Lubricantes

Un lubricante es, por definición, todo material (líquido, sólido o gaseoso) que se interpone entre dos piezas o superficies en movimiento para evitar la fricción entre dichas piezas y, a su vez, facilitar el movimiento y reducir el desgaste. El lubricante crea una capa entre ambas piezas, por lo que al no estar en contacto directo entre ellas, se eliminan notablemente los esfuerzos y desgastes por fricción. Resaltando que la fricción superficial entre piezas se transforma en fricción molecular del lubricante (las moléculas del lubricante rozan entre sí).

Funciones

El lubricante cumple variadas funciones dentro de una máquina o motor, entre ellas:

• Dissolver y transportar al filtro las partículas fruto de la combustión y el desgaste.
• Distribuir la temperatura desde la parte inferior a la superior, actuando como un refrigerante.
• Evitar la corrosión por óxido en las partes del motor o máquina.
• Evitar la condensación de vapor de agua y sellar, actuando como una junta en determinados componentes.

Tipos de lubricantes

Existen distintas sustancias lubricantes dependiendo de su composición y presentación:

• Líquidos: A este grupo pertenecen los diferentes aceites de lubricación, sean con base mineral o sintética. Son necesarios para la lubricación hidrodinámica y son usados comúnmente en la industria, motores y como lubricantes de perforación.
• Sólidos: Es un tipo de material que ofrece mínima resistencia molecular interna y pueden añadirse a las piezas, permitiendo su movimiento sin el aporte de un lubricante líquido o semisólido. El más común es el grafito, aunque la industria está avanzando en investigación en materiales de origen metálico.
• Semisólidos: Generalmente son conocidos como grasas. Son lubricantes fluidos muy densos, que están compuestos básicamente por aceites, un agente espesante y aditivos, o pueden ser minerales, vegetales y frecuentemente son combinadas con muchos tipos de lubricantes sólidos como el grafito, molibdeno o litio.

Qué son las grasas, ventajas y desventajas

Pueden definirse como sólidos o semifluidos resultado de la dispersión de un agente espesante en un líquido lubricante. En tanto que no pueden decirse exactamente líquidos o sólidos, se identifican como sólidos plásticos con propiedades viscoelásticas. Contienen del 65 al 95% en peso de aceite lubricante, del 5 al 35% de espesante y del 0 al 10% de aditivos (líquidos y/o sólidos).

Ventajas:

• Mayor adherencia a superficies.
• Mejor capacidad de sellado y aislamiento del medio.
• Excelente protección contra el desgaste.
• Superior protección contra la corrosión.
• Más amplio rango de temperaturas de operación.
• Más efectiva absorción de ruido y vibraciones.
• Resiste al centrifugado y a la pérdida de fluido.

Desventajas:

• Tienen una menor capacidad de enfriamiento.
• Cuentan con una menor estabilidad al almacenamiento.
• Son menos uniformes.
• Presentan limitaciones en la compatibilidad con otras sustancias.
• Limita la velocidad en los rodamientos.
• Pueden presentar dificultades para controlar el volumen.
• Tienen un menor nivel de resistencia a la oxidación.

Clasificación de lubricantes

Los lubricantes se clasifican según su base como:

Mineral (derivados del petróleo):

Es el más usado y económico de las bases parafínicas o nafténicas. Se obtiene tras la destilación del barril de crudo después del gasóleo y antes que el alquitrán, comprendiendo un 50% del total del barril. Este hecho, así como su precio, hacen que sea el más utilizado. Por otro lado, los lubricantes minerales obtenidos por destilación del petróleo son fuertemente aditivados para poder:

• Soportar diversas condiciones de trabajo.
• Lubricar a altas temperaturas.
• Permanecer estables en un amplio rango de temperatura.
• Tener la capacidad de mezclarse adecuadamente con el refrigerante (visibilidad).
• Tener un índice de viscosidad alto.
• Tener higroscopicidad definida (capacidad de retener humedad).

Sintético (a base de químicos):

Es una base artificial y, por lo tanto, del orden de 3 a 5 veces más costosa de producir que la base mineral. Se crea en laboratorio y puede o no provenir del petróleo. Poseen unas excelentes propiedades de estabilidad térmica y resistencia a la oxidación, así como un elevado índice de viscosidad natural (SAE 30). Poseen un coeficiente de tracción muy bajo, con lo cual se obtiene una buena reducción en el consumo de energía.

Propiedades físicas de los lubricantes y sus características

Están definidos por una serie de características, dada la naturaleza de los distintos tipos de lubricantes:

Color o fluorescencia:

Actualmente, el color del aceite dice muy poco acerca de sus características, ya que es fácilmente modificable con aditivos. El procedimiento para determinar el color de un aceite es el ASTM-D-1500, en el que se compara el color del aceite con una serie de vidrios patrón de distintos colores, ordenados en sentido creciente de 0 a 8. Pero para aceites muy claros, tales como los aceites aislantes, aceites blancos técnicos, etc., la escala ASTM no puede establecer diferencias y es preciso usar otros métodos.

Densidad:

Está relacionada con la naturaleza del crudo de origen y el grado de refino.

Viscosidad:

Es una de las propiedades más importantes de un lubricante. Se define como la resistencia de un líquido a fluir. Esta resistencia es provocada por las fuerzas de atracción entre las moléculas del líquido.

Viscosidad dinámica o absoluta:

Se define también como la resistencia de un líquido a fluir. Matemáticamente se expresa como la relación entre el esfuerzo aplicado para mover una capa de aceite (tensión de corte) y el grado de desplazamiento conseguido.

Viscosidad aparente:

Es la viscosidad de un fluido en unas determinadas condiciones de temperatura y agitación.

Viscosidad cinemática o comercial:

Se define como la resistencia a fluir de un fluido bajo la acción de la gravedad.

Efecto de la temperatura:

Cuando aumenta la temperatura de cualquier sustancia, sus moléculas adquieren mayor movilidad y su cohesión disminuye, al igual que disminuye la acción de las fuerzas intermoleculares. Por ello, la viscosidad varía con la temperatura, aumentando cuando baja la temperatura y disminuyendo cuando se incrementa.

Propiedades químicas de los lubricantes y sus características

Acidez:

El grado de acidez tolerable depende del tipo de aceite y de sus condiciones de utilización, si bien no deben sobrepasarse los límites establecidos para el aceite para evitar daños en los equipos o problemas de funcionamiento.

Basicidad:

En química, se llama base a aquella sustancia que al reaccionar con un ácido da sal más agua. La alcalinidad de los aceites es debida a los aditivos que se incluyen en la formulación del mismo.

Residuo carbonoso:

Es la cantidad de material, en % de peso, que queda tras someter una muestra de aceite a evaporación y pirolisis (altas temperaturas).

Oxidación:

Este proceso consiste en la asimilación de átomos de oxígeno por parte de las sustancias constituyentes del lubricante, lo que conlleva la degradación de las mismas y la pérdida paulatina de características y prestaciones del aceite.

Número de neutralización:

Es la cantidad de ácido o base necesario para neutralizar una muestra de lubricante.

Definición de viscosidad y untuosidad

Untuosidad: Es la capacidad del lubricante de llegar a formar una película de adherencia y espesor entre dos superficies deslizantes, quedando suprimido el rozamiento entre ellas. Esta propiedad se analiza de diferentes maneras; mediante el estudio de la tensión superficial, la capilaridad, los ángulos límites, las mediciones de absorción y de adhesión, etc. Con el estudio de la física molecular de los lubricantes, según la capacidad de establecer el film de lubricante entre dos superficies, cabe distinguir entre rozamiento líquido y semilíquido.

Viscosidad: Es una de las propiedades más importantes de un lubricante. Se define como la resistencia de un líquido a fluir. Esta resistencia es provocada por las fuerzas de atracción entre las moléculas del líquido.

La viscosidad influye en relación a la temperatura por el aumento o disminución de esta; por ello, la viscosidad varía con la temperatura, aumentando cuando baja la temperatura y disminuyendo cuando se incrementa. Si la viscosidad disminuye, la velocidad también aumenta, por lo que la temperatura y la velocidad serían directamente proporcionales. En relación a la carga estática, la viscosidad…