Shell - Modulo 1 -Introduccion a Los Lubricantes y a La Lubricacion (1)

Introduccióna los lubricantes y la lubricación

EL TUTOR DE LUBRICACION SHELLMódulo Uno

CONTENIDOIntroducción

Sección UnoFricción

LubricaciónEl mecanismo de lubricación

Resumen

Sección DosQué hacen los lubricantes?

Las funciones de los lubricantesTipos de lubricantes

Propiedades importantes de los lubricantesResumen

Sección TresQué hay en un lubricante

Aceites bases y aditivosAceites bases

La fabricación de aceites lubricantesAditivosFormulación

Resumen

Sección cuatro

El lubricante adecuado para el trabajoLa selección de los lubricantes

Recomendaciones de los fabricantesProbando los lubricantesResumen

Sección CincoAlmacenamiento, manejo, y uso de loslubricantes

Contaminación entre lubricantes

Salud ocupacional

Sección SeisGuías del usuario para implementar unaadecuada administración de la lubricación

Análisis CAVEB

Análisis previos a la selección delubricantes

Racionalización de productos

Manejo de problemas

Selección de mejoras de proceso

Pruebas de campo

Elección de nivel y tipo de mantenimiento

Resumen y costos de análisis productivos



INTRODUCCION

El Tutor de Lubricación Shell ha sido diseñado parasuministrarle la información clave sobre lubricantesy sus aplicaciones. Igualmente pretende desarro-llar su conocimiento de productos y permitirle ha-cer su trabajo más efectivamente. También le pro-porcionará una base sólida para un entrenamientoposterior.

Si usted desea obtener lo mejor del Tutor, es im-portante que trabaje cuidadosa y conciensu-damente los Manuales. Estos han sido diseñadospara ser fáciles de seguir, pero igualmente deman-dará algo de tiempo, esfuerzo y compromiso de suparte. Esperamos que disfrute la experiencia deaprender y que prontovea como los beneficios desu mejora en el conocimiento de productos le ayu-dará a hacer su trabajo más eficientemente.



SECCION UNOFRICCION

Qué es fricción?

Cuando una superficie se desliza sobre otra, siem-pre hay resistencia al movimiento. Esta fuerza deresistencia, o fricción, depende de la naturalezade las dos superficies en contacto. Cuando la fric-ción es pequeña como lo es por ejemplo cuandoun esquiador se desliza hacia abajo sobre unasuperficie de nieve, el movimiento es suave y fácil.Cuando la fricción es grande, deslizarse se vuelvedifícil, las superficies se tornan calientes y sé des-gastan. Esto pasa, por ejemplo cuando las pasti-llas de los frenos son aplicadas para disminuir lavelocidad de una rueda.

Qué causa la fricción?

La fricción es el resultado de la rugosidad de lassuperficies. Bajo microscopio electrónico, aún lassuperficies aparentemente más lisas, muestranmuchas rugosidades o asperezas.

Dos superficies que aparentan estar en contactototal, realmente se están tocando una con la otraen los picos de sus asperezas. Toda carga es porlo tanto soportada solamente en unos pequeñospuntos y la presión sobre estos es enorme.

Cuando las superficies se mueven, las asperezaspueden quedar trancadas una con las otra y se

pueden soldar. Entre más sé presione una superfi-cie con la otra mayor será la fricción.

Las consecuencias de la fricción

En la mayoría de las máquinas es importante man-tener la fricción entre las partes móviles a un míni-mo. Cuando la fricción es excesiva, tiene que ha-cerse trabajo adicional para continuar él movimien-to. Esto genera calor y gasto de energía. La fric-ción también incrementa el desgaste y por tantoreduce la vida de la máquina.

Movimiento

Fricción

Contacto entre dos superficies

Fricción y sus causas



Más acerca deLA FRICCION

Como la fuerza friccional entre dos superficies es,proporcional a la carga es posible definir un valorconocido como coeficiente de fricción, el cuales igual a la fricción dividida por la carga. El coefi-ciente de fricción depende de la naturaleza de lasdos superficies en contacto. Para sólidos ordina-rios oscila en el rango de 0.3 y 3. Cuando un lubri-cante está presente entre las dos superficies, elcoeficiente de fricción y por lo tanto la fuerza ne-cesaria para producir el movimiento relativo, se re-duce.

De acuerdo a las leyes de fricción él coeficiente dela fricción de dos cuerpos debe ser una constante.En la práctica, éste varía ligeramente con cambiosen la carga y con cambios en la velocidad de des-lizamiento. La fuerza necesaria para que un cuer-po comience a deslizarse sobre otro, o sea, la fric-ción estática, es siempre mayor que la friccióndinámica que es la fuerza necesaria para que semantenga en movimiento una vez éste haya co-menzado.

Fricción Fricción x 2 Fricción x 3

Fricción Fricción Fricción= =

Movimiento

La primera ley de la Fricción

La segunda ley de la Fricción

n física clásica hay dos leyes que describenla fricción entre dos superficies

La primera ley de la fricción, establece que lafricción entre dos sólidos es independiente de elárea de contacto. Por lo tanto de acuerdo con estaley, cuando un ladrillo es movido a lo largo de unalámina de metal la fuerza opuesta a su movimientoserá la misma sí el ladrillo se desliza sobre sucara inferior, sobre su cara anterior o sobre su caralateral.

La segunda ley de la fricción, establece que lafricción es proporcional a la carga ejercida por unasuperficie sobre otra. Esto significa que, sí un se-gundo ladrillo es colocado encima del ladrillo delprimer ejemplo, la fricción será duplicada. Tres la-drillos triplicarán la fricción y así sucesivamente.

E



LUBRICACION

Qué es la lubricación?

Cualquier procedimiento que reduzca la fricciónentre dos superficies móviles es denominado lu-bricación. Cualquier material utilizado para estepropósito es conocido como lubricante .

Cómo la lubricación reduce la fricción?

La principal función de un lubricante es proveer unapelícula para separar las superficies y hacer elmovimiento más fácil. En un modelo donde unlíquido actúa como lubricante, el líquido puede sertomado como si formara un número de capas conlas dos capas externas, superior e inferior adheri-das firmemente a las superficies. A medida queuna de las superficies se mueva sobre la otra, lascapas externas del lubricante permanecen adheri-das a las superficies mientras que las capas inter-nas son forzadas a deslizarse una sobre otra. Laresistencia al movimiento no está gobernada porla fuerza requerida para separar las asperezas delas dos superficies opuestas y poder moverse unasobre otra. En su lugar, esta resistencia está de-terminada por la fuerza necesaria para deslizar lascapas de lubricante una sobre otra. Esta es nor-malmente mucho menor que la fuerza necesariapara superar la fricción entre dos superficies sinlubricar.

Las consecuencias de la lubricación

Debido a que la lubricación disminuye la fricción,ésta ahorra energía y reduce él desgaste. Sin em-

bargo, aún el mejor lubricante, nunca podrá elimi-nar la fricción completamente. En el motor de unvehículo eficientemente lubricado, por ejemplo, casiel 20% de la energía generada es usada para su-perar la fricción.

Lubricacion

Contacto entre dos superficies

El efecto de un lubricante



Más acerca deLA LUBRICACION

a lubricación siempre mejora la suavidad delmovimiento de una superficie sobre otra. Esto

puede ser logrado en una variedad de formas. Losdiferentes tipos de lubricación normalmente sondenominados Regímenes de Lubricación.

Transiciones entre los diferentes regímenes tienenlugar durante él ciclo operacional de las máqui-nas.

Las mejores condiciones de lubricación existencuando las dos superficies móviles están comple-tamente separadas por una película de lubricantecomo él modelo descrito en la página anterior. Estaforma de lubricación es conocida como Hidrodi-námica o lubricación de película gruesa. Elespesor de la película de aceite depende principal-mente de la viscosidad del lubricante, una medi-da de su espesor o la resistencia a fluir.

Por otro lado, la lubricación es menos eficientecuando la película es tan delgada que él contactoentre las superficies tiene lugar sobre una área si-milar a cuando no hay lubricante. Estas condicio-nes definen la lubricación límite . La carga totales soportada por capas muy pequeñas de lubri-cante adyacentes a las superficies. La fricción esmenor que en superficies completamente sin lu-bricar y está principalmente determinada por lanaturaleza química del lubricante.

Varios regímenes de lubricación han sido identifi-cados entre los dos extremos de lubricación hidro-

dinámica y límite. Las siguientes son las dos másimportantes.L

Alta Velocidad

Baja Velocidad

Muy Baja Velocidad

Lubricación Hidrodinámica

Lubricación Mixta

Lubricación Límite

Lubricación mixta o de película delgada , exis-te cuando las superficies móviles están separadaspor una película de lubricante continua con espe-sor comparable a la rugosidad de las superficies.Esta carga entonces está soportada por una mez-cla de presión de aceite y los contactos entre su-perficies de tal forma que las propiedades de esterégimen de lubricación son una combinación tantode lubricación hidrodinámica como límite.

La lubricación elastohidrodinámica , es un tipoespecial de lubricación hidrodinámica la cual se



puede desarrollar en ciertos contactos con altascargas, tales como cojinetes y algunos tipos deengranajes. En estos mecanismos él lubricante esarrastrado hacia el área de contacto y luego sujetoa muy altas presiones a medida que es comprimi-do bajo carga pesada.

El incremento de la presión tiene dos efectos. Pri-mero que todo, causa él incremento en la viscosi-dad del lubricante y por lo tanto un aumento en sucapacidad de soportar cargas.

En segundo lugar, la presión deforma las superfi-cies cargadas y distribuye la carga sobre un áreamayor.

LubricaciónElastohidrodinámica

CilindroRotatorio

Películade aceite

Alta presiónincrementa la viscosidad

y deformala superficie



EL MECANISMO DE LA LUBRICACION

La mayoría de las máquinas son lubricadas porlos líquidos. Cómo son capaces estos líquidos deseparar superficies y reducir la fricción entre ellas?

Con el objeto de entender en que forma los líqui-dos lubrican en la práctica, es útil observar el casode la chumacera simple. En este dispositivo sen-cillo ampliamente utilizado, un eje soporta las car-gas y rota dentro de una cavidad de aceite. Un

La formación de una cuña deaceite en un cojinete plano.

La formación de una cuñade aceite.

ejemplo es una biela del motor de un carro.

A medida que el eje rota, una cuña de aceite seforma entre las superficies, la cual genera suficientepresión para mantenerlas separadas y sopotar lacarga del eje.

Las cuñas de aceite, se pueden formar en otro tipode chumaceras, tales como cojinetes con elemen-tos deslizantes y rodantes, por un mecanismo si-milar.

Cojinete

Contacto metal - metal

EjeRotatorio

Cuña de aceitesoporte de carga

En cojinete deslizante

En un cojinete con elementos rodantes En un engranaje

EjeEstacionario



La lubricación más eficiente , es la llamada lu-bricación hidrodinámica y es solamente obtenidacuando la película de aceite que se genera en uncojinete tiene un espesor varias veces mayor quela rugosidad de las superficies sólidas opuestas.Sí la película de aceite es demasiado delgada, lassuperficies entran en contacto directo, la fricciónse incrementa, se genera calor y ocurre desgaste.

LubricaciónHidrodinámica

Varios factores influyen en la formación de la pelí-cula de aceite y por lo tanto en la eficiencia de lalubricación. Estos incluyen:

La viscosidad del lubricante

Este es el factor más importante. Sí la viscosidaddel lubricante es demasiado baja, esto es que ellubricante es muy delgado, éste no será capaz deformar una cuña de aceite adecuada. Es imposi-ble generar suficiente presión para separar las su-perficies móviles. Si, por otro lado, la viscosidades demasiado alta, el espesor del lubricante pue-

de restringir el movimiento relativo entre dos su-perficies. La viscosidad de un líquido disminuye alincrementarse la temperatura, por lo tanto un coji-nete que esté lubricado eficientemente en frío pue-de que no trabaje bien si se calienta.

Estaremos observando la viscosidad y su variacióncon la temperatura con más detalle en la siguientesección.

Diseño del cojinete

La forma de las superficies lubricadas debe favore-cer la formación de una cuña de aceite. Por lo tan-to debe haber un espacio adecuado entre las su-perficies móviles.

Alimentación del lubricante

Claramente, la lubricación hidrodinámica no sepuede desarrollar sí hay falta de lubricante.

El movimiento relativo de las superficies

Entre mayor sea la velocidad de deslizamientomayor será la película de aceite, asumiendo quela temperatura permanezca constante. Una con-secuencia importante de esto es que las superfi-cies en movimiento, tenderán a entrar en contactocuando el equipo arranque o pare.

La carga

A cualquier temperatura dada, un incremento de lacarga tenderá a disminuir la película de aceite. Unacarga excesiva tenderá a incrementar la fricción yel desgaste.



RESUMEN DE LA SECCION UNO

Fricción es el nombre dado a la fuerza que re-siste el movimiento relativo entre dos superfi-cies en contacto. La fricción genera calor, con-sumo de energía y aumenta él desgaste.

Lubricación es el nombre dado a cualquier pro-cedimiento que reduzca la fricción. El principalobjetivo de la lubricación es separar las superfi-cies opuestas y hacer el movimiento más fácil.

La lubricación ahorra energía y reduce él des-gaste.

Las mejores condiciones de lubricación ocurrencuando una película de lubricante gruesa se for-ma y es suficiente para separar las superficiesmóviles y soportar la carga sobre ellas. Esta esllamada lubricación hidrodinámica.

La lubricación hidrodinámica solamente se pue-de desarrollar si la geometría de las superficieslubricadas ayudan a la formación de una cuñade lubricante.

La lubricación hidrodinámica está favorecida porel incremento en la viscosidad del lubricante,una disminución de la temperatura (la cualincrementa la viscosidad del lubricante), un in-cremento en la velocidad de deslizamiento y unadisminución de la carga.

La eficiencia de la lubricación hidrodinámica sereduce y el contacto entre las superficies esmás probable que ocurra cuando la viscosidaddel lubricante disminuye, la velocidad de desli-zamiento disminuye y la carga aumenta.



Sección DosQUE HACEN LOS LUBRICANTES

Los lubricantes cumplen con numerosas fun-ciones diferentes de su papel principal de re-ducir la fricción y el desgaste. En esta sec-ción revisaremos las funciones más importan-tes de los lubricantes, antes de entrar a consi-derar las propiedades que deben tener para tra-bajar eficientemente. Le pondremos particularatención a la viscosidad ya que ésta es casisiempre la propiedad más importante de unlubricante.

Cuando usted haya estudiado la información clavede esta sección, usted deberá ser capaz de:

Listar cuatro funciones importantes que cum-plen los lubricantes.

Listar los cuatro tipos de lubricantes básicosy resumir sus ventajas y desventajas.

Definir el término viscosidad y explicar cómoel sistema SAE es usado para clasificar losaceites de acuerdo a su viscosidad.

Establecer cual es el significado del términoíndice de viscosidad y explicar cómo las pro-piedades de los aceites con índices de visco-sidad altas y bajas difieren entre si.

Resumir el significado de las siguientes pro-piedades de los lubricantes: Flujo a baja tem-peratura, estabilidad térmica y química,

conductividad térmica y calor específico,corrosividad, demulsificación, emulsificación,inflamabilidad, compatibilidad y toxicidad.

Si estudia la información complementaria Ustedestará en capacidad de:

Dar ejemplos de funciones adicionales que loslubricantes utilizados en aplicaciones especia-les tengan que cumplir.

Comparar y contrastar las propiedades im-portantes de los tipos básicos de lubricantes.

Explicar cómo se desarrolla el flujo viscoso enun líquido y establecer cómo la viscosidad pue-de ser definida en términos de tensión de cor-te y rata de corte.

Resumir el procedimiento utilizado para deter-minar el índice de viscosidad de un aceite.

Describir el efecto de la presión sobre la visco-sidad de un líquido.



Protección contra la corrosión

La lubricación efectiva minimiza él desgaste me-cánico, reduciendo el contacto entre las superfi-cies móviles. Sin embargo, el desgaste químico ocorrosión, puede tener lugar.

Obviamente, un lubricante no debe causar corro-sión. Idealmente, debe proteger activamente lassuperficies que lubrica inhibiendo cualquier dañoque pueda ser causado por el agua, ácidos u otrosagentes dañinos que contaminen el sistema.

Los lubricantes deben proteger contra la corrosiónen dos formas diferentes. Deben cubrir la superfi-cie y proveer una barrera física contra el ataque.Además, muchos lubricantes reaccionan con losquímicos corrosivos para neutralizarlos.

Mantenimiento de la limpieza

La eficiencia con la cual una máquina opera esreducida sí su mecanismo sé contamina con polvoy arena o los productos del desgaste y la corro-sión. Estas partículas sólidas pueden incrementarel desgaste, promover más corrosión y puden blo-quear las tuberías de alimentación y los filtros. Loslubricantes ayudan a mantener las máquinas lim-pias y operando eficientemente, lavando los con-taminantes de los mecanismos lubricados. Algu-nos lubricantes, como los de motor, contienen ade-más aditivos que suspenden las partículas y dis-persan los contaminantes solubles en el aceite.Esto detiene la acumulación y depósito sobre lassuperficies de trabajo lubricadas.

FUNCIONES DE LOS LUBRICANTES

Los lubricantes no solamente deben lubricar. En lamayoría de las aplicaciones deben refrigerar, pro-teger, mantener la limpieza y algunas veces llevara cabo otras funciones.

Lubricación

La principal función de un lubricante es simplemen-te hacer más fácil que una superficie se deslicesobre otra. Esto reduce la fricción, el desgaste yahorra energía.

Refrigeración

Cualquier material que reduzca la fricción actuarácomo un refrigerante, simplemente, porque reducela cantidad de calor generada cuando dos superfi-cies rozan una contra otra. Muchas máquinas bienlubricadas aún generan cantidades considerablesde calor, sin embargo, este calor en exceso debeser removido si se quiere que la máquina funcioneeficientemente. Los lubricantes son frecuentemen-te usados para prevenir él sobrecalentamiento,transfiriendo calor de las áreas más calientes alas áreas más frías.

Quizás el ejemplo más familiar de un lubricanteempleado como refrigerante es él aceite utilizadoen los motores de nuestros vehículos, pero estafunción es vital en muchas otras aplicaciones. Losaceites para compresores, los aceites para turbi-nas, aceites para engranajes, aceites de corte ymuchos otros lubricantes deben ser buenosrefrigerantes.



Sellado

El aceite utilizado en motores de combustióninterna debe preveer un sellado efectivo entrelos anillos del pistón y las paredes del cilindro.El sellado es también importante en la lubrica-ción de bombas y compresores.

Transmisión de Potencia

Los aceites hidráulicos son usados para latransmisión y control de la potencia al igualque la lubricación de trabajo del sistema hi-dráulico.

Aislamiento

Los aceites de aislamiento son utilizados enlos transformadores eléctricos e interruptoresde potencia.

Otras funciones de los lubricantes

L os lubricantes utilizados para aplicaciones particulares pueden requerir otras funciones ade-

más de las descritas anteriormente. Por ejemplo:



TIPOS DE LUBRICANTES

Hay básicamente cuatro tipos de materiales dis-ponibles para llevar a cabo, en mayor o menor gra-do, las funciones de un lubricante.

LíquidosMuchos líquidos diferentes pueden ser utilizadoscomo lubricantes, pero los más ampliamente utili-zados son los basados en aceites minerales deri-vados del petróleo crudo. Su fabricación y compo-sición será vista con más detalle en la próximasección de este módulo.

Otros aceites utilizados como lubricantes incluyenlos aceites naturales (aceites animales o vege-tales) y los aceites sintéticos.

Los aceites naturales pueden ser excelenteslubricantes, pero tienden a degradarse más rápidoen uso que los aceites minerales. En el pasado,fueron poco utilizados para aplicaciones de inge-niería por sí solos, aunque algunas veces fueronusados en combinaciones con los aceites minera-les. Recientemente, ha habido un interés crecien-te sobre las posibles aplicaciones de los aceitesvegetales como lubricantes. Estos aceites sonbiodegradables y menos nocivos al medio ambien-te que los aceites minerales.

Los aceites sintéticos son fabricados mediante pro-cesos químicos y tienden a ser costosos. Son es-pecialmente usados cuando alguna propiedad enparticular es esencial, tal como la resistencia alas temperaturas extremas requeridas por los acei-tes de motores de aviación.

A temperaturas normales de operación, los acei-tes fluyen libremente, de tal forma que pueden serfácilmente alimentados hacia o desde las partesmóviles de la máquina para proveer una lubrica-ción efectiva y extraer él calor y las partículas dedesgaste. Por otro lado, debido a que son líqui-dos, los lubricantes se pueden salir del sitio quenecesita ser lubricado, y no formar el sellado con-tra el sucio y la humedad.

GrasasUna grasa es un lubricante semifluido generalmenteelaborado de aceite mineral y un agente espesante(tradicionalmente jabón o arcilla), que permite re-tener el lubricante en los sitios donde se aplica.Las grasas protegen efectivamente a las superfi-cies de la contaminación externa, sin embargo,debido a que no fluyen tan libremente como losaceites, son menos refrigerantes que éstos y másdifíciles de aplicar a una máquina cuando está enoperación.

SólidosLos materiales utilizados como lubricantes sólidosson grafito, bisulfuro de molibdeno ypolitetrafluoroetileno (PTFE o Teflón). Estos com-puestos son utilizados en menor escala que losaceites y grasas, pero son invaluables para aplica-ciones especiales en condiciones donde los acei-tes y las grasas no pueden ser toleradas. Ellospueden, por ejemplo, ser usados en condicionesextremas de temperatura y de ambientes dereactivos químicos. Las patas telescópicas delMódulo Lunar del Apolo fueron lubricadas conbisulfuro de molibdeno.



Gases

El aire y otros gases pueden ser empleados comolubricantes, pero son generalmente usados parapropósitos especiales. Los cojinetes lubricadoscon aire pueden operar a altas velocidades, perodeben tener bajas cargas. Tales cojinetes se utili-zan en las fresas de los dentistas.



UNA COMPARACION DE LOS TIPOS BASICOS DE LUBRICANTES

lgunas características importantes de los tipos básicos de lubricantes son comparadas en la siguien-te tabla.A

Aceites Grasas Sólidos GasesLubricación HidrodinámicaLubricación Hidrodinámica

Lubricación LímiteLubricación Límite

RefrigeraciónRefrigeración

FacilidadFacilidad de de alimentación alimentación

Habilidad para permanecerHabilidad para permanecer en en el elcojinetecojinete

Habilidad para protegerHabilidad para proteger contra la contra lacontaminacióncontaminación

ProtecciónProtección contra la contra la corrosión corrosión

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**

RangoRango de de temperatura temperatura de deoperaciónoperación * ** * * ** * * * * ** * * * * * ** * *

CódigoCódigo:: Excelente Excelente * * * ** * * * Muy BuenoMuy Bueno * * * * * * BuenoBueno * * * * Regular Regular ** Inaplicable Inaplicable



PROPIEDADES IMPORTANTES DE LOSLUBRICANTES

Muchos factores deben ser tenidos en cuenta cuan-do se escoge un aceite. El más importante de to-dos es la viscosidad.

Viscosidad

La definición más simple de viscosidad es la resis-tencia a fluir. Bajo las mismas condiciones de tem-peratura y presión un líquido con una viscosidadbaja, como él agua, fluirá más rápidamente quelíquido con alta viscosidad como una jalea.

La viscosidad de los aceites para motores de com-bustión interna, están clasificadas de acuerdo alsistema SAE diseñado por la Sociedad America-na de Ingenieros Automotrices. Para los aceitesde motor sé han especificado diez grados, cadauno correspondiente a un rango de viscosidad.

Cuatro de los grados están basados en las medi-das de viscosidad a 100°C. Estas son en su ordende incremento de la viscosidad, SAE 20, SAE 30,SAE 40 y SAE 50. Los otros grados están basa-dos en la medida de la máxima viscosidad a bajastemperaturas. Estos grados son: SAE 0W (medi-da a -30°C), SAE 5W (medida a -25°C), SAE 10W(medida a -20°C).

El sufijo "W" indica que un aceite es adecuadopara uso en invierno.

Los aceites que pueden ser clasificados en solouno de los anteriores grados, son conocidos como

aceites monógrados. Un aceite que cumpla conlos requerimientos de dos grados simultáneamen-te, es conocido como un aceite multígrado. Porejemplo, un aceite SAE 20W20 tiene una viscosi-dad a 1008C que lo califica para el rango 20W.

SAE 0W

SAE 5W

SAE 10WSAE 15W SAE 20W

SAE 25W

SAE 50

SAE 40

SAE 30

SAE 20

Grueso

Delgado

Temp ( o C ) - 30 - 25 - 20 - 15 - 10 - 5 100

Grados de viscosidadde baja temperatura

( solamente especificadamáxima viscosidad )

Grados de viscosidadde alta temperatura( viscosidad máxima

y mínima especificadas )

Vis

cosi

dad

Aceite de motor en grados de viscosidad (Sistema SAE J300)



Más acerca deEL SISTEMA DE VISCOSIDADES

GRADOS SAE

os grados SAE al igual que definen losgrados de viscosidad, también definen la tem-

peratura límite de bombeabilidad (BPT) para losgrados "W" del aceite. La temperatura límite debombeabilidad está definida como la temperaturamás baja a la cual un aceite para motor puede sercontinua y adecuadamente suministrado a la bom-ba de aceite del motor.

L



Un sistema similar al usado para los aceites demotor es utilizado para clasificar los aceites deengranajes automotrices. En este sistema, los gra-dos SAE 90, SAE 140 y SAE 250 están basadosen las medidas de viscosidad a 100°C y los gra-dos SAE 75W, 80W y 85W son medidas a -49°C,-26°C y -12°C respectivamente. El sistema de cla-sificación de estos aceites para engranajes es in-dependiente del usado para aceites de motor, locual hace difícil comparar sus viscosidades. Porejemplo, un aceite para motor SAE 50 puede real-mente ser un poco más viscoso que un aceite paraengranajes SAE 80W.

Se utilizan sistemas alternativos para clasificar loslubricantes industriales de acuerdo con sus

viscosidades. En el sistema ISO se definen 18 gra-dos, cada uno cubre un pequeño rango de viscosi-dad y está especificado por el término ISO VGseguido por un número, el cual es una medida desu viscosidad a 40°C. Esta viscosidad a cualquiergrado es mayor que su grado inmediatamente an-terior.

Es importante anotar que, cualquiera que sea elsistema de grados usado SAE, BSI o ISO, el nú-mero sé relaciona solamente con la viscosidad delaceite. Esto no revela nada respecto a sus otraspropiedades o sobre la calidad o desempeño delaceite.

Grados de viscosidadde baja temperatura

( solamente especificadamáxima viscosidad )

SAE 75W SAE 80W SAE 85W

SAE 250

SAE 140

SAE 90

Grueso

Delgado

Temp ( oC ) - 55 - 40 - 26 - 12 - 0 100

Grados de viscosidadde alta temperatura

Vis

cosi

dad

2357101522324668

10015022032046068010001500

Delgado

Grueso

Grados de viscosidadde lubricantes industriales( Sistemas ISO )

Grados de viscosidad para automotores (Sistema SAE J300)



Más acerca deLA VISCOSIDAD

L a viscosidad puede ser definida en términosde un modelo simple, en el cual una película

fina de líquido es colocada entre dos superficiesplanas paralelas. Las moléculas del líquido son con-sideradas como esferas que pueden rodar en ca-pas entre las superficies a lo largo de ellas. Laviscosidad del líquido es esencialmente una medi-da de la fricción entre dos moléculas mientras semueven unas sobre las otras. Depende de las fuer-zas entre las moléculas y por lo tanto estáninfluenciadas por su estructura molecular.

Suponga que la superficie inferior se mantiene es-tacionaria, y la superior es movida a lo largo a unavelocidad constante. Las moléculas cerca a la su-perficie en movimiento tenderán a adherirse y amoverse con ella, las capas interiores se moveránigualmente pero más despacio, y las del fondo nose moverán. Este movimiento ordenado de lasmoléculas es definido como flujo viscoso y la di-ferencia en la velocidad de cada capa es conocidacomo la rata de corte .

La viscosidad es definida como la tensión de cor-te (que es la fuerza causante del movimiento delas capas) dividida por la rata de corte.

Esta definición de viscosidad es la viscosidadabsoluta o dinámica , y es usada por los ingenie-ros en cálculos de diseño de cojinetes. Es medidacon una unidad conocida como centipoise (cP).Los fabricantes de lubricantes y los usuarios nor-

malmente encuentran más conveniente utilizar ladefinición alternativa, la viscosidad cinemática.Esta es la viscosidad dinámica dividida por la den-sidad del lubricante y está medida en unidadesconocidas como centistokes (cSt).

El agua a temperatura ambiente tiene una viscosi-dad cinemática cercana a 1 cSt y la viscosidad dela mayoría de los aceites lubricantes a su tempe-ratura de operación oscila en el rango de 10 - 1000cSt.

Definición de viscosidad

viscosidadEsfuerzo cortante

Rata de cizallamientoFuerza aplicada por unidad de áreaVelocidad del aceite espesor de películaF / A

V / h

Superficie en movimientoa velocidad “ V”

área “ A”

Superficie estacionariaPelícula de

aceiteFuerza “ F ”

Velocidad del aceite = vVelocidad del aceite = 1/2v

Velocidad del aceite = 0h

Espesor depelícula



Indice de Viscosidad

La selección de un lubricante adecuado requiereno solo conocer su viscosidad, sino también, en-tender la forma como ésta cambia con la tempera-tura. La viscosidad de cualquier líquido disminuyea medida que la temperatura aumenta, por lo tan-to, un aceite con una viscosidad apropiada a tem-peratura ambiente, puede ser muy delgado a latemperatura de operación, un aceite con viscosi-dad adecuada a la temperatura de operación pue-de llegar a ser tan viscoso a bajas temperaturasque impide el arranque en frío del mecanismo lu-bricado.

El índice de viscosidad de un lubricante descri-be el efecto de la temperatura en su viscosidad.Los aceites con una viscosidad muy sensible alos cambios de la temperatura se dice que tienenun bajo índice de viscosidad, los aceites de altoíndice de viscosidad son menos afectados por loscambios de temperatura.

El índice de viscosidad de un aceite está determi-nado por su viscosidad a 40°C y 100°C. El rangonormal de índice de viscosidad para aceites mine-rales es de 0 a 100. Aceites con índice de viscosi-dad mayor de 85, son llamados aceites de altoíndice de viscosidad (HVI). Aquellos con índicesmenores a 30 son conocidos como aceites de bajoíndice de viscosidad (LVI), los situados en el ran-go intermedio son conocidos como aceites de me-diano índice de viscosidad (MVI).

Como veremos en la siguiente sección, es posibleincrementar el índice de viscosidad de un aceite

Grueso

Temperatura 40 oC 100 oC

Vis

cosi

dad

Delgado

ACEITE HVI

ACEITE MVI

ACEITE LVI

Variación de la viscosidad con la temperatura

mineral adicionando un mejorador del índice deviscosidad. Esto, unido a las más modernas téc-nicas de refinación, permite la producción de acei-tes de motor multígrados con índices de viscosi-dad de 130 o más.



Más acerca deLA VISCOSIDAD

medida que un líquido se calienta las fuerzasentre sus moléculas se debilitan y éstas son

capaces de moverse más libremente. La fricciónentre ellas y la viscosidad del líquido disminuyen amedida que la temperatura se incrementa. Gene-ralmente, para la mayoría de los líquidos comu-nes, entre más grandes sean las moléculas, ma-yor será afectada su viscosidad por los cambiosde temperatura.

Cuando se grafica viscosidad contra temperatura,se obtiene una curva suave, pero la forma precisade la curva depende del líquido en particular. Debi-do a esto, muchas medidas de viscosidad y tem-peratura son necesarias antes de ser posible pre-decir exactamente la viscosidad a una temperatu-ra dada. Sin embargo, se ha demostrado que parauna escala diferente en los ejes de la gráfica, esposible producir una línea recta relacionando losdatos de viscosidad y temperatura para la mayoríade los líquidos (las escalas escogidas son lalogarítmica de la temperatura y el logaritmo de laviscosidad). Utilizando tales gráficas, es posiblepredecir la viscosidad de un líquido a cualquier tem-peratura, si se conocen las viscosidades a dostemperaturas. El sistema del índice de viscosidaddepende de esta relación.

El índice de viscosidad de un aceite desconocidoes asignado comparando sus características deviscosidad/temperatura con aceites estándar de

referencia. Los estándares usados fueron escogi-dos hace años y en ese tiempo fueron aceites quemostraron los mayores y menores cambios en laviscosidad con la temperatura. Sus índices de vis-cosidad fueron valores arbitrariamente asignadosde 0 a 100 respectivamente, y se asumió que cual-quier otro aceite tendría un índice de viscosidadentre estos límites.

A

La variación de la viscosidad con la temperatura para un aceitelubricante típico graficado en escala lineal.

La variación de la viscosidad con la temperatura para diferentes

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

Temperatura en °C

Vis

cosi

dad

cine

mát

ica

cSt

50 100

500,000

Temperatura en °C

Vis

cosi

dad

cin

emát

ica

cSt

Cen

tist

oke

s

50 100

10,0001000

10050

2010

2

200

SAE 40SAE 30SAE 20SAE 10 WSAE 5 W

SAE 40 10 W / 40Multígrado



En la práctica, el sistemadel índice de viscosidadtiene varias limitaciones particularmente para acei-tes con alto índice de viscosidad. Su uso principal,simplemente es dar una indicación de la formacomo la viscosidad cambia con la temperatura.

Viscosidad y PresiónLa viscosidad de un líquido depende de la presiónal igual que de la temperatura. Un incremento enla presión comprime las moléculas de un líquido,incrementando la fricción entre ellas, por lo tantoaumenta la viscosidad. Para muchas aplicaciones,este efecto no es significativo, pero cuando loslubricantes están sujetos a presiones muy altas(200 bar o más) como por ejemplo en las interfacesde un engranaje o de un cojinete, la viscosidad dellubricante puede ser afectada.

Adicional a la viscosidad, otras propiedades de-ben ser consideradas para asegurar que un lubri-cante continúa lubricando, refrigerando, protegien-do contra la corrosión, manteniendo la limpieza y

Pendiente viscosidad/temperatura de aceitede referencia coníndice de viscosidad 0

Temperatura en °CV

isco

sid

ad c

inem

átic

a cS

t50 100

VI 0

VI 25

VI 75

VI 100

Pendiente viscosidad/temperatura de aceitede referencia coníndice de viscosidaddesconocido e igual a100°C que los aceitesde referencia.

Pendiente viscosidad/temperatura de aceitede referencia coníndice de viscosidad100

Determinación del índice de viscosidad por comparación conaceites de referencia.

llevando acabo cualquier otra función requerida conseguridad y por el máximo período de tiempo parauna aplicación dada.

Flujo a baja temperatura

Cuando las máquinas están operando en condi-ciones frías es importante que los aceites usadospara lubricarlas retengan la habilidad para fluir abajas temperaturas. La temperatura más baja a lacual un aceite fluirá, es conocida como su puntode fluidez. En la práctica, los lubricantes debentener un punto de fluidez de menos 10°C pordebajo de la temperatura a la cual se espera traba-jar.

Estabilidad térmica

Si un aceite se calienta en su uso, es importanteque no se descomponga hasta el extremo de nopoder lubricar adecuadamente, o que productosinflamables o peligrosos sean liberados.

Estabilidad química

Los lubricantes pueden entrar en contacto con unavariedad de sustancias, por lo tanto deben ser ca-paces de soportar el ataque químico de éstas o delo contrario serán inadecuados para su uso.

La oxidación, por reacción con el oxígeno del aire,es la causa más importante del deterioro de losaceites minerales. Esto genera productos de tipoácido que pueden corroer las superficies y formardepósitos de gomas sobre partes que operan aaltas temperaturas. La oxidación también producelodos que alteran el flujo del aceite.



Propiedades de transferencia de calor

Los lubricantes que son buenos conductores decalor deben ser usados donde sea necesario ex-traer calor de un cojinete. La habilidad de un mate-rial para conducir calor es su conductivilidad tér-mica . Usualmente, los aceites con baja viscosi-dad son mejores conductores de calor que los acei-tes de mayor viscosidad.

Un sistema donde la refrigeración depende de lacirculación del aceite, el calor específico del acei-te es una propiedad importante. Esta determina lacantidad de calor que el aceite puede extraer.

Formación de depósitos en los pistones - un resultado de laoxidación de películas delgadas de aceite a altas temperaturas.



Corrosividad

Un lubricante no debe corroer la superficie metáli-ca con al cual entra en contacto. Muchos aceitesminerales tienen pequeñas cantidades de ácidosdébiles, los cuales usualmente no son nocivos. Sinembargo, como se mencionó en la página 22, losaceites minerales que están en contacto con elaire a altas temperaturas son oxidados producien-do compuestos ácidos. El aceite entonces puedevolverse corrosivo a los metales.

La acidez o basicidad de un lubricante puede serexpresada en términos de la cantidad del álcali oácido necesario para neutralizarlo. La evaluaciónde este número de neutralización da una indi-cación del deterioro de un aceite en servicio.

Demulsificación (separabilidad del agua)

Cuando se adiciona agua al aceite, normalmentese forma una capa separada debido a que es inso-luble. En algunos casos, sin embargo, es posibledispersar agua en aceite o aceite en agua, en for-ma de pequeñas goticas. Estas mezclas son co-nocidas como emulsiones. En la mayoría de lasaplicaciones industriales la formación deemulsiones debe ser evitada. Las emulsiones tie-nen un efecto dañino sobre la habilidad del aceitea lubricar y pueden promover la corrosión de lassuperficies lubricadas.

En turbinas, compresores, sistemas hidráulicos yotras aplicaciones donde los lubricantes puedencontaminarse con agua, es importante que éstostengan buenas propiedades demulsificantes. Cual-

quier agua contaminante debe separarse rápida-mente del lubricante para que pueda ser drenada yel aceite continúe funcionando eficientemente.

Emulsificación

Un cojinete corroído posee ácidos formados en la oxidación delaceite

Emulsión de agua en aceite

Gotas de agua

Aunque la emulsificación es usualmente indesea-ble, algunos lubricantes son formulados delibera-damente como emulsiones. Por ejemplo, en elcorte de metales, emulsiones de aceite en aguason usadas debido a que ellas pueden proveer en-friamiento efectivo y buena lubricación a la herra-mienta de corte. Las emulsiones de agua en acei-te son utilizadas como tipo de fluidos hidráulicosresistentes al fuego.



Inflamabilidad

No debe haber ningún riesgo de que el aceite seincendie a las condiciones en que está siendo usa-do. Una indicación a la resistencia al fuego de unaceite puede ser obtenida determinando su puntode chispa. Este es la temperatura más baja a lacual los vapores sobre el líquido pueden ser en-cendidos por una llama abierta. Vale la pena ano-tar que el riesgo de fuego en el punto de chispa esmuy pequeño. No solo el aceite debe ser calenta-do a esa temperatura, sino que la llama debe estarmuy cerca para que se queme el aceite. Los acei-tes minerales livianos usualmente tienen puntosde chispa por encima de 120°C.

Compatibilidad

Un lubricante no puede tener ningún efecto inde-seable sobre los demás componentes del siste-ma. Por ejemplo, debe ser compatible con cual-quier sello usado para confinar el lubricante, conmangueras utilizadas para transferir el lubricantede un campo neutro y con cualquier pintura, plás-tico o adhesivo con el cual pueda entrar en contac-to.

Toxicidad

Los lubricantes no deben obviamente causar dañoalguno a la salud. Los lubricantes más comúnmenteusados están basados en aceites minerales alta-mente refinados los cuales son materiales relati-vamente poco nocivos, especialmente si se tienecontacto con ellos por poco tiempo. Sin embargo,éstos contienen aditivos que presentan algún tipo

de peligro específico a la salud y de seguridad. Enaceites industriales, los aditivos están presentessolamente en pequeñas cantidades, de tal formaque el peligro es muy reducido. Cualquier riesgopotencial es minimizado con precauciones de sen-tido común, tales como, no dejar que la piel entreen contacto con los lubricantes respectivamente ypor largos periodos de tiempo, y prevenir la inhala-ción o la ingestión accidental.

En aquellas aplicaciones donde un lubricante con-teniendo aditivos peligrosos, es esencial, que losfabricantes provean información clara de los ries-gos involucrados y especificar si se requiere deprecauciones adicionales de seguridad. Esta in-formación se debe dar a conocer a los usuariosmediante hojas de información sobre seguridad delos productos y avisos de advertencia sobre losempaques.



RESUMEN DE LA SECCION DOS

De los lubricantes se espera que lleven a cabomuchas funciones. Entre las más importantesestán, reducir la fricción y el desgaste, protegery mantener la limpieza de las superficies lubri-cadas.

La mayoría de los lubricantes están basadosen aceites minerales pero otros líquidos, sóli-dos y gases pueden ser usados comolubricantes.

La propiedad más importante de un lubricantelíquido es su viscosidad o resistencia a fluir.

Los aceites para motores de combustión inter-na están clasificados, por el sistema SAE, endiez grados de viscosidad, cada grado cubre unrango de viscosidades a temperatura específi-ca. Los aceites multígrados satisfacen los re-querimientos de más de un grado.

Los aceites para engranajes automotrices es-tán clasificados en grados de acuerdo a su vis-cosidad por el sistema SAE similar. Los gradosdefinidos son diferentes e independientes a losgrados especificados para aceites de motor.

Las viscosidades de los aceites industriales pue-den ser clasificadas de acuerdo al sistema su-pervisado por la ISO.

La viscosidad de un líquido disminuye con latemperatura y la dimensión del cambio estádescrita por el índice de viscosidad.

El índice de viscosidad se determina de las me-didas de viscosidad a 40°C y 100°C y está nor-malmente entre el rango 0 a 100. Lasviscosidades de los aceites con bajo índice deviscosidad cambian más con la temperatura quelas viscosidades de aceites con altos índicesde viscosidad.

Además de la viscosidad y el índice de viscosi-dad, otras propiedades de los aceites queinfluencian su habilidad para llevar a cabo otrasfunciones incluyen:

punto de fluidez,estabilidad térmica y química,

habilidad para proteger contra la corrosión,emulsificación, demulsificación,inflamabilidad,

compatibilidad,toxicidad.



Sección TresQUE HAY EN UN LUBRICANTE?

La mayoría de los lubricantes están basados enaceites minerales e incluyen algunos aditivos paramejorar o modificar su desempeño. Esta secciónempieza revisando las razones que hacen de losaceites minerales buenos lubricantes. Luego mi-raremos la composición química de los lubricantesy como influyen en sus propiedades. Finalmente,se describen los más importantes aditivos usadosen lubricantes.

Cuando usted haya estudiado la información clavede esta sección será capaz de:

Listar las tres razones más importantes porlas que los aceites minerales son los más am-pliamente usados como lubricantes y nombraral menos cinco ventajas que poseen.

Especificar los tipos de compuestos más im-portantes encontrados en los aceites minera-les.

Indicar como la composición de un aceite mi-neral influye en sus propiedades y estabilidad.

Nombrar los aditivos más importantes, expli-car cuando y porqué son necesarios y descri-bir sus principales funciones.

Si estudia la información complementaria Ustedserá capaz de:

Especificar las etapas más importantes en lafabricación de un lubricante de base aceite yresumir el propósito de cada etapa.

Explicar no solo que hacen los aditivos sinocómo lo hacen.



Porqué utilizar aceites minerales?

Los aceites minerales son ampliamente usadoscomo lubricantes debido a que poseen tres propie-dades crucialmente importantes:

Tienen características de viscosidad adecua-das.

Son refrigerantes efectivos debido a su altaconducción del calor y tienen alto calor especí-fico.

Tienen la habilidad de proteger contra la co-rrosión.

Además, los aceites minerales:

Son relativamente de bajo costo y satisfactorios.

Son comparativamente estables al calor y a ladescomposición térmica.

Son compatibles con la mayoría de los com-ponentes usados en los sistemas de lubrica-ción.

Son virtualmente poco peligrosos.

Pueden ser mezclados con otros aceites y unagran variedad de aditivos para extender o modi-ficar sus propiedades y pueden ser fabricadospara producir las características físicas requeri-das.

ACEITES BASES Y ADITIVOS

La gran mayoría de los lubricantes son fabricadoscon aceites minerales, estos son aceites obteni-dos del petróleo crudo. Originalmente, los aceiteslubricantes minerales eran simplemente aquellasfracciones de viscosidad adecuada obtenidas du-rante la destilación del petróleo. Hoy en día, la fa-bricación de lubricantes es un proceso mucho máscomplicado.

El proceso involucra típicamente varías etapas derefinación y mezcla para la producción de aceitesbases de propiedades adecuadas. Los aceitesbases por sí mismos no son capaces de llevaracabo todas las funciones requeridas para un lu-bricante. Por lo tanto, se le deben agregar aditivosal aceite base para lograr el lubricante final. Losaditivos deben mejorar las propiedades del lubri-cante o impartirle completamente unas nuevascaracterísticas.



ACEITES BASES

Los aceites bases lubricantes son producidos apartir de la refinación del petróleo crudo y la mez-cla con productos refinados. Los aceites crudosson mezclas complejas de compuestos químicos.Sus composiciones varían considerablemente de-pendiendo de sus orígenes. Como usted espera,las propiedades de aceites bases producidas dediferentes crudos varían también considerablemen-te. Combinando aceites bases en varias propor-ciones, es posible producir un gran número demezclas con una gran variedad de viscosidades ypropiedades químicas.

Como las propiedades de un aceite base son prin-cipalmente una consecuencia de su composiciónquímica, vale la pena mirar un poco más de cercalos componentes de un aceite mineral. Todos losaceites minerales consisten principalmente de hi-drocarburos, compuestos químicos formados porelementos de carbono e hidrógeno solamente. Haytres tipos de básicos de hidrocarburos: Alcanos,cicloalcanos y aromáticos.

AlcanosEstos compuestos, anteriormente llamados para-finas, están conformados por cadenas rectas oramificadas de átomos de carbono. Son muy esta-bles al calor y a la oxidación. Tienen alto índice deviscosidad, pero relativamente malas propiedadesde flujo a bajas temperaturas.

Hidrocarburos: moléculas formadasde carbono e hidrógeno

AlcanosAlcanos

CicloalcanosCicloalcanos AromáticosAromáticos

Cicloalcanos (nafténicos)Los tipos de hidrocarburos más frecuentementeencontrados en los aceites lubricantes, son loscicloalcanos (anteriormente llamados nafténicos),tienen moléculas en las cuales algunos de susátomos de carbono están configurados en anillos.Estos compuestos son menos estables que losalcanos y sus viscosidades son más sensibles alos cambios de temperatura. Sin embargo, tienenmuy buenas propiedades de flujo a bajas tempera-turas. Son igualmente buenos solventes y buenoslubricantes de capa límite, esto es, que son capa-ces de lubricar superficies que están en contactobajo cargas pesadas.



Aromáticos

Como los cicloalcanos, los aromáticos contienenanillos de átomos de carbono. Sin embargo, tie-nen una baja proporción de hidrógeno. Los aromá-ticos son buenos solventes y buenos lubricantesde capa límite, pero tienen pobres característicasde viscosidad y son más fácilmente oxidados paracrear ácidos y lodos.

Además de su contenido de hidrocarburos, losaceites minerales pueden tener pequeñas canti-dades de compuestos tales como oxígeno, nitró-geno y azufre. Muchos de estos compuestos noson estables al calor y a la oxidación y puedenpromover la formación de lacas, barniz y otros de-pósitos.



LA FABRICACIONDE ACEITES LUBRICANTES

a fabricación de aceites lubricantes es un complejo proceso multi-etapas. Algunos de los

pasos importantes los resaltamos aquí.

El primer paso de la mayoría de los procesos derefinación es la destilación atmosférica en la cualel petróleo crudo es calentado en una caldera a400°C. Una mezcla de gases y líquidos es produ-cida, la cual pasa a una torre de fraccionamiento ocondensadora. Algunos gases pasan sin conden-sar, pero los restantes se condensan en la colum-na, líquidos de diferentes puntos de ebullición sonrecolectados a diferentes alturas, de donde pue-den ser extraídos. Estos son los materiales inicia-les para la fabricación de una variedad de combus-tibles.

El residuo líquido de la primera destilación, el cualse recupera en el fondo de la columna, es materialbruto para la fabricación de aceites lubricantes.Este, es sometido a una segunda destilación, otravez bajo presión reducida (destilación al vacío),y separado en otras fracciones. La fracción másvolátil es usada como combustible, el residuo esusado para la producción de aceites pesados yproductos asfálticos, mientras que las fraccionesintermedias proveen el aceite base para la fabrica-ción de aceites lubricantes.

Hasta cuatro fracciones de aceites bases lubri-cantes son producidas y cada una sufre un trata-miento posterior.

L

La fracción menos volátil, llamada aceite residual,contiene grandes cantidades de compuestos queposeen oxígeno, nitrógeno y azufre. Estos, llama-dos asfaltenos, son removidos mediante un pro-ceso de desasfaltación. El propano es mezcladocon el aceite y disuelve la mayoría, pero no todoslos asfaltenos, los cuales pueden ser separadosposteriormente.

El aceite residual y otras fracciones son luego tra-tadas mediante extracción con solventes. Enesta operación el aceite base es mezclado consolvente que disuelve la mayoría de los aromáti-cos y algunos son compuestos indeseables. Losalcanos y cicloalcanos no son disueltos y puedenser separados. El producto en esta etapa es algu-nas veces llamado refinado. El aceite resultantetiene un índice de viscosidad mayor y mejor esta-bilidad a la oxidación que el aceite original.



La producción de un aceite base satisfactorio esgeneralmente una cuestión de compromiso. Porejemplo, donde se requiere un aceite de alto índi-ce de viscosidad, una mezcla que contenga altaproporción de alcanos puede parecer la mejor se-lección. Esto sin embargo, hará que probablemen-te tenga pobres características para el flujo a ba-jas temperaturas y por lo tanto será inadecuadopara utilizarlo en estas condiciones de operación.Por otro lado, una mezcla que contenga una altaproporción de cicloalcanos y fluya en frío, tendrábajo índice de viscosidad. Donde sea importantealto índice de viscosidad y flujo a baja temperatu-ra, será necesario balancear el contenido de alcanosy cicloalcanos, cuidadosamente y producir unamezcla que provea la solución óptima a los reque-rimientos críticos.

Un compromiso similar tiene que ser hecho sobreel contenido de aromáticos del aceite base.Incrementando la proporción de aromáticos, semejora la solvencia y las propiedades de lubrica-ción de capa límite. Sin embargo, un alto conteni-do de aromáticos disminuye el índice de viscosi-dad y reduce más significativamente la estabilidada la oxidación. Nuevamente, los métodos derefinación y mezcla serán escogidos para dar lasóptimas cualidades para la aplicación en particu-lar.



LA FABRICACION DE ACEITESLUBRICANTES (continuación)

l siguiente paso es el desparafinado en el cualel alto punto de fusión de los alcanos es re-

movido y las propiedades de flujo a baja tempera-tura son mejoradas. En la técnica convencional dedesarrollo con solventes, el aceite base es mez-clado con un solvente adecuado y enfriado. La pa-rafina se solidifica y es separada y el aceite esfiltrado. La técnica de desparafinado catalítico, elcual logra el mismo objetivo pero de forma diferen-te, puede ser utilizado como alternativa. En esteproceso la estructura molecular de los alcanos dealto punto se fusión es alterado por un tratamientocon hidrógeno en presencia de un catalizador.

Para ciertos tipos de aceites bases, el contenidode aromáticos y asfaltenos necesita ser reducidoaún más. Esta limpieza es usualmente realizadamediante la hidrogenación, en el cual el aceite estratado bajo presión con hidrógeno en presenciade un catalizador.

El aceite base refinado está ya listo para mezclar-se con otros aceites bases y reforzarse con aditi-vos para la producción de lubricantes terminados.

E



ADITIVOS

Las maquinarias modernas tienen alta demandade lubricantes. Con el objeto de cumplir con estasdemandas la mayoría de los lubricantes industria-les contienen aditivos bases o confieren propieda-des adicionales.

Hay muchos tipos de aditivos, algunos de los cua-les pueden cumplir varias funciones. La combina-ción de aditivos en un lubricante depende del usoque se vaya a dar al mismo.

Es conveniente dividir los aditivos en tres catego-rías:

Aditivos que modifican el desempeño dellubricante.

Aquí se incluyen los mejoradores deíndice de viscosidad y los depresoresdel punto de fluidez.

Aditivos que protegen el lubricante.Comprenden los agentes antioxidantes yantiespumantes.

Aditivos que protegen la superficielubricada.

A este grupo pertenecen los inhibidoresde corrosión, los inhibidores deherrumbre, los detergentes,dispersantes y aditivos antidesgaste.



Aditivos que modifican el desempeño deun lubricante

Mejoradores de índice de viscosidad son agre-gados a los aceites bases para reducir los cam-bios de viscosidad con la temperatura. Son útilesdonde un lubricante tiene que desempeñarse sa-tisfactoriamente sobre un rango de temperaturas.Por ejemplo, los aceites de motor utilizados enclimas fríos, deben ser lo suficientemente "delga-dos" para permitir que la máquina arranque fácil-mente y lo suficientemente "gruesos" para lubricareficientemente a las altas temperaturas generadasdurante el trabajo del motor.

La mayoría de los aceites multígrados son trata-dos con mejoradores de índice de viscosidad y soncapaces de desempeñarse mejor en una mayorvariedad de temperaturas que los aceites sin tra-tar.

Depresores del punto de fluidez son utilizadospara minimizar la tendencia del aceite mineral acongelarse o solidificarse cuando se enfría. Sonaditivos necesarios para la mayoría de aceites ope-rando a bajas condiciones de temperatura.

220 oCTemperaturas

3

10

50

200

1000

Aceite mineral con

mejorador de índice

de viscosidad

Aceite

mineral puro

Vis

cosi

dad

cine

mát

ica

cS

t

Bajo o C Según Grado SAE W

100 oC0 oC

Variación de la viscosidad con la temperatura



Más acerca deLOS ADITIVOS

os mejoradores de índice de viscosidad sonusualmente polímeros de largas cadenas ta-

les como los polisobutilenos, polimetacrilatos yolefinas copolímeras. Todos estos incrementan laviscosidad de un aceite base. A bajas temperatu-ras las moléculas de polímeros tienden a enrollar-se, pero a medida que la temperatura se incrementase desenrollan. Este efecto tiende a restringir elmovimiento de las moléculas de aceite, "espesan-do" el aceite y por tanto, actúa en contra de ladisminución de la viscosidad del aceite base.

Algunos tipos de mejoradores de índice de visco-sidad también tienen propiedades dispersantes.

La viscosidad de un aceite que contiene mejoradordel índice de viscosidad depende de la velocidad ala cual se hace fluir.

Puede disminuir dramáticamente si el aceite escortado rápidamente como por ejemplo, en un co-jinete de alta velocidad. Este efecto debe ser teni-do en cuenta cuando se planea usar aceitemultígrado

La disminución de la viscosidad con la rata de cor-te puede ser temporal o permanente. Una pérdidatemporal de viscosidad se desarrolla cuando altasratas de corte fuerzan a las moléculas grandes depolímero a alinearse en la dirección del flujo.

L

Más grave aún, una permanente pérdida de visco-sidad puede ocurrir si la rata de corte es suficientepara romper las moléculas del polímero físicamen-te en pequeñas unidades. La oxidación delpolímero puede también ocurrir y afectaradversamente su habilidad para adelgazar el acei-te.

Depresores de punto de fluidez, son usualmen-te polímeros de alto peso molecular compuestos,alquiloaromáticos de bajo peso molecular.

con el objeto de entender como trabajan, es nece-sario apreciar que pasa con el punto de fluidez.

Cuando un aceite mineral enfriado varias fraccio-nes de parafina empiezan a cristalizarse. Los cris-tales de parafina forman cadenas de láminas yagujas, el cual atrapa el líquido remanente y difi-culta el flujo.

Los depresores del punto de fluidez se cree queactúan formando una película sobre los cristalesde parafina. Esto no evita que se cristalicen perosi evita que se junten para formar una redtridimensional. Las propiedades para el flujo a bajatemperatura son entonces mejoradas.

Incremento de la temperatura

Moléculas de Polímero

Aceite asociadocon Polímeros



Aditivos que protegen el lubricante

Antioxidantes mejoran la estabilidad a la oxida-ción del lubricante y son particularmente impor-tantes en aceites que se calientan durante su ope-ración. Son ampliamente usados; virtualmente to-dos los aceites que contienen aditivos contienenalgún antioxidante.

Cuando un aceite mineral es expuesto al oxígenodel aire, éste reacciona formando ácidos orgáni-cos, lacas adhesivas y lodos. Los ácidos puedencausar corrosión, las lacas pueden ocasionar quelas partes móviles se adhieran una contra la otra,y los lodos espesan el aceite y pueden taponarorificios, tuberías, filtros y otros componentes delsistema de lubricación. Las reacciones de oxida-ción dependen de la cantidad de oxígeno que en-tra en contacto con el aceite. Eso tiene lugar másrápidamente a altas temperaturas y son tambiénpromovidas por la humedad y otros contaminantespresentes en al aceite tales como el polvo, partí-culas de metal, herrumbre y otros productos de lacorrosión.

Los antioxidantes bloquean las reacciones de oxi-dación y disminuyen el deterioro de un lubricante.Tienen una acción específica la cual continúa mien-tras esté presente en el aceite, aún en pequeñasconcentraciones. Pero una vez haya terminado, elaceite empieza a oxidarse rápidamente. Por lo tantoes esencial que un aceite sea cambiado antes quesus propiedades antioxidantes se terminen.

Agentes antiespuma previenen la formación deespumas en el aceite, los lubricantes altamente

refinados usualmente no forman espuma. Sin em-bargo, ésta no se puede desarrollar en presenciade ciertos contaminantes, especialmente en má-quinas donde hay exceso de batido y agitación.La espuma incrementa la exposición de un aceiteal aire y promueve la oxidación. También puedecausar que se pierda aceite del sistema a travésde los ductos de venteo y más seriamente reducela eficiencia en lubricación ya que una película deespuma es un lubricante menos efectiva que unacapa continua de aceite. La espuma en fluidos hi-dráulicos, incrementa la compresibilidad, reducien-do así su capacidad para transmitir potencia efi-ciente.




ntioxidantes son de dos tipos; para entendercomo funcionan necesitamos conocer un

poco acerca del mecanismo de las reacciones enlas cuales los aceites son oxidados. En estas re-acciones, la oxidación inicialmente conduce a laformación de compuestos conocidos comoperóxidos orgánicos. Estos reaccionan con otrasmoléculas de hidrocarburos para oxidarlas y pro-ducir más peróxidos. Por lo tanto, la reacción encadena continúa estrictamente; particularmentecuando hay metales presentes para actuar comocatalizadores.

Un tipo de antioxidante, los destructores deperóxido, reaccionan preferencialmente con losperóxidos orgánicos interrumpiendo así la reacciónen cadena que se hubiera podido iniciar. Estos com-puestos son generalmente fenoles o aminas.

El segundo tipo de oxidantes, los desactivadoresmetálicos, reaccionan con las superficies y conlas partículas de metal en el aceite para bloquearsu efecto catalítico. Los desactivadores metálicosson usualmente compuestos orgánicos solublesque contienen azufre o fósforo.

Los agentes antiespuma, son usualmente com-puestos de silicona tales como el dimetil silicona.Ellos reducen la tensión interfacial del aceite detal forma que las burbujas de aceite se rompen tanpronto como son formadas y por lo tanto no setiene formación de espuma.

Aceite + Oxígeno Peróxidos orgánicos

Aceite + Oxígeno

en presencia demetales

Productos Orgánicos

+

Peróxidos Organicos

A

Aceite + Oxígeno Peróxidos orgánicos

Aceite + Oxígeno

en presemcia demetales

Productos Orgánicos

+

Peróxidos Organicos

Metalesdeactivadoresbloquean lareacción aqui

Destructores deperóxidos bloqueanla reacción aquí

La oxidación del aceite

Reacción de anti-oxidantes



Aditivos que protegen la superficielubricada

Los inhibidores de corrosión protegen las su-perficies del ataque químico ejercido por los áci-dos (corrosión), que se encuentran como contami-nantes en el lubricante y provienen principalmentede la oxidación del aceite y de los combustiblesquemados en los motores de combustión interna.

Los inhibidores de corrosión son usualmente com-ponentes fuertemente básicos solubles en aceite,los cuales reaccionan con los ácidos neutralizán-dolos.

Inhibidore de herrumbre son inhibidores de co-rrosión especialmente diseñados para inhibir laacción del agua en metales ferrosos. Son necesa-rios en aceites de turbinas y aceites hidráulicosya que estos tipos de aceite se contaminan inevi-tablemente con agua.

Detergentes son aplicados a los aceites de mo-tor para cumplir las siguientes funciones: Reducirla formación de depósitos de carbón y lacas dealtas temperaturas, evitar el pegamiento del anillodel pistón y proveer una reserva de basicidad paraneutralizar los ácidos formados durante la com-bustión.

También deben tener propiedades antioxidantes yantiherrumbre.

Dispersantes son agregados a los aceites paramantener en suspensión cualquier contaminante,tales como, hollín y productos de degradación.

Por lo tanto inhiben la formulación de conglomera-dos de partículas que puedan bloquear los con-ductos y los filtros, además evitan que sean depo-sitados sobre las superficies donde pueden inferircon la lubricación y la transferencia de calor.

Agentes antidesgaste son necesarios cuando lalubricación hidrodinámica no puede ser manteniday se presenta algún tipo de contacto metal-metalentre las superficies móviles.

Es usual distinguir dos tipos de agentesantidesgaste: Aditivos antiabrasivos y aditivosde extrema presión.

Los aditivos antiabrasivos son compuestos absor-bidos por las superficies metálicas para formar unapelícula protectora que previene el contacto direc-to metal-metal y reduce considerablemente la fric-ción y el desgaste.

Los aditivos de extrema presión o EP son requeri-dos en situaciones de carga severa, cuando losaditivos antiabrasivos no son efectivos. Tales con-diciones son frecuentemente encontradas en losdientes de los engranajes de acero-sobre-aceroaltamente cargados.

Los aditivos EP son estables a las temperaturasque se generan, por ejemplo, cuando dos dientesse deslizan uno sobre el otro, se descomponenformando productos que reaccionan con el metalcreando una película protectora de aceite.




os inhibidores de herrumbre son comúnmente ácidos orgánicos que se adhieren fuer-

temente a las superficies metálicas protegiéndo-las de los ataques.

Los aditivos detergentes consisten en molécu-las de jabones orgánicos que rodean un corazónbásico inorgánico. Las moléculas de jabón contri-buyen a las propiedades de detergencia yantioxidantes de los aditivos, mientras que labasicidad contrarresta los productos ácidos de lacombustión y controla el desarrollo de herrumbreen el motor.

Los dispersantes son usualmente moléculas decadenas largas las cuales tienen una "cabeza"hidrofílica (receptora de agua) y una cola hidrofóbica(repele el agua).

L

El extremo hidrofílico tiende a adherirse a las par-tículas sucias, dejando las colas hidrofóbicas ex-tendidas hacia el aceite. Así se mantienen sepa-radas las partículas contaminantes.

Aditivos antiabrasivos, son químicos orgánicosde largas cadenas polares tales como alcoholes yácidos grasos. Estos son absorbidos sobre lassuperficies metálicas para dar una capa delgadade moléculas en las cuales las cadenas de hidro-carburos están orientadas perpendicularmente ala superficie. Este arreglo provee una efectiva lubri-cación de capa límite cuando el espesor de la capaes reducido por una carga pesada.

Aditivos de extrema presión son compuestosque contienen cloruros, azufre o fósforo.

A temperaturas de 300°C o más (la cual se puedegenerar cuando un diente choca con otro), estoscompuestos se deterioran y reaccionan para for-mar una película química.Detergentes

La acción de los dispersantes

BaseMoléculasde jabones

Cola delHidrocarburo

CabezaIónica



s

s

s

ss

s s

s

s

ss

ss

s

s

Formación de una capa orgánica sobre una superficie de hierro poradsorción de un compuesto antidesgaste

Formación de una película química después de la reacción de unaditivo de EP con una superficie de hierro



FORMULACION

La mayoría de los lubricantes modernos consistenen una combinación de varios aceites bases ymuchos aditivos. La mezcla o formulación de es-tos constituyentes para producir el mejor productopara una aplicación específica, puede ser una ta-rea complicada. Es casi siempre necesario com-prometer los requerimientos críticos de desempe-ño, la compatibilidad y los costos.

Ya hemos visto cómo la mezcla de los aceitesbases involucran el balanceo de su contenido dealcanos y cicloalcanos con el flujo óptimo, la sol-vencia y propiedades lubricantes. Un balance si-milar es requerido cuando se mezclan aditivos. Cadaaditivo debe ser compatible con los otros ingre-dientes de la formulación, de otra manera será ine-vitablemente no efectivo.

La compatibilidad completa puede ser difícil de lo-grar. Además es obviamente importante desde elpunto de vista comercial minimizar los costos delproceso de formulación y del producto final.

Una vez una formulación ha sido desarrollada, esesencial, averiguar si trabajará bien y seguramen-te en la aplicación para la cual fue diseñada. Medi-das de las propiedades físicas (tales como al vis-cosidad y el índice de viscosidad) y de las propie-dades químicas (tales como acidez y la estabili-dad térmica) pueden dar una guía sobre esto. Sinembargo, si el lubricante o la aplicación a la cualse dirige, es totalmente inusual, es necesario rea-lizar una prueba de desempeño.

En una prueba de desempeño, se simulan las con-diciones bajo las cuales el lubricante se esperaque opere. La prueba puede usar el equipo de ser-vicio bajo condiciones reales o mas probablemen-te, llevarse acabo en diseños especiales de labo-ratorio. Cualquiera que sea el método usado, laevaluación de los resultados deberá involucrar eldesarme del equipo y examinar de cerca las pie-zas al igual que un análisis detallado de las condi-ciones del lubricante durante y después de la prue-ba. Algunas de las investigaciones que se han lle-vado acabo más comúnmente son descritas en lasiguiente sección.

FormulaciónFormulación - - algunas preguntas algunas preguntasdeben ser contestadasdeben ser contestadas

DesempeñoQue tan bueno, es suficientemente bueno ?Es este producto para uso general ?Hay requerimientos especiales ?Que compromisos pueden ser hechos ?

CompatibilidadLas propiedades de cualquier aditivo:Aumentan unas con otras ?Se anulan entre si ?Es la formación estable ?En uso ? En almacenaje ?

Costos:Cuanto costará la formulación:En desarrollarla ? En probarla ? En hacerla ?Cuanto pagará el usuario:Por un producto adecuado ?Por un producto que excede especificaciones ?



El desarrollo de una formulación de un lubricantetípico puede requerir un número de pruebas dife-rentes, cualquiera de las cuales pude sugerir lanecesidad de reformular el producto y llevar acabomás pruebas. Un proyecto de formulación comple-ta puede tomar un año o más y los costos puedensubir de un cuarto de millón de libras esterlinas.No hay muchas compañías que tengan la habili-dad y los recursos necesarios para llevar acaboeste tipo de programas. Cada lubricante con mar-ca "Internacional Shell" tiene una formulación queha sido desarrollada y probada de esta forma. Nues-tros clientes pueden estar seguros que nuestrosproductos harán el trabajo para el que fueron dise-ñados, eficiente, rentable y confiablemente.



RESUMEN DE LA SECCION TRES

La mayoría de los aceites son hechos de acei-tes minerales e incluyen aditivos para modificarlas propiedades de los aceite bases.

Los aceites minerales son particularmente ade-cuados para usarlos como lubricantes por suscaracterísticas de viscosidad, su habilidad paratransferir calor eficientemente y su habilidad paraproteger contra corrosión.

Los aceites minerales también tienen la ventajade ser económicos, fácilmente accequibles,compatibles con la mayoría de los materiales,virtualmente seguros, usualmente miscibles conotros aceites y aditivos y pueden ser fabricadospara ser consistentes con estándares de cali-dad y desempeño.

Los aceites minerales son derivados del petró-leo crudo. Están fundamentalmente compues-tos por hidrocarburos de los cuales hay tres ti-pos básicos: Alcanos, cicloalcanos y aromáti-cos.

Los lubricantes con alto contenido de alcanosson muy estables al calor y la oxidación y tie-nen alto índice de viscosidad.

Los lubricantes con alto contenido decicloalcanos son menos estables y tienen unbajo índice de viscosidad pero tienen buenaspropiedades de flujo a bajas temperaturas.

Los aceites y extractos con un alto contenidode aromáticos, son fácilmente oxidados y tie-nen pobres características de viscosidad

Los aditivos son adicionados a los aceiteslubricantes para modificar sus propiedades.

Los aditivos que modifican el desempeño de loslubricantes incluyen mejoradores de índice deviscosidad y depresores del punto de fluidez.

Los aditivos que protegen al lubricante de talforma que pueden continuar desempeñando susfunciones incluyen los antioxidantes y los agen-tes antiespuma.

Los aditivos que protegen la superficie lubrica-da incluyen los inhibidores de corrosión, losinhibidores de herrumbre, detergentes,dispersantes, aditivos antiabrasivos y aditivosde extrema presión.

La formulación de un lubricante involucra consi-deraciones de desempeño, compatibilidad ycostos. Pruebas de desempeño son esencia-les para la evaluación de los nuevos lubricanteso lubricantes existentes en nuevas aplicaciones.



Sección CuatroEL LUBRICANTE ADECUADO

PARA EL TRABAJO

La sección final de este módulo estudia dos te-mas importantes. Primero examinaremos los prin-cipios involucrados en la escogencia de el lubri-cante adecuado para una aplicación en particular.Luego miramos las pruebas que deben realizarsepara evaluar el desempeño de un lubricante y ase-gurar que continúa haciendo el trabajo esperado.

Cuando usted haya estudiado la información clavede esta sección será capaz de:

Enumerar las preguntas más importantes a serresueltas cuando se selecciona un lubricantey explicar su significado.

Resumir los pasos a seguir en la práctica cuan-do se recomienda un lubricante Shell, cuandose conoce dónde se va a utilizar, ó cuando esuna alternativa a un producto existente.

Mencionar ocho pruebas utilizadas paramonitorear el desempeño de un lubricante yresumir su relevancia.

Si estudia la información complementaria ustedserá capaz de:

Indicar los rangos de viscosidad de los aceitesusados en aplicaciones típicas.

Explicar como se selecciona en la práctica laviscosidad óptima y el grado de viscosidad deun aceite.

Revisar las propiedades y la composición re-querida de los lubricantes usados para cojine-tes, engranajes, sistemas hidráulicos y moto-res de combustión interna.

Describir los principios detrás de las pruebasusadas para monitorear un lubricante.



LA SELECCION DE LOS LUBRICANTES

Principios

Varios factores deben ser tenidos en cuenta cuan-do se escoge un lubricante. Los más importantesson la aplicación específica, las condiciones deoperación y los costos. Con estos factores enmente, el lubricante adecuado puede, en princi-pio, ser escogido con la siguiente ayuda de la si-guiente lista de chequeo:

1. Cuál es la viscosidad más adecuada a latemperatura de operación?

Hasta donde concierne a la lubricación actualla propiedad más importante de un lubricantees la viscosidad (o, en el caso de una grasa,su consistencia). La mejor viscosidad para unaaplicación en particular puede ser determina-da mediante cálculos, pero la experienciapráctica algunas veces proporciona unaguía útil. Muchos parámetros de diseño influ-yen en la escogencia final, pero el objetivo usuales seleccionar un lubricante con la mínima vis-cosidad capaz de soportar la carga aplicada,minimizando así el consumo de energía.

Es importante recordar qué es la viscosidad ala temperatura de operación. Por ejemplo, su-ponga que la lubricación más eficiente de uncojinete simple requiere de un aceite con unaviscosidad de 10 cSt. Si el cojinete va a traba-jar a 100°C, el aceite debe tener una viscosi-dad de 10 cSt a 100°C. Si por otro lado, elcojinete va a trabajar a -30°C, el aceite debe

tener una viscosidad de 10 cSt a -30°C. Dosaceites muy diferentes son requeridos. Susviscosidades a temperatura ambiente sería cer-ca de 300 cSt y 2 cSt respectivamente.

2. Cúal es el índice de viscosidad necesario?

Es esencial seleccionar un aceite con adecua-do índice de viscosidad. Aunque la viscosidada la temperatura normal de trabajo escríticamente importante, el lubricante tambiéndebe ser capaz de hacer su trabajo sobre unrango de temperatura que oscile entre la tem-peratura fría inicial hasta la temperatura máscaliente de operación. No debe ser tan espesoa bajas temperaturas que la máquina no pue-da ser arrancada, ni tan delgado a alta tempe-ratura que sea incapaz de proveer una películade lubricación adecuada.

3. Qué grado SAE o ISO de viscosidad de acei-te es requerida?

Habiendo decidido sobre la viscosidad y el ín-dice de viscosidad, se determina el grado deviscosidad del lubricante requerido. Esto im-plica, llevar a una temperatura estándar de re-ferencia la viscosidad que se tiene a la tempe-ratura de operación y se puede realizar usan-do las tablas y gráficas disponibles. El gradode viscosidad SAE o ISO puede ser entoncesseleccionado.

Algunas máquinas contienen diferentes com-ponentes a lubricar, por ejemplo, las cajas deengranajes contienen engranajes y cojinetes.



Algunos sistemas usan lubricantes para másde una función, por ejemplo, los sistemas hi-dráulicos utilizan lubricantes para lubricacióny para transmitir potencia. En aplicaciones ta-les como éstas, puede ser posible comprome-terse con el grado de viscosidad escogido, detal forma que el mismo aceite puede ser usa-do para todos los propósitos. En la prácticauna variación de 30 a 50 % de la viscosidadideal es usualmente posible. Así, un aceite congrado de viscosidad ISO 68 puede ser usadopara cubrir el rango de viscosidades entre ISOVG 46 a ISO VG 100.

4. Cuales aditivos son necesarios?

Los aceites lubricantes se deterioran durantesu uso por diferentes razones. Por lo tanto lamayoría de los lubricantes contienen aditivospara combatir el deterioro y extender la vidaútil de el aceite. Los aditivos son también paramejorar las propiedades particulares de unaceite. Muchos aceites contienenantioxidantes, dispersantes e inhibidores decorrosión. Otros adit ivos, tales comomejoradores de índice de viscosidad,depresores de punto de fluidez, agentesantiespuma y aditivos antidesgaste, puedenser requeridos dependiendo de la aplicación.

En comparación a los costos del aceite base,los aditivos son unos ingredientes costosos.Por lo tanto, solamente se agregan a loslubricantes si su inclusión puede ser justifica-da sobre la base del mejoramiento del desem-peño y de la economía en su uso.

5. Qué factores de costos necesitan tenerse encuenta?

El precio de un lubricante es claramente unfactor importante, pero el precio solo no debeser determinante para la selección de un acei-te. Los sistemas de lubricación de las máqui-nas modernas son usualmente diseñados paraque una gama amplia de lubricantes puedanser usados en ellos. Es muy fácil seleccionarél lubricante más barato que parece hacer éltrabajo requerido en una aplicación dada. Sinembargo es necesario, asegurarse que él acei-te continuará lubricando eficientemente por unperíodo largo de tiempo.

Un aceite debe juzgarse en términos costos to-tales de operación y mantenimiento de la ma-quinaria por largos períodos de tiempo. Así lalubricación con un aceite barato que tiene queser cambiado a intervalos frecuentes puede pron-to volverse más costoso que usar el aceite deprecio elevado con una larga vida de servicio. Másserio aún, usar un aceite barato puede conducira fallas mecánicas que podrían costar muchomás que el costo adicional de un lubricante demayor valor.

La lubricación de un equipo específicoEn los módulos subsiguientes de este programaestaremos estudiando en detalle los lubricantesutilizados para propósitos específicos describien-do qué deben hacer estos lubricantes y qué pro-piedades deben tener. En la siguiente página sédescriben brevemente los requerimientos de lu-bricación de algunas aplicaciones comunes conél fin de resaltar los principios anteriores.



COMPARACION DE CLASIFICACIONES DE ACEITES POR VISCOSIDAD

NOTA: Las comparaciones deben hacerse dentro de la franja del mismocolor. En caso de hacer comparaciones de una franja a otra, debecumplirse el requisito de que el KVI esté entre 90 y 100. Este gráficoúnicamente compara viscosidades.

1500

8

7

6

5

4

3

2

1

1000 8A

680

460

320

220

150

100

68

46

32

22

15

10

75W

80W

85W

90W

140W

250W

20 o

25W-20

30 o15W-30

40

50

70

60

50

45

40

35

30

25

20

17.5

15

131211

10

9.0

8.0

7.0

6.0

5.5

5.0

4.5

4.010W

3.55W

3.0

2.5

1500

1000900

700

600

500

400

300

200

150

100908070

60

50

40

30

20

10

CE

NT

IST

OK

ES

40

°C

CE

NT

IST

OK

ES

10

0°C

GRADOISO

NUMEROAGMA

GRADO SAE DE TRANSMISION

GRADO SAEMOTOR



CONVERSION DE UNIDADES DE VISCOSIDAD

*Esta tabla compara viscosidades a la misma temperatura.

cStCentistokes SUS REDWOOD

GRADOSENGLER

102.2107.6118.4129.2140.3

151162173183194

205215259302345

388432541650758

886974

1,0821,1901,300

1,4051,5151,6251,7301,840

1,9502,0552,165

700750800850900

9501,0001,2001,4001,600

1,8002,0002,5003,0003,500

4,0004,5005,0005,5006,000

6,5007,0007,5008,0008,500

9,0009,500

10,000

617661705749793

837882

1,0581,2341,411

1,5871,7632,2042,6463,087

3,5263,9674,4084,8495,290

5,7306,1716,6127,0537,494

7,9348,3758,816

19.921.322.724.225.6

27.028.434.139.845.5

5157718599

114128142158170

185199213227242

256270284

475500550600650

419441485529573

13.514.215.617.018.5

cStCentistokes SUS REDWOOD

GRADOSENGLER

1.82.74.25.87.48.9

10.311.713.014.315.6

16.818.119.220.422.8

25.027.429.631.834.0

36.038.440.642.847.2

51.655.960.264.569.9

75.380.786.191.596.8

323540455055

6065707580

859095

100110

120130140150160

170180190200220

240260280300325

350375400425450

30.832.236.240.644.949.1

53.557.962.367.671.0

75.179.684.288.497.1

105.9114.8123.6132.4141.1

150.0158.8167.5176.4194.0

212229247265287

309331353375397

1.141.181.321.461.601.75

2.552.682.812.953.21

2.552.682.812.953.21

3.493.774.044.324.59

4.885.155.445.726.28

6.857.387.958.519.24

9.9510.711.412.112.8



Una gráfica típica para determinación del grado deviscosidad ISO a 40°C del lubricante requerido sereproduce abajo:

Más acerca deESCOGER EL ACEITE ADECUADO

as vicosidades de los aceites en servicio paravariedad de aplicaciones típicas se reúnen en

la siguiente tabla:

Algunos de estos tipos de aceite tienen un rangoamplio de viscosidades. En general, se prefierenmenores viscosidades a altas velocidades, bajascargas y en sistemas cerrados con circulación to-tal de aceite.

L

Aplicación

Aceite de motorAceites de turbinaAceites para compresoresAceites hidráulicosAceite para cojinete de bolasAceite para cojinete de rodillosAceite para engranajes

10 - 5010 - 5010 - 5020 - 10010 - 30020 - 150015 - 1500

Rango de viscosidad (cSt) a latemperatura global de operación

3.0

Vis

cosi

da

d c

ine

má

tica

en

Ce

nti

sto

kes

2050

100

1000

200,0000.05 0.1 0.2 0.5 1.0 2.0 5.0 10.0 20.0 50.0

ISO 5ISO 10

ISO 22 ISO 32

Rango óptimode viscosidad

ViscosidaddeseableISO 46

ISO 68

ISO 100

Termperatura °C

Se han diseñado y publicado guías para ayudar ala selección de la viscosidad óptima en ampliacio-nes particulares. Se ilustran algunos ejemplos tí-picos.

500

Vis

cosi

dad

a la

tem

pera

tura

de o

pera

ción

(°C

) 200100

50

0.05 0.1 0.2 0.5 1.0 2.0 5.0 10.0 20.0 50.0

Incrementode la carga

Velocidad en la línea pitch (m/s)

201052

1000

1

20,000

Vel

ocid

ad (

rpm

)

10,000

5,000

2000

2 5 10 20 50 100 200 500

10 mm diámetro

Viscosidad a la temperatura de operación (cSt)

1000

500200

50,000

100 Dis

min

uci

ón

de

l diá

me

tro

20 mm.50 mm.100 mm.

200 mm.



Más acerca deLA LUBRICACION DE UN EQUIPO

ESPECIFICO

La lubricación de cojinetes

En cojinetes planos la función principal de un lu-bricante es reducir la fricción y actuar como refri-gerante. Un aceite mineral simple es en general,completamente satisfactorio para estos propósi-tos. La adición de los antioxidantes e inhibidoresde corrosión puede ser benéfica en condicionesmás exigentes. La selección de el aceite está de-terminada por la viscosidad, a no ser que él cojine-te opere en un rango amplio de temperaturas. Elíndice de viscosidad entonces sé vuelve en un fac-tor importante.

Los aceites y grasas pueden ser usadas para lu-bricar cojinetes de rodillos. La grasa tiene laventaja de proveer sellado efectivo contra la pérdi-da de lubricante y la entrada de contaminantes.Sin embargo, el aceite es una mejor selección paracojinetes que operan a altas temperaturas y altasvelocidades.

La lubricación de los engranajes

Los engranajes abiertos son usualmente lubrica-dos con aceites. Para asegurar que los aceites nose salgan a altas velocidades, se util izanlubricantes viscosos conteniendo aditivosadherentes. Las grasas también pueden ser usa-das.

Los engranajes cerrados son generalmente lu-bricados con aceite. Siempre están soportados porcojinetes de tal forma que él lubricante debe seradecuado tanto para engranajes como para coji-netes. Aceites minerales sin aditivos son satisfac-torios para muchas situaciones.

A altas velocidades, los aceites con bajasviscosidades conteniendo antioxidantes y agen-tes antiespuma pueden ser requeridos.Lubricantes para engranajes con más carga de-ben contener aditivos de extrema presión. Los acei-tes que contienen aditivos de extrema presión(EP) son utilizados para engranajes trabajando bajolas cargas más pesadas, particularmente si séespera tener cargas de choque.

Aceites hidráulicos

El aceite en sistemas hidráulicos, es usado tan-to para la lubricación como para la transmisión depotencia. Debe ser lo suficientemente viscoso paralubricar las partes móviles eficientemente,

pero lo suficientemente delgado para actuar comoun refrigerante eficiente. Debe tener también bue-nas propiedades de liberación de aire y resis-tencia a la espuma, de no ser así, la compresibi-lidad del aceite se incrementaría y afectaría suhabilidad para actuar como un medio hidráulico.Una buena separación de agua o demulsibilidad,es otra propiedad para limitar él daño causado alas válvulas, bombas y cojinetes por él agua. Acei-tes minerales altamente refinados satisfacen to-dos estos requerimientos. Con el objeto de evitar



corrosión interna, antioxidantes e inhibidores decorrosión, son generalmente adicionados a losaceites minerales usados en sistemas hidráulicos,junto con los aditivos antidesgaste.

Aceites para motores de combustión interna

Los aceites para motores de combustión internason diseñados para que lubriquen, refrigeren, pro-tejan contra la corrosión, mantengan la limpieza yayuden al sello de los anillos del pistón en él rangode temperaturas de operación. Los aceites

multígrados para motores son formulados con unaproporción sustancial de aditivos que incluyen:Mejoradores de índice de viscosidad para re-ducir él adelgazamiento del aceite a altas tempe-raturas, depresores del punto de fluidez parafacilitar él arranque en ambientes fríos,antioxidantes para prevenir la oxidación y la for-mación de lodos, agentes antiespuma para pre-venir la formación de espuma a medida que él aceitecircula por el motor, inhibidores de corrosión paraneutralizar los ácidos formados durante la com-bustión, inhibidores de herrumbre para prote-ger las superficies lubricadas, detergentes ydispersantes para controlar la formación de depó-sitos, suspender los contaminantes productos dela combustión y por lo tanto evitar él bloqueo delos conductos y los filtros, y aditivos antidesgastepara mejorar las propiedades de la lubricación decapa límite.



RECOMENDACIONESDE LOS FABRICANTES

En la práctica, los fabricantes de todo tipo de plan-tas y equipos normalmente especifican las propie-dades y los estándares de desempeño requeridosde los lubricantes adecuados para los equipos. Unaespecificación típica puede determinar, por ejem-plo, límites de viscosidad a una o más temperatu-ras, punto de fluidez, punto de chispa y propieda-des de prevención de corrosión, junto con una indi-cación de los métodos de prueba usados para de-terminar estas características. Frecuentemente laespecificación cubre hasta una recomendación parausar una marca o marcas de lubricantes. Dondese tengan las recomendaciones de los fabrican-tes, la selección de éstos deben estar siemprebasados en ellos.

Cuando no se tengan las recomendaciones de losfabricantes, el fabricante del lubricante, en conjun-to con el del equipo sí es necesario, aconsejará alusuario, la marca más adecuada para aplicaciónespecífica.

Sustituyendo un lubricante por otro

El usuario del lubricante deseará saber si un pro-ducto alternativo puede reemplazar una marca enuso. Tal sustitución puede ayudar a reducir cos-tos, mejorar la eficiencia o racionalizar el númerode lubricantes usados. En situaciones como és-tas, es preferible tratar de cambiar directamente aun lubricante que tenga especificación similar a lamarca usada. Sin embargo, ese tipo de acción no

puede ser tomada a la ligera. Es posible que lamarca usada no sea la mejor para el trabajo y quepueda haber un mejor lubricante para la aplicaciónparticular que el producto directamente compara-do

Cuando se planee sustituir un lubricante por otro,es esencial considerar la aplicación específica enla cual se va a emplear. En la gran mayoría de loscasos, una recomendación confiable sé puede rea-lizar basada en los requerimientos especificadospor él fabricante. En aquellas instancias donde lainformación no es disponible, las recomendacio-nes deben estar basadas en una consideración delas propiedades requeridas por él lubricante paralas condiciones bajo las cuales tiene que funcio-nar. Puede ser necesario buscar asistencia técni-ca.



PROBANDO LOS LUBRICANTES

Es una buena práctica tomar muestras períodicasdel lubricante usado y las pruebas así efectuadasson conocidas como monitoreo de lubricantes,el cual revela información acerca de la condicióndel aceite y del estado de la maquinaria. Algunasde las pruebas usadas son muy simples y puedenser fácilmente aplicadas a los sistemas más pe-queños. Otras son más sofisticadas y tienden aser usadas solamente para monitorear máquinasmás grandes.

Algunas de las pruebas más comúnmente usadas,y la información que puede ser obtenida de ellasson revisadas en seguida.

Apariencia

La apariencia de un aceite puede revelar muchoacerca de su condición. El oscurecimiento,espesamiento y la presencia de lodo y partículasde hollín, implican sobrecalentamiento y oxidación.El agua puede afectar la apariencia del aceite, su-giriendo que la condensación o una fuga de aguaestá ocurriendo en alguna parte del sistema. Ri-pios de desgaste se encuentran frecuentementedurante la iniciación de un motor nuevo, sin em-bargo, si se ve en un sistema viejo, puede indicarque un desgaste serio está teniendo lugar.

ViscosidadCuando se revisa la viscosidad de un aceite usa-do, una muestra de aceite es comparado con unamuestra del mismo aceite sin usar.

Cualquier espesamiento de él aceite puede sercausado por la oxidación, por contaminantes sóli-dos, o por otros factores. Por otro lado, él adelga-zamiento de un aceite de motor sugiere diluciónde combustible sin quemar. En algunos casos,puede ocurrir tanto adelgazamiento comoespesamiento y la viscosidad parece normal.

Punto de chispa

La presencia de solo una pequeña cantidad decombustible sin quemar en un aceite para motor,producirá una marcada reducción en el punto dechispa. Otros contaminantes inflamables harán unefecto similar. El agua y los contaminantes no in-flamables tienen un efecto diferente y puede ocul-tar el punto de chispa.

Vis

cosi

dad

(cS

t)

Tiempo de operación (horas)



MIDIENDO LA VISCOSIDAD

a viscosidad puede ser medida cualitativa-mente comparando él flujo de las muestras

usadas y no usadas a través de un embudo pe-queño. En la práctica la viscosidad de un líquidoes usualmente medida más exactamente, toman-do el tiempo del flujo a través de un tubo pequeñoo capilar. Varios instrumentos conocidos comoviscosímetros, han sido desarrollados para deter-minar la viscosidad en esta forma. Los resultadosobtenidos son frecuentemente expresados comotiempos de flujo y están relacionados al instrumen-to particularmente usado, de tal forma que puedeser rápidamente convertido a centistokes usandotablas estándar.

Un instrumento relativamente simple para medirla viscosidad es él Visgage. Este instrumentobásicamente consiste en dos tubos de vidrio quecontienen una esfera de metal. Un tubo contieneun aceite estándar de viscosidad conocida y otroes l lenado con él aceite de prueba. Lasviscosidades de los dos aceites son compara-das, inclinando el instrumento y permitiendo quelas dos esferas caigan suavemente a través delos aceites. Cuando la esfera que lidere llegueprimero al punto premarcado, él instrumento esllevado a la posición horizontal y la viscosidaddel aceite bajo prueba puede ser leída en la es-cala opuesta a la posición de la otra esfera.

El Visgage no es adecuado para medir la visco-sidad de líquidos opacos, tales como aceites se-veramente contaminados u oxidados debido a

L

que la esfera no puede ser vista a través del acei-te oscuro.

Esfera metálicaAceite stándard

Escala deviscosidadEsfera metálica

Aceite bajoprueba

Marcosgraduados

Seccióncapilar

Viscosímetro capilar suspendido



Prueba de contaminación por agua

La prueba más simple para agua involucra él ca-lentamiento del lubricante por encima de 100°C.Si hay agua presente, hierve y causa que el aguacrepite. Pruebas más precisas consisten en tratarel aceite con un químico que reacciona con el aguaproduciendo hidrógeno, o destilando el agua delaceite usado utilizando un sistema de solvente.

Acidez y basicidad

La acidez de un lubricante puede ser expresadaen términos de su número ácido, la cantidad deálcali necesaria para neutralizarlo. Similarmente,la basicidad puede ser expresada en términos denúmero base, la cantidad de ácido necesaria paraneutralizarlo. La oxidación de un aceite genera pro-ductos ácidos y la evaluación del número total áci-do (TAN) da por lo tanto una indicación del deterio-ro del aceite en servicio.

En motores diesel, la combustión del combustiblelibera componentes ácidos de azufre, los cualespueden causar corrosión y oxidación del aceite delmotor. Los aditivos detergentes proporcionan unareserva alcalina para neutralizar tales ácidos y laevaluación del número base total (TBN) da unaimportante información del grado de agotamientode tales aditivos.

Pruebas de manchas de aceite

Una gota de aceite es colocada sobre una hoja depapel especial para manchado y se deja que sedisperse. Un aceite nuevo dará una mancha trans-parente uniforme y amarillo pálido.

Un aceite conteniendo contaminantes mostrará unamancha con gránulos, puntos café o negros o ani-llos. La apariencia en particular de la mancha de-pende de la cantidad o tipo de contaminantes.

Espectroscopio infrarrojo

Muchos productos de la oxidación contienen ungrupo químico llamado el grupo carbonil, el cualabsorbe la luz infrarroja de una longitud de ondacaracterística. Esta propiedad puede ser usadapara revisar la oxidación.

Análisis espectrográficos

El análisis espectrográfico del aceite (SOA) es unatécnica sofisticada que permite que los elementospresentes en él aceite sean identificados y susconcentraciones sean determinadas. Puede serusada para indicar las causas de la contamina-ción y el desgaste. Por ejemplo, la presencia desilicio sugiere que polvo a barro le están entrandoal aceite; cobre, plomo y estaño están posiblemen-te asociados con desgaste de cojinetes.

Algunos ejemplos de pruebas en papel secante.



Más acerca de

EL ANALISIS ESPECTROGRAFICO DEACEITES

l análisis espectrográfico de aceites está basado en el principio que cuando un químico

es calentado a una temperatura muy alta, ésteemite luz. Las ondas de la luz que son emitidasdependen de la naturaleza de los átomos en elcompuesto químico. Cada elemento emite un es-pectro característico con una determinada longi-tud de onda y la intensidad de la emisión es pro-porcional a la cantidad de elemento presente.

En los modernos equipos usados para ál análisisespectrográfico, el aceite es rociado dentro de unplasma de gas argón a alta temperatura.

El aceite y cualquier elemento en él es vaporizadoy emite su espectro característico. El espectro esanalizado electrónicamente y una computadoraimprime los detalles de los elementos presentes ysus concentraciones virtualmente espontáneas.

E



RESUMEN DE LA SECCION CUATRO

En principio la selección de un lubricante parauna aplicación en particular puede estar basa-da en la siguiente lista de preguntas:

1. Cuál es la viscosidad más adecuada a latemperatura de operación?

2. Qué índice de viscosidad es necesario?

3. Cual es el grado ISO de viscosidad requeri-do (o SAE para uso automotriz)?

4. Qué aditivos son necesarios?

5. Qué factores de costos son necesarios con-siderar?

En la práctica, la selección de un lubricantepara una aplicación en particular está basadaen las recomendaciones del fabricante delequipo en el cual el lubricante va a ser utiliza-do.

Un lubricante no debe ser recomendado o sus-tituido por otro producto solo sobre la base quelos dos lubricantes tienen propiedades y usossimilares. Es esencial que el lubricante quesé recomienda sea adecuado para la aplica-ción en particular.

Un número de pruebas pueden ser llevadas acabo para monitorear él desempeño de loslubricantes. Estas evalúan tanto las condicio-nes del aceite como del equipo lubricado.

Las pruebas de aceites más importantes utili-zadas para monitorear lubricantes incluyen:Apariencia, viscosidad, punto de chispa, con-taminación con agua, número base, pruebasde manchas, espectroscopio infrarrojo y análi-sis espectrográfico de aceite.



SECCION CINCOALMACENAMIENTO, MANEJO Y USO

DE LUBRICANTES

Además de la correcta selección de los lubricantes,es necesario tener en cuenta algunos aspectosrelacionados con su almacenamiento, manipula-ción, transporte en planta y aplicación.

Almacenamiento “La bodega de lubricantes debe ser de prefe-rencia una construcción separada, resistente alfuego. Los tambores no se deben colocar so-bre plataformas de madera, sino sobre piso decemento, metal o cualquier otro material resis-tente al fuego. Los tambores, cubetas y otrosdepósitos deben tener las tapas, tapones oseparadores cerrados todo el tiempo en que noestén en uso efectivo. Los depósitos vacíossiempre se deben mantener cerrados”.

CONSEJO NACIONAL DE SEGURIDAD DE LOSESTADOS UNIDOS

Preferiblemente en bodega o en un cuarto ex-clusivo para tal fin.

El almacenamiento a la intemperie debe evi-tarse en lo posible, de lo contrario hacerlo sobreestructuras metálicas con los tambores enposición vertical pero con las tapas hacia aba-jo.

Tambores en uso que no resulte viable su ubi-cación vertical (idem anterior) u horizontal,dejarlos en posición inclinada para evitar quela tapa quede sumergida en contaminantesacumulados.

Una medida práctica es cubrir los tamborescon plásticos o lonas impermeables, a mane-ra de carpa.

El cuarto de lubricantes debería quedar fueradel área física de proceso, pues la alta con-centración de partículas del material en pro-ceso son una fuente alta de contaminación.

Revisar y limpiar diariamente el área alrede-dor de las tapas para reducir el riesgo de con-taminación al abrir el tambor.

Los tambores de aceite soluble y los de acei-te dieléctrico deben ser obligatoriamente al-macenados bajo techo, en sitios que no es-tén expuestos a fuertes cambios de tempe-ratura.



Manejo de lubricantes Bombas manuales para transvasar aceite: Vi-gilar que no se produzca contaminación de un acei-te con otro por residuos en la bomba. Ej.: aceiteshidráulicos .vs. aceites de motor

Utilizar Recipientes Shell Safe Oils®

Bombas neumáticas o eléctricas para grasa:Evitar la contaminación de la grasa residual quequeda en el fondo del tambor, manteniéndolo her-méticamente sellado, ya que puede v llegar a serhasta un 10% del contenido.

Almacenamiento durante largos perío-dos de tiempo

El almacenamiento prolongado deteriora las pro-piedades físico - químicas de los lubricantes; par-ticularmente de las grasas.

Las grasas que contienen jabón de sodio o calcioseparan el aceite en un período de cuatro meses(de producida). Las grasas de litio permanecenestables hasta 12 meses después de su produc-ción.

El descargue de tambores debe hacerse em-pleando un medio mecánico que garantice se-guridad al operario y evite daños al tambor. Ej:montacargas, elevadores mecánicos, platafor-mas hid.

Para el transporte de un sitio a otro, debe con-tarse con una carretilla especial, como míni-mo, o un montacargas.

Evitar rodar el tambor, ya que se debilita suestructura y el peligro de “desgrafado” aumen-ta por los golpes fuertes al acostarlo y levan-tarlo.

Aplicación

Recipientes para aplicación de lubricantes:Nunca se deben emplear recipientes galvanizados,porque algunos de los aditivos de los lubricantespueden reaccionar con el zinc, formando jabonesmetálicos, espesando el aceite e incluso causan-do obstrucción de conductos de lubricación, bo-quillas inyectoras, etc.

Utilizar Recipientes Shell Safe Oils® (Disponi-bles en presentaciones 5 litros)

Pistolas engrasadoras: Mínimo una pistola porcada tipo de grasa. Los jabones metálicos (sodio,calcio, litio) son incompatibles entre sí.



Es común este tipo de problema cuando seemplea un solo recipiente para varios aceites.

Es más crítico cuando se mezclan aceitespara aplicaciones automotrices con industria-les.

Extremo cuidado debe ser tenido para evitarla contaminación de un aceite para engrana-jes (ej: Omala, Spirax) con trazas decualquier aditivo básico (ej: aditivo detergen-te a base de calcio, en el aceite de motor)ya que pueden tener un efecto negativosobre las propiedades superficiales (espu-ma, atrapamiento de aire y demulsibilidad).Límite < 2 mg/kg (2ppm)

Aunque la formulación de aceites hidráulicoscontiene calcio, es importante evitar lacontaminación con los aditivos del aceite demotor. Tal contaminación generalmente sereflejará en un aumento en el contenido decalcio (análisis de laboratorio), y puedeconducir a precipitación de los aditivos delaceite hidráulico, reducción drástica de suspropiedades demulsificantes oantiemulsionantes, pérdida de filtrabilidad ytaponamiento de filtros ultrafinos (formaciónde gel ~ lodos).

El sobretratamiento de aditivo depresor delpunto de fluidez en un hidráulico puede tenerun efecto adverso sobre la

demulsibilidad y la filtrabilidad del producto termi-nado. La cantidad de aditivo dependerá de la basey el tipo de aditivo seleccionado.

CONTAMINACIONENTRE LUBRICANTES



ASPECTOS DE SALUD OCUPACIONAL

Las grasas tienen un grado de toxicidad bajo. Sinembargo, se recomienda retirarlas de la piel rápi-damente, empleando jabón y agua caliente. Enningún caso usar disolventes como el kerosene,gasolina o varsol.

El mayor riesgo de exposición ocurre con los acei-tes para el mecanizado de metales. Estos pue-den producir dermatitis, acné, obstrucción de po-ros y remoción de los aceites naturales de la piel.

Usar guantes (en lo posible), lavarse las manoscon abundante agua caliente, evitar el uso de pas-tas abrasivas o desengrasantes en polvo, emplearjabones ligeramente ácidos, secar la piel con pa-pel toalla desechable, etc.

La ingestión de combustibles es irritante, lo cualorigina náuseas y vómito. Las lesiones serias seoriginan por aspiración del líquido en los pulmo-nes; y es por tal razón que no debe inducirse elvomito.

Debido a la insolubilidad del combustible en el flui-do pulmonar, y a su efecto irritante sobre la muco-sa protectora, los pulmones reaccionan rápidamen-te “inundándose” con fluidos del cuerpo y originán-dose el ahogamiento de la víctima. Además, lairritación deja los pulmones de la víctima expues-tos a la invasión de micro-organismos presentesen el cuerpo.

Los aceites con viscosidades inferiores al grado

ISO 22 presentan riesgos similares a los del com-bustible; por lo tanto, es necesario no inducirle elvómito a la víctima



SECCION SEISGUIAS DEL USUARIO PARA

IMPLEMENTAR UNA ADECUADAADMINISTRACIÓN DE LA LUBRICACION

Foco en “CAVEB”.

- Características- Ventajas- Beneficios

Los Beneficios son incrementados por las Venta-jas de desempeño que proporcionan las Caracte-rísticas del Producto. Ej. Shell Tellus.

Característica Ventajas BeneficiosMayor Nivel Equipo mejor protegido Reducción costosDesempeño Vida mas larga Reducción costos

Antidesgaste Menos Mantenimiento Reducción CostosMenos repuestos usados Reducción CostosMenor lucro cesante TranquilidadConfiabilidad Tranquilidad

“Todos los aceites nos son iguales - No existen Equivalentes para un producto ”



Obtener la mejor selección de producto basado endatos: (Datos típicos de una auditoría completaShell)

Tipo de Equipo (Ej. Compresor de Tornillo óde pistón, Turbina a gas ó a Vapor, etc..)

Fabricante del Equipo (OEM)(Número delmodelo, Año de fabricación.)

Cantidad de Unidades de este Tipo

Condiciones de Operación.(En términos deequipo y medio ambiente)

Ciclo de Operación

Chequeo aceite usado actualmente

Disponibilidad del producto a seleccionar

Verificación selección frente a manual del fa-bricante

Nivel de consumos por período.

Si es el caso revisión del tipo de combustibleutilizado.

Tipo de Combustible (MDO, GO,ACPM)Contenido de Azufre

Niveles de limpieza según códigos (NAS 1638,SAE 749, códigos ISO 4406)



ANALISIS COSTO BENEFICIO PREVIOSA LA SELECCIÓN

Aceites sintéticos: Realmente existen pocas apli-caciones que los necesiten:

Refrigeración plantas nucleares ( Esterespolifenílicos),

Aceites Dieléctricos (Es. Siliconados)

Sostenibilidad económica y ambiental.

Económica: AmbientalPAO/ Hidrocarburos Sintetizados 4-5:1 Alta VolatilidadEsteres orgánicos 8:1 Incompatibilidad General

*Disposición restringidaEsteres Fosfato 8:1 “ “ “

Esteres Silícios ó Siliconas 8-80:1 “ “ “Esteres Polifenílicos 12 :1 “ “ “

*Es limitado su fácil acopio y disposición en aprovechamiento dentro de procesos márginalesaceptados por las diferentes regulaciones funcionales y/ó ambientales (Mezcla decombustibles calderas ó motores estacionarios en relaciones 20-6:1), Asfaltos, Desmoldante.

Compresores de Pistón con relación por etapa> 10

Cajas de reductores con temperatura aceite >70°C

Compresores de gases solventes y ó reactivos

Compresores de tornillo bajo régimen de altademanda

Algunas transmisiones automotrices con bajonivel de salpique.

Equipos industriales en general que no requie-ran rellenos periódicos de aceite (No consu-midores) y que por análisis de laboratorio re-quieran por lo regular cambiar el aceite en pe-ríodos inferiores al año.

Sostenibilidad económica y ambiental (Elimi-nación de cambios de aceites)

Instrumentación.

Transporte de pigmento donde se requieren flui-dos Tixotrópicos.

Anticongelantes y sistemas de frenos(Polyglicoiles)

Aceites GPO (Genuine Part Oil, promovidos comoparte original):

Los fabricantes de equipos no orientan losrecursos en desarrollo e investigación suficien-tes

Shell cuenta con excelentes relaciones téc-nicas y comerciales con todos los OEM´s

Los OEM´s generalmente recomiendan insis-tentemente el empleo de su aceite pero soloexigen el cumplimento por especificacionesinternacionales.

Bajo criterio y respaldo consistente losOEM´s confieren cubrimiento irrestricto de lagarantía a equipos nuevos sin importar que



estos no utilicen el aceite GPO (GenuinePart Oil)

Nuevamente todos los aceites no son lomismo. Por que las especificaciones pue-den lucir similares pero ser muy diferen-tes en términos de verdadero desempeñoy beneficios entregados.

Para evitar la peligrosa posibilidad alseleccionar

1.De reincidir un tipo de lubricante erróneo.

2.De reincidir en el uso de un lubricante que puedeno ser adecuado para el propósito

3.El más cercano grado Shell de equivalencia pue-de no ser nuestra mejor oferta. Un buen ejemplode esto es el frecuente uso de aceites de turbinaen algunos compresores de tornillo.

4.Se ignora el considerar que necesariamente exis-te un producto idóneo.

5.Se ignora el considerar ls prolongación de vidadel equipos en mínimo un +25% Vs manual

!La actitud correcta es exigir una auditoria com-pleta de lubricación Shell”

Resolver bloqueos de percepción:”Producto Equivalente”

1.Un producto con las mismas características físi-cas del producto actual.

2.Un producto que cumple las mismas especifica-ciones de desempeño del actual.

3.Un mismo producto a reemplazar pero elabora-do por Shell.

4.Un producto para la misma aplicación.

5.Un cambio a mayor calidad y desempeño dellubricante significa una inversión y no un costo



RACIONALIZACION DE PRODUCTOS

Manejar niveles de consumos periódicos“Mínimos”.Contar con mínimo 15 dias inventario.

Manejar situaciones de Disponibilidad.“Máximos”Adicionar dias requeridos por importación.

Manejar situaciones de urgencia incidental.“Incidentales”

Servo recibe aceite hidráulico ó aceitemultígrado de motor.

Aceite hidráulico recibe Aceite de turbina ode motor ó de servo ó mineral.

Aceite de caja de velocidades recibe aceitede motor ó hidráulico.

Aceite de motor recibe aceite tipo Servo/CAT TO4 .

Elaborar y ó conocer tabla de AST

Conocer diferentes niveles del canal dedistribución en el sitio.

Conocer otros usuarios del mismo producto en el área.

Manejar tabla de AST “Aceptabilidad a Susti-tución Temporal” (Ejm.)

!Solo recomendables bajo situación de urgencia,durante el lapso que demore la inmediata reposi-ción del producto idóneo y bajo total cuenta y ries-go del usuario¡



MANEJO DE PROBLEMAS (TROUBLESHOOTING)

La nueva gerencia del mantenimiento debe trans-formarse asimilando la

cultura del pensamiento sistémico la cual se resu-me en:

a. Delegación del poder y autodisciplina.

b. Aprovechamiento de la conversación. (E-mails,reuniones, Internet)

c. El pensamiento sistémico y la cultura deautoreducción.

d. Seguimiento Voluntario con responsabilidad.

Herramientas de análisis:

Para Trouble Shooting :Espina de Pescado/ Causa y efecto “4 Ms”

Maquinaria MaterialesEfecto

Mano obra Medio Ambiente



SELECCION DE MEJORASDE PROCESO

Indagación y Sustentación desituaciones y acciones claves

Indagación:

Escalera de Inferencia

Involucrar diferentes puntos de vista

Ilustrar el porque de la pregunta

Tratar de entender

Escuchar de verdad

Estar dispuesto a experimentar

Sustentación:

Exponer a otros nuestra percepción e idea/deseo

Revelar el pensamiento y razonamiento de-trás de nuestro punto de vista.

Involucrar a otros permitiendo la exposicióndel punto de vista de los demás.

Escuchando de verdad.

Tomo Acción

Adopto Creencias

Infiero Conclusiones

Hago Suposiciones

Agrego Significado

Selecciono Datos

Datos y Experiencias Observadas



PRUEBAS DE CAMPO

Debeb ser claramente definidos los objetivos asícomo la medición de su exito.

Productos y aplicaciones a ser probadas.

Duración de la prueba.

Suministro y manejo de pruebas de aceites.

Preparación para la prueba.

Conducción de la prueba

Puntos de monitoreo

Tendencias del monitoreo (Indicadores)

Guias para el muestreo de aceites usados.

Conservación de los record conseguidos.

Modo y formato de presentación de reportesde resultados



ELECCION RACIONAL DEL NIVEL DEPROGRAMA DE MANTENIMIENTO

DESEADO

1-Predictivo

(Incluye análisis de muestras)

ANALISIS TIPICOS DE UN PROGRAMA PREDICTIVO /PERIORICIDAD/ COSTO/ APLICABILIDAD

Motor Servos Cajas DiferencialMand. FinalCompresor Turbina Increment. S.HidraulicoS.T.Térmico S. Eléctrico

a.Análisis Ac. Usado (Hrs, Frec.) 250 500 1000 2000 2000 250 500 500 1000 2000 2000 Costo $accesorios Muestreo 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 2500 Costo $correo/u(Caja 6 un.) 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 10000 Toma de Muestra 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 350000 Laboratorio y Reporte 15000 15000 15000 15000 15000 15000 15000 15000 15000 15000 150000b.Analisis Vibraciones Hrs Frec 1000 80000 80000

Costo $ unitario 80000c.Analisis Temperatura externa Hrs Frec 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 Costo $ unitario (Pistola infraroja) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0d. Espectrofotometría Hrs. Frec. Aunque se ofrece para todo equipo há sido poca su contribución y mayor utilidad 2000 Costo $ unitario frente a los anteriores análisis.. A excepción de los transformadores y demás equipos150000 Laboratorio y Reporte eléctricos. 50000e.Opacidad Gases de Escape 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 No Aplica

Costo $ unitario 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 No aplica

f.Conteo Particulas 35000 35000 35000 35000 35000 35000 35000 35000 35000 No AplicaNo Aplica

Costo $accesorios Muestreo 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 2500 Costo $correo/u(Caja 6 un.) 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 10000 Toma de Muestra 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 350000 Costo $ unitario 0 0 0 0 0 0 0 0 No aplica No aplica No aplica

g. Análisis Boroscópico 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 No AplicaNo AplicaNo Aplica

Costo $ unitario 0 0 0 0 0 0 0 0 No aplica No aplica No aplica



2-Preventivo

Previa Elección racional del tipo de software demantenimiento deseado:

Foco en Sostenibilidad (Fácil y económica ac-tualización software a niveles de vanguardia en lorelacionado con innovaciones sobre el tema de laadministración del mantenimiento), Confiabilidad(Insaturabilidad de bases de datos y nulo riesgode bloqueos por pérdida de información y trabajoabortado), Mantenibilidad (Servicio de Soporte yconsulta libre de cargo) y Funcionabilidad (Facílde implementar y operar; amigable; que utilice elmejor ambiente de trabajo virtual del momento/ Hoyen dia es Windows y aplicable a todo tipo de em-presa).

La respuesta Shell es “LUBRIPLAN “

LUBRIPLAN Incluye:

1. Elaboración de Auditoría completa

2. Implementación software.

3. Digitación plan de mantenimiento 100%lubricantes y 20% total de actividades no relacio-nadas con lubircantes.

4. Monitoreo trimestral de utilización y satisfac-ción.

5. Sostenimiento digitación en crecimientos de

planta. de nuevas adquisiciones en equipos.

6. Línea 9800 de permanente consulta.

7. Factible de implementar codificador de barras.

Todo libre de costo una vez firmado convenio deexclusividad por parte del cliente en utilizar sololubricantes Shell.

En caso contrario tendrá un costo inicial deUS$5.000 y un Fee de US$1500/año.

3-Proactivo

La sumatoria de los dos anteriores

(Implica completo paquete de administración soft-ware con programa de tendencias sobre datos dereportes de análisis de laboratorio)

4-Correctivo-Preventivo

El menor costo de operación existente pero desugerible implementabilidad solo en procesos deequipos no críticos.

(Las señales de acción son tomadas con base enla apreciación visual de algún deterioro controlabledel equipo y es descartada cualquier posibilidadde súbito daño catastrófico del mismo)



RESUMEN

Foco en CAVEB

Obtener la Mejor Selección Basado en Datos

Análisis Costo Beneficio Previos

Racionalización Productos

Manejos de Problemas

Selección Mejoras

Pruebas de Campo

Elección Racional del Nivel de Programa deMantenimiento Deseado

Shell - Modulo 1 -Introduccion a Los Lubricantes y a La Lubricacion (1)

Documents

Transcript of Shell - Modulo 1 -Introduccion a Los Lubricantes y a La Lubricacion (1)