueda recircular.

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Propiedades antidesgaste y antiespumantes: resistencia a la formación de

espuma para evitar el rebose del aceite, la cavitación de cojinetes y

desgaste.

2.2 ENGRANAJES INDUSTRIALES

2.2.1 DEFINICIÓN

Los engranajes son mecanismos destinados a transmitir potencia y movimiento

entre los diferentes elementos de una máquina. Los engranajes se definen como

ruedas dentadas que tienen la función de transmitir movimiento, cambiar velocidad

y la dirección de rotación (W.A, 2015). En la figura—se muestran las partes de un

engranaje.

Figura. Partes de un engranaje. Fuente: http://image.slidesharecdn.com/engranes-

110128093321-phpapp02/95/engranes-5-728.jpg?cb=1296228973

Con estos mecanismos se puede obtener un tren de engranajes, que es un

conjunto de dos o más ruedas dentadas que tienen en contacto sus dientes de

manera que cuando gira una giran las demás. Es un sistema de transmisión

circular directo. El Tren de engranajes consta de una rueda con dientes en su

periferia exterior, que engrana sobre otra parecida, lo que evita el deslizamiento

entre las ruedas. Al engranaje de mayor tamaño se le denomina rueda y al de

menor piñón véase figura--.

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Figura. Sistema de engranajes. Fuente: concurso.cnice.mec.es

Los engranajes son el medio de transmisión de potencia mas utilizado debido a

sus ventajas:

Las ruedas no se pueden resbalar una con otra.

Son capaces de transmitir grandes esfuerzos

La relación de transmisión se mantiene siempre constante.

2.2.2 TIPOS DE ENGRANAJES

Los engranajes se clasifican de acuerdo al eje del que dispongan ya sea paralelo

o perpendicular y al tipo de dientes.

TIPO DE EJE TIPO DE DIENTESEjes paralelos -Dientes rectos

-Dientes helicoidales

-Dientes en V

Ejes perpendiculares -Transmisión entre ejes que se cortan

-Transmisión entre ejes que se cruzan

Tabla. Tipos de engranajes. Fuente: W.A, 2015

Dientes rectos

Son lo más sencillos de fabricar y se utilizan en máquinas con el objetivo de

transmitir pequeños esfuerzos y que utilice ejes cuya velocidad no sea muy alta.

Este sistema es ruidoso y causa vibración, se encuentra prácticamente en

cualquier máquina, véase figura--.

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Figura. Engranajes de dientes rectos y engranajes cónicos de dientes rectos.

Fuente: W.A., 2015

Dientes helicoidales

Tienen la característica de varios dientes están engranados a la vez. Entonces el

esfuerzo se reparte entre éstos durante la transmisión con velocidades más

uniformes, sus posibilidades de rotura son menores, el ruido en su operación es

menor. Este tipo de engranajes se encuentran en cadenas cinemáticas de

máquinas, cajas de cambio, etc., véase la siguiente figura---

Figura. Engranajes de dientes helicoidales. Fuente: W.A, 2015

Dientes en v

Sus dientes tienen forma de “v”, son muy poco utilizados y son poco ruidosos. Se

muestran en la figura—

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Figura. Engranajes con dientes en V. fuente: http://www.aulatecnologia.com/

Ejes que se cortan y ejes que se cruzan

Los engranajes con ejes que se cortan se pueden encontrar en casi todas las

cadenas de las máquinas y con ejes que se cruzan son utilizados para grandes

reducciones de velocidad, tienen la características de que sus ejes están ubicados

en diferentes planos, un ejemplo de éstos son los engranajes sinfín y corona

figura--.

Figura. Engranaje sinfín y corona. Fuente.

http://www.cmdgears.com/wp-content/uploads/2013/04/img2.jpg

2.2.3 LUBRICACIÓN EN ENGRANAJES

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La lubricación de engranajes debe cumplir las siguientes funciones:

Lubricar: La función del aceite lubricante es disminuir la fricción entre los

dientes del engranaje y de esta manera disminuir cualquier desgaste

resultante, idealmente se logra con la aplicación de una película delgada de

lubricante.

Refrigerar: especialmente para engranajes cerrados, el lubricante debe

actuar como un refrigerante y eliminar el calor generado a medida que el

diente rueda y se desliza sobre otro.

Protección: el lubricante debe proteger al engranaje contra corrosión y

herrumbre.

Limpieza: se debe mantener limpio los dientes del engranaje y sacar todos

los deshechos que se forman durante el encaje de un diente contra otro.

2.2.4 ACEITES LUBRICANTES PARA ENGRANAJES

Los aceites lubricantes para engranajes deben de cumplir con ciertas propiedades

las cuales son muy importantes en la selección del lubricante (Shell, 2013).

-Viscosidad y capacidad de carga: La viscosidad del aceite tiene una influencia

sustancial en la lubricación de engranajes debido a las altas presiones de contacto

y deslizamiento entre los dientes, ya que si se perdiera la película de lubricación

se tendría un desgaste rápido por el contacto metal con metal. La viscosidad del

aceite es una propiedad muy relevante para lograr una lubricación eficiente. Ésta

propiedad debe aumentar a medida que disminuye la velocidad y aumente la

carga. Se requiere una alta viscosidad para alta capacidad de carga,, baja

viscosidad para baja capacidad de carga.

El grado de viscosidad .debe ser elegido de acuerdo al factor de carga-velocidad

véase figura— en el eje vertical se tiene la viscosidad cinemática a 100ºC para un

engrane sin fin y corona y en el eje horizontal el factor de carga con su

correspondiente formula, así se puede elegir el grado de viscosidad del aceite. Así

también se puede seleccionar para engranajes cilíndricos.

Page 63: Web view1.8 NORMAS DE CLASIFICACIÓN DE ... En la figura anterior si se desea saber por ejemplo la equivalencia de un SAE15W siguiendo ... Para aleaciones ligeras como las de

Figura. Factor carga/velocidad-viscosidad para engranajes. Fuente: Shell,

2013.

No obstante, cuando sea posible mantener una película adecuada para los

engranajes será necesario recurrir a aditivos AW o EP.

-Estabilidad a la oxidación: Los aceites de engranajes están sometidos a

condiciones de oxidación severas debido al aumento de temperatura en la zona

del engrane, combinado con aire y el contacto con metales que actúan como

agentes catalíticos. Por eso deben ser resistentes a la oxidación.

-Protección a la corrosión y herrumbre: Es común que en las cajas de engranajes

exista condensación de humedad con el peligro de promover la corrosión y

herrumbre de las piezas metálicas.

-Demulsibilidad: el agua puede acumularse en una caja de engranajes. Para que

esto sea evitado el aceite de tener buena demulsibilidad y así pueda ser drenada.

-antiespumante: es una propiedad importante para los aceites de engranajes ya

que si bien esta puede disminuirse con el sistema de lubricación, no puede ser

eliminada en su totalidad, especialmente cuando los engranajes trabajan a una

velocidad elevada.

2.2.5 TIPOS DE ACEITES LUBRICANTES PARA ENGRANAJES

Page 64: Web view1.8 NORMAS DE CLASIFICACIÓN DE ... En la figura anterior si se desea saber por ejemplo la equivalencia de un SAE15W siguiendo ... Para aleaciones ligeras como las de

Aceites minerales: con buena resistencia a la oxidación y demulsibilidad,

siempre y cuando se trabaje bajo condiciones moderadas de operación.

Aceites contra herrumbre y corrosión (R&O): se usan cuando las

temperaturas son muy elevadas y hay posible contaminación con agua.

Aceites de extrema presión (EP): se usan cuando los engranajes tienen que

soportar altas cargas, se le incorporan aditivos como azufre, fosforo para

darles propiedades de extrema presión, anticorrosivas, antiespumantes.

Son utilizados en engranajes de acero-acero (cilíndrico y cónico) y de

acero-bronce (sin fin y corona).

Aceites compuestos: son una mezcla de aceite mineral y grasa animal,

tienen alta adhesividad, son usados en engranajes sin fin y corona en el

que la acción de deslizamiento es elevada.

Aceites sintéticos: también son usados en engranajes con acción de

deslizamiento elevada. Los más comunes son las Polialfaoleinas.

2.3 TRANSFORMADORES ELECTRICOS

2.3.1 DEFINICIÓN

Un transformador es un dispositivo eléctrico que aplica el principio de inducción

electromagnética entre dos circuitos aislados eléctricamente pero acoplados

magnéticamente con el fin de cambiar el voltaje de una corriente alterna sin

más circuitos a más circuitos de la misma frecuencia, usualmente aumentando o

disminuyendo la corriente o voltaje. Un transformador puede ser elevador si recibe

energía y la devuelve a una tensión más elevada o puede ser reductor si recibe

energía y la devuelve a una tensión menos elevada. En la figura— donde:

Vp= voltaje del primario

Ip= corriente del primario

Np= número de vueltas del primario

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Vs= voltaje del secundario

Is= corriente del secundario

Ns= número de vueltas del secundario

se observa que un transformador tiene un núcleo de hierro en el que se enrollan

los devanados primarios y secundarios de alambre de cobre. El devanado o

bobinado primario recibe el voltaje de entrada y el secundario entrega el voltaje

transformado,

Figura. Transformador. Fuente: www.unicrom.com

El primario recibirá un voltaje, que hará circular por este una corriente alterna que

inducirá un flujo magnético en el núcleo de hierro, como el secundario esta

enrollado en el mismo núcleo, el flujo magnético circulara a través de éste y se

generara un voltaje en el secundario, habrá una corriente en este bobinado si está

conectada una carga.

2.3.2 TIPOS DE TRANSFORMADORES

Se clasifican de acuerdo a

Su operación: en de distribución (5-500KVA) y de potencia (mayores a 500

kva).

Por el número de fases: monofásicos (una línea o fase y un neutro y tierra)

y trifásico ( tres líneas y pueden o no estar conectados a un neutro común o

tierra).

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Por el medio refrigerante: aceite, aire, líquido inerte.

Por su tipo de enfriamiento

2.3.3 LUBRICACIÓN EN TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS

La eficiencia de un transformador depende no solo del diseño y la operación

del mismo, sino también de las propiedades del lubricante utilizado. El aceite

para transformadores debe de cumplir tres funciones:

Refrigerar: es la función más importante que debe de cumplir el aceite

dieléctrico en el transformador, la de enfriar y disipar el calor generado

durante la operación de éste.

Aislar: la función del aceite es prevenir la formación de un arco eléctrico

entre dos conductores con una diferencia de potencial grande. Se deben

aislar los bobinados entre sí y con el núcleo y carcasa.

Lubricar: el aceite debe proveer una película químicamente inerte y apolar

que permita la protección de las partes metálicas y de los otros materiales

en un transformador, sin reaccionar con ellos.

2.3.4 ACEITES LUBRICANTES PARA TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS

Los aceites lubricantes para transformadores eléctricos deben de tener ciertas

propiedades físicas (Shell, 2013):

Baja viscosidad: como en general la circulación del aceite en un

transformador es por convección natural, si el aceite tiene viscosidad alta

no se logrará una buena circulación lo que provocara una ineficiente

refrigeración y un recalentamiento en el transformador, por esa razón se

deben usar aceites dieléctricos con una baja viscosidad.

Según la norma ASTM D445 o D88 las viscosidades máximas para aceites

dieléctricos son:

100ºC……….3 cSt.

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40ºC………...12 cSt.

0ºC…………..76 cSt.

Bajo punto de fluidez: como la mayoría de los transformadores operan a la

intemperie en necesario que el aceite tenga buena fluidez a bajas

temperaturas. Los puntos de fluidez aceptables según la norma ASTM D-

97, es de -40ºC a -50ºC.

Punto de inflamación: se ha definido con valor mínimo de los 145ºC entre

más, alto habrá mayor seguridad en su utilización en transformadores e

interruptores de potencia.

Color: para los aceites dieléctricos de tener un color máximo de 0,5 amarillo

claro, esperando que el aceite sea de contenido nafténico.

Propiedades eléctricas:

Factor de potencia: mide las pérdidas de corriente que tienen lugar en el

equipo cuando está en operación y que provoca que se eleven las

temperaturas bajo carga.

Factor de potencia máximo permisible (%) según el método ASTM D-

924 es 25ºC un 0.05% y a 100ºC un 0.3%.

Rigidez dieléctrica: es una de las propiedades más usadas para

determinar la capacidad de aislamiento en el transformador. La rigidez

dieléctrica es la capacidad del aceite de para soportar tensiones

eléctricas sin fallas, es decir, en un aceite para transformador es el

mínimo voltaje para que se produzca un arco eléctrico entre el bobinado

y la carcaza o núcleo. Una alta resistencia eléctrica indica que el aceite

está libre de contaminantes y humedad.

Propiedades químicas:

Alta estabilidad a la oxidación: Los aceites dieléctricos, en razón en su

operación están expuestos la presencia de aire, altas temperaturas y a

la influencia de metales como el hierro y cobre que actúan como

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catalizadores, lo cual produce la formación de ácidos y lodos. Los ácidos

tienen efectos negativos en el tanque del transformador y reducen

significativamente la capacidad aislante del aceite con las consecuentes

pérdidas eléctricas. Los lodos interfieren en el enfriamiento situación que

también conduce a pérdidas de potencia eléctrica.

Es importante reducir al mínimo la presencia de ácidos y lodos, para eso

se deben usar aceites refinados que resistentes a la oxidación para que

periodos de funcionamiento del aceite y el equipo.

2.3.5 TIPOS DE ACEITES LUBRICANTES PARA TRANSFORMADORES ELECTRICOS.

Aceites minerales: un aceite mineral dieléctrico está compuesto

principalmente de hidrocarburos nafténicos. Por lo general el aceite

responde a las siguientes proporciones:

-Hidrocarburos aromáticos del 4 al 7%.

-Hidrocarburos isoparafinicos del 45 al 55%

-Hidrocarburos nafténicos del 50 al 60%.

Este tipo de aceite minerales dieléctricos son los más usados a nivel

mundial.

Aceites sintéticos: el uso de este tipo de aceites en transformadores es muy

limitado, se han utilizado fluidos sintéticos a base de silicona y esteres para

alta seguridad y un amplio tiempo de servicio ya que las silicona no se

oxida o no forma lodos.

2.4 SISTEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

2.4.1 DEFINICIÓN

En varias aplicaciones industriales se emplea el aceite como agente de

transmisión de calor debido a que es capaz de alcanzar temperaturas elevadas,

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aproximadamente 300ºC, en comparación del agua, sin necesidad de trabajar a

elevadas presiones. En la figura—se ve un ejemplo de un sistema de transferencia

de calor de una caldera, es un sistema cerrado, el aceite se caliente en la caldera

y una bomba lo hace circular por el circuito hacia los receptores que contienen los

intercambiadores o superficies de calefacción.

Figura. Sistema de transferencia de calor de una caldera. Fuente: Shell, 2013.

La mayoría de los sistemas de transferencia de calor son cerrados, es decir, no

intercambian masa ni energía con los alrededores o con el medio.

2.4.2 LUBRICACION EN SISTEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

Las propiedades que debe detener el aceite lubricante en los sistemas de

transferencia de calor son:

Baja viscosidad: tiene que ser un aceite poco viscoso para que pueda fluir

con facilidad por el circuito y mejore la transferencia de calor.

Alta estabilidad térmica: la causa de degradación del aceite en un sistema

de transferencia de calor es el craqueo térmico o proceso mediante el cual

se descomponen las moléculas de los hidrocarburos a altas temperaturas

que producen la formación de depósitos carbonos.

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Volatilidad: el aceite debe tener una baja volatilidad para evitar la formación

excesiva de vapores en operación normal.

2.4.3 TIPOS DE ACEITES LUBRICANTES PARA SISTEMAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

Por lo general se utilizan:

Aceites minerales con alta estabilidad térmica, de oxidación, de baja

viscosidad y volatilidad para sistemas cerrados que operan hasta los 300ºC

Aceites sintéticos con alta estabilidad térmica y operan en sistemas hasta

los 500ºC.

2.5 MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

2.5.1 DEFINICIÓN

Los motores de combustión interna, son aquellos que permiten transformar la

energía química del combustible en calor y convierten este calor en trabajo

mecánico, es decir, en fuerza y movimiento. La transformación de energía química

en calor se hace mediante su transmisión a un medio de trabajo cuya presión

aumenta y que realiza el trabajo cuando finalmente se expande. Como medio de

trabajo se usan líquidos, que aumentan su presión de trabajo por evaporación o

gases que lo alcanzan por compresibilidad (Heinz Carl, 2005).

Para la combustión del combustible se necesita oxígeno, que se suministra con el

aire. Si la combustión se realiza dentro del motor se denomina combustión interna.

Si la obtención de trabajo mecánico se produce continuamente debe existir una

secuencia cíclica, esto es, motor de émbolos.

Generalmente los motores están constituidos por block el cual tiene ciertas

cavidades (cilindros). Cada cilindro abriga un pistón o embolo que tiene un

desplazamiento alternativo y que se conecta con un cigüeñal o eje de motor a

través de una biela , de forma que al desplazarse el pistón en el cilindro imprime

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un movimiento rotatorio al cigüeñal. El combustible es quemado en el cilindro con

una cantidad determinada de aire, produciendo gases que impulsan al pistón.

Un motor de combustión interna tienen las siguientes zonas básica:

Figura. Zonas básicas de un motor de combustión interna. Fuente:

www.asifunciona.com.

Culata: zona superior del motor por la cual entra el aire y combustible al

mismo.

Bloque: es la zona intermedia del motor, contiene los cilindros dentro de los

cuales se deslizan los pistones o émbolos.

Carter: Zona inferior del motor que contiene el depósito de aceite para la

lubricación de los elementos del motor.

En estas tres zonas van instalados los siguientes elementos:

Cigüeñal

Bielas

Pistones

Inyectores

Válvulas de admisión

Válvulas de escape

Árbol de levas

Bomba de agua

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Bomba de aceite

Ventilador

Radiador.

2.5.2 TIPOS DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

La clasificación más general para los motores de combustión interna es la

siguiente:

Según el combustible utilizado:

-Gasolina

-Diesel

Según el funcionamiento:

-4 tiempos: el cigüeñal necesita dos vueltas, es decir, cuatro carreras del

pistón (admisión, compresión, combustión y escape) para llevar a cabo la

combustión y evacuar los gases de escape del cilindro.

-2 tiempos: el ciclo tiene lugar durante una vuelta del cigüeñal , es decir,

dos carreras del pistón.

Motores a gasolina

Estos motores se alimentan de una mezcla de aire y combustible en los cilindros,

ya sea por un carburador o un sistema de inyección. Esta mezcla se comprime y

luego se produce su ignición a partir de la chispa iniciada en una bujía. La mayoría

de estos motores son de cuatro tiempos con aplicación en los automóviles y su

funcionamiento se resume en el siguiente proceso:

1. Primer tiempo, admisión: se abre la válvula de admisión, el pistón

desciende y el cilindro se llena de una mezcla de aire y combustible.

2. Segundo tiempo, compresión: se cierra la válvula de admisión, el pistón

sube y se comprime la mezcla aire-combustible.

3. Tercer tiempo, combustión: se enciende la mezcla comprimida y el calor

generado por la combustión expande los gases que ejercen presión sobre

el pistón.

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4. Cuarto tiempo, escape: se abre la válvula de escape, el pistón se desplaza

hacia arriba, expulsando los gases quemados.

La figura--- muestra este proceso y las partes de este motor a gasolina.

Figura. Motor a gasolina partes y proceso de funcionamiento. Fuente:

http://www.todomotores.cl/mecanica/el_motor.htm

Motores diesel

En los motores diesel los cilindros aspiran aire, el cual alcanza muy altas

temperaturas por el efecto de compresión, cuando se inyecta la cantidad suficiente

de combustible en la cámara de combustión, la mezcla se inflama por si misma, es

decir, no necesita una chispa para provocar el encendido de la mezcla.

La mayoría de los motores diesel son de 4 tiempos, excepto motores muy grandes

como ferroviarios o marinos son de dos tiempos.

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Figura. Motor diesel con autoencendido y motor a gasolina encendido por

chispa. Fuente:

http://www.fondear.org/infonautic/barco/Motores_Helices/Motores_Diesel/

Motores_Diesel.htm

2.5.3 LUBRICACIÓN EN LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

Los aceites lubricantes para motores de combustión interna incluyen aquellos

utilizados en automóviles de turismo, vehículos comerciales y aplicaciones

estacionarias. Técnica y comercialmente, los aceites de motor son el número 1

entre los lubricantes, en el mercado mundial de lubricantes representan más del

60%. En los últimos años el desarrollo de aceites para motor se ha enfocado en la

industria de automotriz internacional, hay dos organizaciones internacionales

encargadas de clasificar la calidad mínima requerida para los aceites lubricantes

de automóviles: En Europa la ACEA y en EUA la API (Mang Theo, 2014).

ACEA y API éstas organizaciones ya fueron tratadas en un apartado anterior.

También se vieron los grados de viscosidad SAE que es especialmente para la

industria automotriz con esta clasificación SAE vienen los aceites monogrados y

multigrados. La organización ASTM (Sociedad Americana de Ensayos de

Materiales) se encarga de la descripción técnica de los lubricantes y los métodos

de ensayo de laboratorio y/o motor.

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En los motores de combustión interna al trabajar en condiciones muy variadas

necesitan aceites lubricantes que cumplan con las exigencias del motor y que

tengan el menor mantenimiento posible, las funciones del lubricante en este caso

son (Shell, 2013):

Lubricar: los motores pueden perder la potencia desarrollada debido al

vencimiento de la fricción entre las partes en movimiento. Por lo tanto, el

aceite lubricante debe ser eficiente para disminuir la fricción al mínimo y

proveer una correcta película entre los aros y cilindros, tren de válvulas,

cojinetes, etc.

Refrigerar: debido al calor generado por la combustión interna, algunas

partes del motor como las bielas, pistones, válvulas, etc., alcanzan

temperaturas muy elevadas, estas piezas no pueden ser enfriadas por

agentes externos como agua o aire solo pueden ser refrigeradas por el

aceite.

Limpieza: durante el funcionamiento del motor se pueden aspirar o

presentar un gran número de contaminantes, que son dañinos para el motor

y el aceite. Contaminantes insolubles en el aceite como polvo, partículas de

desgaste y carbón que pueden bloquear filtros o promover el desgaste en

piezas, al igual las sustancias de combustión pueden ser corrosivas. Por

ello, el lubricante debe mantener limpia las superficies, suspendiendo las

partículas insolubles y protegiendo contra la corrosión.

Para cumplir con las funciones mencionadas anteriormente el lubricante debe de

cumplir con una serie de propiedades que son:

Viscosidad: es la propiedad más importante para los aceites para motores,

ya que la viscosidad cambia con la temperatura y un motor trabaja en un

amplio rango de temperaturas, desde su arranque en frio hasta la

temperatura de régimen de operación, es necesario que mantenga una

viscosidad adecuada. La norma SAE nos da unas tablas para seleccionar el

grado de viscosidad adecuado para los motores.

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Índice de viscosidad: debido a que el motor opera en un amplio rango de

temperaturas es preferible que el aceite lubricante tenga un alto índice de

viscosidad. Los aceites multigrados poseen esa característica de menor

variación de la viscosidad con referencia a la temperatura que los aceites

monogrados.

Estabilidad térmica y a la oxidación: deben poseer esta propiedad porque

los motores están sujetos a altas temperaturas y batido en presencia de

aire y productos de combustión lo cual favorece la oxidación.

Antidesgaste: como el motor está sujeto a altas cargas debe tener esta

propiedad de antidesgaste para una eficiente lubricación y evitar el contacto

metal-metal.

Antiespumante: cuando el aceite se agita con el aire forma espuma la cual

si es excesiva acelera los procesos de oxidación y puede romperse la

película lubricante debido al mal funcionamiento de la bomba.

Protección a la corrosión y al herrumbre: en la combustión se generan

ácidos fuertes como el azufre y agua. Por eso el lubricante debe proteger

las superficies contra estos agentes.

2.5.4 ACEITES LUBRICANTES PARA MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

Aceites monogrado para motores a diesel y gasolina con o sin aditivos.

Aceites multigrado para motores a diesel y gasolina con o sin aditivos

Aceites semisinteticos para motores de dos tiempos, enfriados por aire o

agua, por lubricación de inyección o mezcla de aceite. Tienen bajo nivel de

humos.

Aceite mineral bajo en cenizas, para motores de dos tiempos enfriados con

aire, baja cilindrada (motosierras, scooter, etc.)

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2.6 MECANIZADO DE PIEZAS

2.6.1 DEFINICIÓN

El mecanizado de piezas abarca un conjunto de operaciones de conformación

de piezas mediante la eliminación de material por arranque de viruta o

deshecho. Para el maquinado de piezas una herramienta deforma y cizalla el

material de dicha pieza, definiendo de esta manera el contorno requerido,

véase figura---

Figura. Mecanizado de piezas. Fuente: Shell, 2013.

Para el mecanizado de piezas se utilizan diversas herramientas que pueden

ser manuales, automáticas o semiautomáticas, como es el taladro, la

fresadora, el torno, etc.

El problema del mecanizado de piezas es el calor y la el rozamiento generados

durante la operación. El calor generado viene de las siguientes causas:

Energía precedente de la deformación plástica.

Del rozamiento de la viruta arrancada a la pieza cuando se desliza por la

cara frontal de la herramienta.

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Rozamiento de la herramienta contra la pieza metálica que se mecaniza.

La temperatura en las herramientas pueden según Shell (2013) pueden alcanzar

hasta los 1000ºC, además de las presiones de contacto entre la herramienta y la

viruta son muy elevadas.

2.6.2 LUBRICACIÓN EN EL MECANIZADO DE PIEZAS

Los fluidos de corte o aceites de corte son productos líquidos que se adicionan al

sistema pieza-herramienta-viruta de la operación de mecanizado con el fin de

lubricar y eliminar el calor producido.

Las funciones del aceite de corte son (Shell, 2013):

Lubricar: una lubricación correcta reducirá la fricción de las superficies en

contacto, ahorrando el consumo de energía y una generación de calor

menor. También se elimina el peligro de fusión de la viruta con la

herramienta y la pieza de elaboración.

Refrigerar: enfriar la superficies permitirá que la herramienta prolongue su

vida y su filo, además de que se trabaje a mayor velocidad y avance.

Limpiar. Removiendo la viruta de metal, limaduras, etc., se lograra un mejor

acabado en la pieza.

Aumentar la producción: debido a las propiedades del aceite de corte,

permitirá un aumento de producción ya que disminuyen los tiempos de los

procesos de maquinado.

2.6.3 ACEITES DE CORTE PARA MECANIZADO DE PIEZAS

Los aceites de corte se pueden dividir en dos grupos dependiendo su base:

Base aceite: se incluyen aceites minerales y compuestos, con aditivos. Los

aditivos utilizados son los de extrema presión. Pueden ser inactivos, esto

es, que no atacan la aleación de cobre y que no contienen azufre, pueden

ser utilizados para todo tipo de metales o activos para el mecanizado de de

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aceros inoxidables y materiales de alta resistencia, proporcionan una buena

terminación superficial y alargan la vida útil de la herramienta.

Base agua: hay diversos tipos. Primero están los aceites solubles, es decir,

aceites minerales que forman emulsiones con agua. Segundo están

soluciones químicas, también solubles en agua llamados fluidos sintéticos y

semisinteticos. Poseen buenas propiedades anticorrosivas y buen acabado

superficial en aplicaciones donde no se requieren lubricantes de extrema

presión.

Para seleccionar el fluido de corte se debe de tomar en cuenta:

Del material de la pieza a maquinizar: para latón, cobre y bronce se

usan aceites libres de azufre. Para el níquel y aleaciones se usan las

emulsiones. Aceros al carbono cualquier aceite. Aceros inoxidables se

emplean lubricantes al bisulfuro de molibdeno. Para aleaciones ligeras

como las de aluminio se usa petróleo.

Del material que constituye la herramienta de corte: para aceros al

carbono se emplean emulsiones para el enfriamiento. Para los aceros

rápidos se orienta la elección de acuerdo al material a trabajar. Para las

aleaciones dura como las de titanio se usan emulsiones o se trabajan en

seco.

De acuerdo al método de trabajo: para el torno ya que el operario utiliza

las manos se usan aceites puros libres de sustancias nocivas. Para el

taladro se usan aceites puros de baja viscosidad. Para el fresado

emulsiones, para el brochado aceite de altas presiones y para el

rectificado emulsiones.

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