Lubricantes para cojinetes y fallas comunes

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA
EDUCACIÓN UNIVERSITARIA,
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSION MARACAY
Autor (a): Helvin Campos
Docente de la asignatura (a): Ing. Pedro Carreño
Materia: Lubricación Industrial (online)
Sección: MA
Maracay, Septiembre 2019
UNIDAD VI: ELEMENTOS DE MAQUINAS, MOTORES,
MAQUINAS Y SU LUBRICACION

Lubricantes para Cojinetes
De poco servirán todas las precauciones adoptadas para impedir que
falle un rodamiento si se selecciona una grasa incorrecta. Es importante
elegir una grasa que ofrezca la viscosidad del aceite base necesaria para
proporcionar una lubricación suficiente a la temperatura de
funcionamiento existente. La viscosidad depende en gran medida de la
temperatura. Aumenta cuando sube la temperatura y disminuye cuando
baja la temperatura. Por lo tanto, es importante conocer la viscosidad del
aceite base a la temperatura de trabajo. Los fabricantes de maquinaria
especifican generalmente un tipo determinado de grasa, la mayoría de
las grasas estándar cubren una amplia gama de aplicaciones.

A continuación se indican los factores más importantes a considerar
cuando se selecciona una grasa lubricante.
tipo de máquina
tipo y tamaño del rodamiento
temperatura del funcionamiento
condiciones de carga de trabajo
Gama de velocidades
condiciones de trabajo, tales como la vibración y la orientación del eje,
en dirección horizontal o vertical
condiciones de refrigeración
eficacia de la obturación
ambiente externo
La mayoría de los usuarios de rodamientos eligen una familia de grasas
que pueden servir para casi cualquier aplicación o situación que puedan
encontrar.

Grasa de alta temperatura (HT): Utilice la grasa HT cuando la
temperatura de funcionamiento supera generalmente los 80 º C o cuando
no son aceptables los intervalos cortos de re lubricación para
rodamientos que funcionan a una temperatura de 70 a 85 º C.
Grasa de baja temperatura (LT): Utilice la grasa LT cuando tanto la
temperatura de funcionamiento como la temperatura ambiente son
inferiores a 0 º C, o para rodamientos con cargas ligeras que funcionan a
altas velocidades en aplicaciones donde no se puede tolerar un
incremento de la temperatura de funcionamiento.
Grasa de temperatura media (MT): Estas grasas “multiuso” están
recomendadas para rodamientos que funcionan a temperaturas de – 30 a
120 º C. Se puede usar en la amplia mayoría de las aplicaciones
lubricadas con grasa.
La velocidad del aceite base debe ser entre 75 y 200 mm/s a 40 º C. La
consistencia es normalmente 2 (ó 3) de acuerdo con la escala NLGI.
Para aplicaciones que funcionan constantemente a más de 80ºC se
recomienda una grasa de alta temperatura.

Grasas EM: Las grasas con la designación EM contienen bisulfuro de
molibdeno (Mos), el cual produce una capa de cristales Mos 2 en la
superficie de metal que se deslizan unos sobre otros y proporcionan
una lubricación temporal. En lugar de esta grasa, a veces se usa
grafito o un lubricante seco similar.
Grasas EP: Las grasas EP contienen compuestos de azufre, cloro y
fósforo. Tienen propiedades de refuerzo de la película, es decir
aumentan la capacidad de carga de la película. Esto es importante en
las grasas destinadas a rodamientos de tamaño mediano y grandes
sometidos a gran tensión. Cuando se ha alcanzado una temperatura
suficientemente alta en los contactos entre las crestas de la superficie
normales de metal de rodamiento, se produce una reacción química
que impide la posibilidad de soldadura. La viscosidad del aceite base
es aproximadamente 200 mm 2 /s a 40 º C.
La consistencia corresponde a NLGI2.

Generalmente, estas grasas no se deben usar a temperaturas
inferiores a -30 º C o por encima de 110 º C.
Tener en cuenta que algunos aditivos EP tienen un efecto perjudicial
en los rodamientos y pueden acortar dramáticamente su vida de
servicio.
Para aplicaciones que funcionan constantemente por encima del 80 º
C se recomienda una grasa de alta temperatura.
Grasas para cargas elevadas
En los rodamientos que giran a poca velocidad bajo cargas elevadas,
se requieren aditivos para reforzar la película de aceite. De lo
contrario, las crestas rugosas de la superficies metálicas del
rodamiento estarán en contacto, la temperatura subirá y las
superficies se soldaran entre sé. Los aditivos minimizan el contacto
entre las partes de metal y producen una reacción química que impide
la soldadura.

¿Qué es el Solid Oíl?
El Solid Oíl es una matriz de polímero saturada de aceite lubricante
que rellena el espacio interior del rodamiento por completo y
encapsula la jaula y los elementos rodantes. El Solid Oíl utiliza la jaula
como un elemento de refuerzo y gira con él. Al soltar el aceite, el Solid
Oíl proporciona una buena lubricación a los elementos rodantes y a
los caminos de rodadura durante el funcionamiento.
El material del polímero tiene una estructura porosa con millones de
micro-poros que retienen el aceite lubricante. Los poros son tan
pequeños que el aceite se retiene debido a la tensión de la superficie.
El aceite representa una media del 70% del peso del material.

El Solid Oíl tiene ventajas únicas:
Mantiene el aceite en su sitio
Proporciona al rodamiento más aceite que la grasa
Protege contra aceites contaminantes
No necesita mantenimiento pues no se relubrica
No necesita retenes
No daña el medio ambiente
Resistente a agentes químicos
Puede soportar grandes fuerzas "g“
Aplicaciones del Solid Oíl:
Papeleras
Equipamientos para nieve y hielo
Acoplamientos accionados neumáticamente
Grúas y transportadores
Mezcladoras

Mantenimiento: Para que un rodamiento funcione de un modo fiable,
es indispensable que este adecuadamente lubricado al objeto de evitar
el contacto metálico directo entre los elementos rodantes, los caminos
de rodadura y las jaulas, evitando también el desgaste y protegiendo
las superficies del rodamiento contra la corrosión por tanto, la elección
del lubricante y el método de lubricación adecuados, así como un
correcto mantenimiento, son cuestiones de gran importancia.
Inspección y limpieza de rodamientos: Como todas las piezas
importantes de un maquina, los rodamientos de bolas y de rodillos
deben limpiarse y examinarse frecuentemente. Los intervalos entre
tales exámenes dependen por completo de las condiciones de
funcionamiento. Si se puede vigilar el estado del rodamiento durante el
servicio, por ejemplo escuchando el rumor del mismo en
funcionamiento y midiendo la temperatura o examinado el lubricante,
normalmente es suficiente con limpiarlo e inspeccionarlo a fondo una
vez al año (aros, jaula, elementos rodantes) junto con las demás
piezas anexas al rodamiento.

Si la carga es elevada, deberá aumentarse la frecuencia de las
inspecciones; por ejemplo, los rodamientos de los trenes de
laminación se deben examinar cuando se cambien los cilindros.
Después de haber limpiado los componentes del rodamiento con un
disolvente adecuado (petróleo refinado, parafina, etc.) deberán
aceitarse o engrasarse inmediatamente para evitar su oxidación. Esto
es de particular importancia para los rodamientos de maquinas con
largos periodos de inactividad. Casquillos de fricción libres de
mantenimiento, principalmente para funcionamiento en seco:
De escaso mantenimiento
Casquillos de fricción de escaso mantenimiento
Engrase necesario

Fallas: Vibración debida a rodamientos de chumacera defectuosos.
Elevados niveles de vibración, ocasionados por rodamientos de
chumacera defectuosos, son generalmente el resultado de una holgura
excesiva (causada por desgaste debido a una acción de barrido o por
erosión química), aflojamientos mecánicos (metal blanco suelto en el
alojamiento), o problemas de lubricación.
Holgura excesiva de los rodamientos: Un rodamiento de chumacera
con holgura excesiva hace que un defecto de relativamente menor
importancia, tal como un leve desbalance o una pequeña falta de
alineamiento, u otra fuente de fuerzas vibratorias, se transformen como
resultado de aflojamientos mecánicos o en golpes repetidos
(machacado).
En tales casos el rodamiento en si no es lo que crea la vibración; pero
la amplitud de la misma seria mucho menor si la holgura de los
rodamientos fuera correcta.

A menudo se puede detectar un rodamiento de chumacera desgastado
por "barrido" efectuando una comparación de las amplitudes de
vibración horizontal y vertical. Las máquinas que están montadas
firmemente sobre una estructura o cimentación rígidas revelaran, en
condiciones normales, una amplitud de vibración ligeramente más alta
en sentido horizontal.
Torbellino de aceite: Este tipo de vibración ocurre solamente en
maquinas equipadas con rodamientos de chumacera lubricados a
presión, y que funcionan a velocidades relativamente altas –
normalmente por encima de la segunda velocidad critica del motor.
La vibración debida a torbellinos de aceite a menudo es muy
pronunciada, pero se reconoce fácilmente por su frecuencia fuera de lo
común. Dicha frecuencia es apenas menor de la mitad de la velocidad
de rotación (en rpm) del eje – generalmente en el orden del 46 al 48%
de las rpm del eje.

El problema de los torbellinos de aceite normalmente se atribuye a
diseño incorrecto del rodamiento, desgaste excesivo del rodamiento,
un aumento de la presión del lubricante o un cambio de la viscosidad
del aceite.
Se pueden hacer correcciones temporales modificando la temperatura
del aceite (viscosidad), introduciendo un leve desbalance o una falta
de alineamiento de manera de aumentar la carga sobre el eje, o
rascando y/o ranurado los costados del rodamiento, para desbaratar
la "cuña" de lubricante.
Desde luego, una solución más duradera es reemplazar el rodamiento
con uno que haya sido diseñado correctamente de acuerdo a las
condiciones operativas de la maquina, o con uno que esté diseñado
para reducir la posibilidad de formación de torbellinos de aceite.
Los rodamientos con ranuras axiales usan las ranuras para aumentar
la resistencia a la formación de torbellinos de aceite en tres puntos
espaciados uniformemente. Este tipo de configuración está limitado a
las aplicaciones más pequeñas, tales como turbinas de gas livianas y
turbo cargadores.

Los rodamientos de chumacera de lóbulos brindan estabilidad contra
los torbellinos de aceite al proporcionar tres puntos ce concentración de
la película de aceite bajo presión, que sirven para centrar al eje.
Los rodamientos de riñón basculante son comúnmente utilizados para
las maquinas industriales más grandes, que funcionan a velocidades
más altas.
Hay dos causas comunes de vibración que pueden inducir un torbellino
de aceite en un rodamiento de chumacera:
Vibración proveniente de maquinaria ubicada en las cercanías: Puede
ser transmitida al rodamiento de chumacera a través de estructuras
rígidas, tales como tuberías y cimentaciones. A este fenómeno se le
conoce como Torbellino Inducido por el Exterior.
Vibración ocasionada por otros elementos de las maquina misma. Toda
vez que se detecta la vibración característica del torbellino de aceite se
deberá realizar una completa investigación de las vibraciones en toda la
instalación, incluyendo las fuentes de vibración circunvecina, la
estructura de cimentación y las tuberías relacionadas. Se podrá así
quizás descubrir una causa externa de los problemas de torbellino de
aceite.

Torbellinos de Histéresis: Este tipo de vibración es similar a la vibración
ocasionada por el torbellino de aceite, pero ocurre a frecuencias
diferentes, cuando el rotor gira entre la primera y la segunda velocidad
crítica.
Un rotor que funcione por encima de la velocidad crítica tiende a
flexionarse, o asquearse, en sentido opuesto del punto pesado de
desbalance. La amortiguación interna debida a histéresis, o sea la
amortiguación de fricción, normalmente limita la deflexión a niveles
aceptables. Sin embargo, cuando acontece un torbellino por histéresis,
las fuerzas amortiguadoras se encuentran en realidad en fase con la
deflexión, y por lo tanto, acrecientan la deflexión del motor.
Cuando dicho rotor está funcionando por encima de la primera
velocidad critica pero por debajo de la segunda, el torbellino por
histéresis ocurre a una frecuencia exactamente igual a la primera
velocidad crítica del rotor.

velocidad de rotación del rotor: La vibración ocasionada por un
torbellino por histéresis tendrá la misma característica que las
ocasionadas por un torbellino de aceite cuando la maquina funcionen a
velocidades superiores a la segunda velocidad crítica del eje. Es decir,
que una severa vibración se producirá a una frecuencia levemente
menor que 0.5x las rpm del rotor.
El torbellino por histéresis es controlado normalmente por la acción de
amortiguación provista por los rodamientos de chumacera en sí. Sin
embargo, cuando la amortiguación estacionaria es baja en comparación
con la amortiguación interna del rotor, es probable que se presenten
problemas.
La solución usual para este problema es aumentar la amortiguación
estacionaria de los rodamientos y de la estructura de soporte de los
mismos, lo que puede lograrse instalando un rodamiento de riñón
basculante o de algún rodamiento de diseño especial. En algunos
casos el problema puede ser solucionado reduciendo la amortiguación
dada por el rotor – sencillamente, cambiando un acoplamiento de
engranajes con una versión sin fricción; por ejemplo, con un
acoplamiento de disco flexible.

Lubricación inadecuada: Una inadecuada lubricación, incluyendo la falta
de lubricación y el uso de lubricantes incorrectos, puede ocasionar
problemas de vibración en un rodamiento de chumacera. En
semejantes casos la lubricación inadecuada causa excesiva fricción
entre el rodamiento estacionario y el eje rotante, y dicha fricción induce
vibración en el rodamiento y en las demás piezas relacionadas.
Este tipo de vibración se llama "dry whip", o sea látigo seco, y es muy
parecido al pasar de un dedo mojado sobre un cristal seco.
La frecuencia de la vibración debida al látigo seco generalmente es muy
alta y produce el sonido chillón característico de los rodamientos que
están funcionando en seco. No es muy probable que dicha frecuencia
sea algún múltiplo integral de las rpm del eje, de manera que no es de
esperarse ningún patrón significativo bajo la luz estroboscopia. En este
respecto, la vibración ocasionada por el látigo seco es similar a la
vibración creada por un rodamiento antifricción en mal estado.
Toda vez que se sospeche que un látigo seco sea la causa de la
vibración se deberá inspeccionar el lubricante, el sistema de lubricación
y la holgura del rodamiento

Causas de deterioro en los Cojinetes
La duración de un rodamiento depende del numero de pasos de los
cuerpos sobre los caminos de rodadura y de la carga que actúa sobre
ellos. El procedimiento de calculo para rodamientos solicitados
dinámicamente se basa en la fatiga del material (formación de Pittings),
como origen de fallo.
La fatiga normal se presenta en forma de un descascarillado o
exfoliación de los caminos de rodadura. Si el rodamiento continua
solicitado puede llegar a producirse la rotura total de los aros.
Si el rodamiento se deteriora mucho antes de lo que cabe esperar a
raíz del calculo de la duración a la fatiga, hay que examinar si ha
actuado alguna carga excesiva. En caso contrario debe existir un error
de montaje o de mantenimiento o bien un desgaste debido a las
condiciones de servicio. A continuación se mencionan algunos de los
deterioros mas frecuentes y sus causas.

Descascarillado del aro interior de un rodamiento rígido de bolas.
Rotura total del aro interior de un rodamiento rígido de bolas como
estado final de la fatiga.

Rayas de adherencia en el camino de rodadura del aro interior de un
rodamiento de rodillos cilíndricos.
Fatiga prematura en el aro exterior de un rodamiento de rodillos
cilíndricos debida a la formación de rayas de adherencia todavía visibles
en “A”.

Rotura del reborde de un rodamiento oscilante con una hilera de rodillos
cuyo aro interior fue montado a golpes de martillo.
Huella de giro oblicuo en el camino de rodadura debido a un
arriostrado inclinado en el aro interior de un rodamiento rígido de
bolas en reposo.

Ensuciamiento: impresiones de cuerpos extraños en las superficies de
rodadura pueden llevar a una fatiga prematura. Cuerpos extraños con
efecto de esmeril, sin embargo, llevan a un fallo prematuro del
rodamiento a causa de desgaste. Se produce rugosidades y matideces
en las superficies de rodadura. Un desgaste continuo trae consigo un
juego radial interno demasiado grande.
Posibles causas:
Partes anexas sucias.
Arena de moldeo en el alojamiento.
Obturación defectuosa.
Lubricantes sucios.
Abrasivo metálico de ruedas dentadas, que ha penetrado en el
rodamiento con el lubricante.

Exfoliación unilateral debida a un arriostrado oblicuo del aro interior de
un rodamiento de rodillos cónicos en reposo.
Daños producidos por oxidación en el aro interior de un rodamiento de
rodillos cónicos.

El falso Brinelling se manifiesta por marcas en las superficies de
rodadura a distancia de los cuerpos rodantes. En contraposición a las
impresiones de cuerpos rodantes causadas por un montaje incorrecto,
estas marcas no tienen aristas vivas. De estar frecuentemente en
posición de reposo los rodillos, se producen rayados transversales. El
falso Brinelling surge por movimientos oscilantes en las áreas de
contacto de los cuerpos rodantes, produciendo un desgaste. Se
encuentran en peligro las maquinas en reposo o aquellas que están
expuestas a perturbaciones durante el transporte.
Posible remedio:
Dispositivo de seguridad durante el transporte o el accionamiento del
apoyo.

Concavidades producidas por falso
Brinelling en el camino de rodadura
del aro exterior de un rodamiento
oscilante de bolas.

Corrosión: daños por corrosión en los rodamientos pueden expresarse
diferentemente y tener varias causas. Se manifiestan en una marcha
irregular y ruidosa. La herrumbre producida por los cuerpos rodantes
actúa como esmeril y conduce a un desgaste.
Posibles causas:
Una obturación defectuosa frente a la humedad.
Vapores ácidos.
Lubricantes con aditivos ácidos.
Agua de condensación.
Almacenamiento indebido de los rodamientos.

Marcas de corrosión en el camino
de rodadura del aro exterior de un
rodamiento oscilante de bolas.

Paso de Corriente
Un paso continuo de corriente produce estrías, paralelas al eje de matiz
marrón, por toda la circunferencia o en uno de los caminos de rodadura,
así como en los cuerpos rodantes.
Formación de estrías en
los rodillos de un
rodamiento oscilante,
debidas al paso de
corriente.

Lubricación Defectuosa
Una lubricación defectuosa se produce por la alimentación demasiado
reducida de lubricante o por la aplicación de lubricantes indebidos.
Deslizamiento y desgaste se producen cuando la película del
lubricante ya no separa suficientemente los cuerpos rodantes.
Debido a una película lubricante que no puede soportar los
esfuerzos grandes, se han producido descascarillado de forma
plana con aspecto “Herpético”.

Contaminación
Síntomas:
Mellado de elementos rodantes y pistas, causando vibracion.
Causas:
Polvo del aire, suciedad o sustancias abrasivas en un área de trabajo
contaminado.
Manos o herramientas sucias.
Materiales extraños en el lubricante o soluciones limpiadoras.
Soluciones
Áreas de trabajo limpias, así como herramientas y manos limpias
reducen el riesgo de contaminación.
Aislar el área de ensamble del rodamiento de cualquier operación de
molienda.
Dejar los rodamientos en su empaque original hasta el momento de la
instalación.

Contaminación

Falla del Lubricante
Síntomas:
Decoloración de elementos rodantes y pistas (azul/amarronado).
El uso excesivo de los elementos rodante, anillos y jaula producen
sobrecalentamiento y la falla catastrófica.
Causas:
Flujo de lubricante restringido.
Temperaturas excesivas que degradan el lubricante.
Soluciones:
Usar la cantidad correcta de un apropiado lubricante.
Asegurarse que el enclavamiento del rodamiento es el adecuado.
Controlar la precarga para reducir las temperaturas en el rodamiento.

Falla del Lubricante.

Sobrecalentamiento
Síntomas:
Decoloración de las pistas, elementos rodantes y separador, de dorado
a azul.
Temperaturas superiores a 200 ºC, pueden deteriorar el material de los
elementos, reduciendo la capacidad y causando una falla anticipada.
En casos extremos los elementos del rodamiento se deforman.
Un aumento de temperatura puede degradar y destruir el lubricante.
Causas:
Cargas eléctricas elevadas.
Lubricación y/o refrigeración insuficientes frente a las cargas y
velocidades excesivas.
Soluciones:
Controles térmicos o de las sobrecargas.
Adecuada disipación del calor.

Sobrecalentamiento.

Rotura del Anillo Exterior
Síntomas:
Típicamente, una rotura se desarrolla en dirección circunferencial,
llevando a la rotura de varias piezas.
Con carga axial, las roturas ocurren usualmente en el centro de la
pista.
El lado exterior de la pista muestra patrones irregulares.
Causas:
Incorrecto apoyo del anillo exterior en el alojamiento.
Soluciones:
Mejorar el proceso de montaje.
Seguir las recomendaciones e instrucciones del fabricante.

Rotura del Anillo
Exterior

Deslizamiento de pista:
Síntomas:
Los elementos rodantes o las pistas se tornan ásperas.
Marcas como manchas en los elementos rodantes o en las pistas.
Causas:
Los elementos rodantes resbalan en las pistas cuando la carga es baja y
la lubricación es pobre.
Suele ocurrir si las zonas de carga son demasiado cortas, causando que
los elementos rodantes se frenen en la zona descargada y se aceleren
nuevamente al entrar en la zona de carga.
Soluciones:
Seleccione rodamientos con una capacidad de carga menor.
Precargar el rodamiento (interferencia).
Reducir luces del rodamiento.
Mejorar la lubricación.

Deslizamiento de pista:

Fretting:
Síntomas:
Se generan partículas de metal finas que oxidan y dejan un color
castaño distintivo. Las superficies con fretting causan ruido y problemas
de extracción.
Posible falla por fatiga.
Posible perturbación de la flotabilidad del rodamiento (en asientos con
movimiento Relativo).
Causas:
Micro movimiento entre el rodamiento y el eje o un asiento debido a una
pobre interferencia en su unión.
Soluciones:
Seguir las instrucciones de montaje y de adecuada interferencia dadas
por el fabricante.

Fretting:

Reverse Loading:
Síntomas:
Las bolillas mostraran una banda acanalada causada cuando la bolilla
se monta sobre el borde exterior de la pista.
Causas:
Se diseñan contactos angulares para las bolillas del rodamiento y
aceptar así carga axial en una sola dirección. Cuando la carga es de
dirección contraria, el área de contacto elíptica en el anillo exterior es
truncado por el hombro bajo en ese lado del anillo exterior.
El resultado es una tensión excesiva y un aumento en temperatura,
seguida por un aumento en la vibración y una falla prematura.
Soluciones:
Asegurarse una correcta instalación de rodamientos de contacto

Reverse Loading:

Interferencia elevada:
Síntomas:
Una fuerte marca del elemento rodante en el fondo de la pista de
rodadura.
Causas:
Una carga excesiva de los elementos rodantes cuando la interferencia
excede el juego radial para operar a temperatura.
La operación continua bajo estas condiciones nos condiciona un
desgaste más rápido y fatiga.
Soluciones:
Disminución de la interferencia total con un mejor hermanado del
rodamiento, árbol y asiento. Considerar las temperaturas de
operación.
Seleccionar un rodamiento con una mayor luz radial.

Interferencia elevada

Rotura Axial:
Síntomas:
Anillo interno parcial o completamente rajado en la dirección axial.
Los bordes fracturados ligeramente redondeados indican que la fractura
se originó durante el funcionamiento y fue ciclando (Los bordes
resquebrajados pueden romper después de un funcionamiento
prolongado).
Una fractura afilada indica que la fractura se origino durante el
desmontaje.
Causas:
Deslizamiento de los elementos rodantes. Rotación relativa entre el anillo
interno y el árbol. Lubricación inadecuada.
Demasiada interferencia entre el árbol y el rodamiento. Árbol rebajado.
Rodamiento fuera de redondez. Rozamiento contra partes circundantes.

Soluciones:
Mejorar la lubricación con aditivos o aumente la cantidad de aceite.
Seleccionar una interferencia conveniente.
Evitar rozamientos.
Procurar mantener en mejores condiciones los asientos o
alojamientos. Considerar un tratamiento térmico especial para los
anillos.
Rotura Axial

Verdadero Brinelling
Síntomas:
Las marcas de Brinell aparecen como identaciones en las pistas, la
vibración aumenta (ruido). Las marcas severas de Brinell pueden
causar una prematura falla por fatiga.
Causas:
Excesiva carga estática sobre el rodamiento. Impacto severo sobre el
rodamiento.
Uso de un martillo para instalar el rodamiento.
Se dejó caer o se golpeo el equipo en el que esta instalado el
rodamiento.
Se introdujo el rodamiento en el árbol aplicando una fuerza sobre el
anillo exterior.

Soluciones:
Estudiar la carga estática aplicada y seleccione un rodamiento
adecuado.
Instalar el rodamiento usando el equipo apropiado y aplicando la
fuerza en el anillo a enclavar.
Verdadero Brinelling

Carga Excesiva
Síntomas:
Fuertes marcas del elemento rodante en las pistas. Evidencia de
sobrecalentamiento.
Extendidas áreas de fatiga (spalling).
Causas:
Excesiva carga sobre el rodamiento.
Soluciones:
Reducir la carga.
Rediseñar usando un rodamiento de mayor capacidad.

Carga Excesiva

Tipos de Lubricantes de Compresores
Lubricación de Compresores:
El aceite de los compresores lubrica las partes móviles y cierra el
espacio entre el cilindro y el pistón. El compresor bombea el aceite
por toda la instalación, este circula por la parte baja de la tubería y es
retornado otra vez al compresor. El depósito o sumidero del aceite, el
cárter está localizado en la parte baja del compresor.
El aceite sólo es útil en el compresor, fuera de este es más perjudicial
que beneficioso. Se emplean dos sistemas de lubricación; el barboteo
o por bomba de aceite. Hasta 4 ó 5 CV se emplea el sistema por
barboteo, el cual funciona de la siguiente manera:
Dentro del nivel de aceite que existe en el compresor se introduce
una de las partes móviles del compresor, como puede ser una
cazoleta de la biela, un eje del cigüeñal hueco, etc. Esta parte móvil
salpica o conduce el aceite hacia otras partes del compresor

La elección del lubricante más adecuado para un compresor no es una
tarea fácil, los tipos de compresores, las normas DIN y las clases ISO
justifican la recomendación de los fabricantes. Como un mismo compresor
puede funcionar a diferentes temperaturas y presiones, siempre se deben
seguir las recomendaciones dadas por el fabricante respecto al aceite de
compresor y la viscosidad del aceite (ISO-VG). Además, hay que tener en
cuenta las condiciones de trabajo para determinar el tipo de lubricante
más apropiado.
Se dispone de una amplia gama de lubricantes para todo tipo de
compresores tanto de base mineral como de base sintética de altas
prestaciones y larga duración. Además, en WGM disponemos de una
asistencia técnica altamente experimentada para proponerle el producto
más adecuado.
ACEITES SINTÉRICOS Y MINERALES especiales para todo tipo de
compresores.
LUBRICANTES ALIMENTARIOS PARA LA INDUSTRIA
ALIMENTARIA. Aceites H1 para la lubricación de todo tipo de
compresores en la industria alimentaria.

Los lubricantes para compresores los podemos clasificar por su
naturaleza en aceites minerales, sintéticos y aceites de
hidrocracking. Cada producto se aplicará en función de las horas de
cambio del aceite y del tipo de compresor.
Vamos a especificar principalmente que tipo de lubricantes usan los
compresores de pistón y los de tornillo.
Los compresores de pistón habitualmente utilizan aceites minerales con
una viscosidad ISO VG 100. En estos compresores, la norma DIN 51506
clasifica los lubricantes según tres categorías: VDL, VCL y VBL.
DIN 51506 VDL, lubricantes que contienen aditivos que protegen de la
corrosión y de oxidación, para compresores de aire que trabajen hasta
220ºC, temperatura de compresión del aire.
DIN 51506 VCL, establece lo mismo que la anterior pero para
temperaturas de hasta 160ºC.
DIN 51506 VBL, se aplica para compresores de hasta 140ºC de
temperatura de compresión del aire.

Los compresores de tornillo son los más habituales actualmente en la
industria. En estos compresores, el aceite se puede cambiar a las 2000
horas de trabajo, 4000-5000 horas o 6000-8000 horas. Para cada
cambio, se establece un tipo de aceite u otro. La viscosidad habitual es
un ISO VG-46. En cuanto a la viscosidad, siempre se tiene que seguir
las instrucciones que indique el fabricante del compresor.
Para intervalos de cambio de 2000 horas se usan aceites minerales
con aditivos antioxidantes y antidesgaste. Nos podría interesar cambiar
el aceite entre 4000 y 5000 horas. Evidentemente, para este tiempo de
drenaje tenemos que utilizar aceites más resistentes al envejecimiento,
como son los aceites de hidrocracking. Se evaporan menos que los
aceites minerales y son más resistentes a la oxidación. Cuando vamos
a periodos de cambio más largos (6000-8000 horas), debemos
utilizar aceites sintéticos cien por cien, éstos pueden ser de naturaleza
PAO o mezclas de sintéticos conteniendo poliglicoles (PAG).

El uso de aceites sintéticos nos aportará una serie de ventajas muy
importantes comparado con los aceites minerales, entre las cuales se
destacan las siguientes:
 Bajo nivel de evaporación y excepcional resistencia a la oxidación.
 No se genera residuos en las partes del compresor.
 Excelente resistencia al agua y muy buena separación de los
condensados
 Reduce paradas de mantenimiento.
 Mejora la temperatura de trabajo del compresor.
 Aumento del rendimiento del compresor, ahorros energéticos
 Muy buen comportamiento a las temperaturas bajas.
 Menos residuos como aceite usado debido a los consumos mínimos
que se logran y a los periodos más largos de cambio.

Los periodos de cambio que se establecen aquí pueden variar según
las condiciones de trabajo del compresor. Cuando estas máquinas
están sometidas a condiciones altas de temperatura de aspiración del
aire, agentes contaminantes externos, o sistemas de refrigeración del
aceite en mal estado, la vida del lubricante se puede ver afectada de
forma importante.
Todos aceites están aditivados con antioxidantes y antidesgaste para
evitar el envejecimiento prematuro del aceite y proteger los
componentes mecánicos del compresor.

Los principales lubricantes para compresores de aire son:
Compresores de pistón:
Aceite mineral, BESLUXAIRLUBE 100.
Compresores de tornillo:
Aceite mineral, BESLUXAIRLUBE 46
Aceite de hidrocracking, BESLUX AIR-CRK 46
Aceite sintético PAO, BESLUX ULTRASINT 46
Aceite sintético PAG, BESLUX AIR-SPEED IRS

NORMAS ISO PARA
COMPRESORES
ROTATIVOS.
Carga Clase. Aplicación.
SUAVE DAG T - 90ºC; P - 8 bar
NORMAL DAH T -100ºC; P 8 - 15 bar o T
= 100ºC... 110ºC; P - 8 bar
PESADO DAJ T +100ºC; P -8 bar o T +
100ºC; p 8 - 15 bar o p +
15 bar

ESPECIFICACION
TEMPERATURA DE
SERVICIO.
NORMAS DIN 51506
RELATIVAS A
COMPRESORES
ALTERNATIVOS.
Compresores móviles. Compresores de red.
VB/BVL Hasta 140ºC. Hasta 140ºC.
VC/VCL Hasta 160ºC. Hasta 160ºC.
VDL Hasta 240ºC. Hasta 220ºC.

NORMAS ISO
PARA
COMPRESORES
ALTERNATIVOS.
Carga Clase Funcionamiento. Condiciones de utilización.
SUAVE DAA Intermitente
Continuo
Tiempo de enfriamiento necesario entre los periodos de
funcionamiento. A) P menor de 10 bar, T menor de 160ºC"; o
B) P mayor de 10 bar, T menor de 140ºC, tasa de
comprensión menor de 3:1
NORMAL DAB Intermitente
Continuo
Tiempo de enfriamiento necesario entre los periodos de
funcionamiento. A) P menor de 10 bar, T menor de 160ºC; o
B) P mayor de 10 bar, T mayor de 140ºC, mas, menor 160ºC
o C) Tasa de comprensión menor de 3:1
PESADA DAC Intermitente
Continuo
Como carga normal, cuando las condiciones A), B), o C) y en
caso de calcinación con aceites de clase DAB

Lubricantes sintéticos tipo alquivenceno AB
• Son una modificación de los lubricantes minerales
• Son totalmente compatibles con los HCFCs (R-22)
• No son compatibles con los gases libres de cloro HFCs (R-134a)
• No son compatibles con el POE
• Su nivel higroscópico es aceptable
• Pueden mezclarse con otros aceites alquilbencénicos de diferentes
fabricantes, siempre y cuando tengan la misma viscosidad
• El nivel de vacío que debemos alcanzar en un sistema de
refrigeración con este lubricante debe ser de 500µ micrones

Lubricantes sintéticos tipo poliéster
• Aceites sintéticos que se obtienen a partir de una reacción que
consiste en unir un alcohol con un ácido dando como resultado agua
y éter, que es el lubricante
• Son totalmente compatibles con cualquier refrigerante
• Son altamente higroscópicos (Se vuelven húmedos muy
rápidamente)
• Tienen un efecto detergente en el sistema
• Al abrir una lata de aceite poliéster se debe de utilizar, de
inmediato, todo su contenido, vaciándolo en el interior del sistema
sin pérdida de tiempo, y proceder a hacer el vacío al sistema, debido
a que el sólo contacto del lubricante con el aire atmosférico provoca
que sus niveles de humedad aumenten por encima de los valores
tolerables para el sistema de refrigeración.
• No se debe cargar el sistema usando un embudo, sino mediante
una bomba de aceite, ya que sólo se dispone de 12 minutos antes
de que el aceite se vuelva húmedo.
• De quedar algo de aceite en el interior de la lata, deberá
desecharse.

Si se excede el tiempo con el sistema abierto, una vez que el
lubricante se vuelve húmedo, este proceso se vuelve irreversible, ya
que el enlace que se forma de la humedad con el lubricante es a nivel
molecular, es decir que ni con el vacío, ni tampoco con los
deshidratadores se podrá eliminar la humedad. La reacción química
de la cual se obtiene el POE es reversible. Esto quiere decir que una
vez que inicia la reacción del aceite con la humedad esta da como
resultado alcohol y ácido que atacarían diferentes partes del sistema,
uno de ellos el compresor que vería reducida notablemente su vida
útil. El nivel de vacío que debemos alcanzar en un sistema de
refrigeración con este lubricante debe ser de 250µ micrones.

Lubricación de Engranajes
LAS FUNCIONES DE LOS LUBRICANTES PARA ENGRANAJES
La eficiencia con la cual un engranaje opera, depende no solo de la
forma en la cual ellos son usados, sino también del lubricante que les
sea aplicado. Los lubricantes para engranajes tienen varias funciones
importantes para llevar a cabo:
Lubricación: Cuando los engranajes transmiten potencia, los
esfuerzos sobre sus dientes se concentran en una región muy
pequeña y ocurre en un tiempo muy corto. Las fuerzas que actúan en
esa región son muy elevadas, si los dientes de los engranajes entran
en contacto directo, los efectos de la fricción y el desgaste destruirán
rápidamente los engranajes. La principal función de un lubricante para
engranajes es reducir la fricción entre los dientes del engranaje y de
esta forma disminuir cualquier desgaste resultante. Idealmente,
esto se logra por la formación de una película delgada de fluido la
cual mantiene separadas las superficies de trabajo.

Lubricación de Turbinas
Refrigeración: Particularmente en engranajes cerrados, el lubricante
debe actuar como un refrigerante y extraer el calor generado a medida
que el diente rueda y se desliza sobre otro.
Protección: Los engranajes deben ser protegidos contra la corrosión y
la herrumbre.
Mantener la limpieza: Los lubricantes para engranajes deben sacar
todos los desechos que se forman durante el encaje de un diente con
otro.

TIPOS DE LUBRICANTES PARA ENGRANAJES
Aceites minerales puros_ Se aplican en engranajes que trabajan
bajo condiciones moderadas de operación.
Aceites inhibidos contra la herrumbre y la corrosión (R & O): Se
utilizan cuando las temperaturas son altas y existe el riesgo de
contaminación con agua, que conduce a la formación de herrumbre
en los metales ferrosos. Poseen aditivos antiherrumbre,
antiespumantes, antidesgaste y antioxidantes. Estos aceites no
tienen muy buena adhesividad, pero trabajan bien en sistemas de
circulación donde se aplica en forma continua.

Aceites minerales de extrema presión (E.P.): Se utilizan cuando los
engranajes tienen que soportar altas cargas o cargas de choque,
bajas velocidades y altas cargas. Son aceites inhibidos, a los que se
les incorporan aditivos de extrema presión, los cuales son
normalmente de azufre y fósforo; es necesario tener mucho cuidado
con estos aceites, cuando se aplica en reductores que trabajan en
ambientes de alta humedad (ejemplo: torres de enfriamiento), ya que
el vapor de agua presente puede reaccionar con el azufre y el fósforo
formando ácido sulfúrico y ácido fosfórico, que atacan las superficies
metálicas.
Aceites compuestos: Tienen como característica principal su elevada
adhesividad. Son una mezcla de aceite mineral y grasa animal en
proporciones variables. Se utilizan en reductores con engranajes de
tornillo sin- fin corona en donde la acción de deslizamiento es muy
elevada. Estos aceites se pueden filtrar y enfriar sin que se separe la
grasa animal del aceite base. La adhesividad también se logra
adicionando pequeño porcentaje de un aditivo para tal fin al
lubricante, evitando el goteo. Estas son sustancias sintéticas.

Aceites sintéticos: Se utilizan generalmente en engranajes que
presentan alto grado de deslizamiento, o que trabajan a altas
temperaturas por períodos prolongados. Los lubricantes sintéticos
requieren una adecuada combinación de aditivos y bases sintéticas
fluidas para incrementar los beneficios sobre los aceites minerales. Los
más usados son las Polialfaoleinas.
Grasas: Su aplicación en engranajes no es muy amplia debido a que
tienen muy poca capacidad refrigerante y porque las partículas
contaminantes tienden a ser atrapadas y son difíciles de eliminar. Se
utilizan algunas veces en la lubricación de engranajes que operan a
bajas velocidades y bajas cargas, son comúnmente utilizadas en
engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar
aceite; también se utilizan en engranajes que operan
intermitentemente, por que las grasas tienen la ventaja de mantener
una película de lubricante en los dientes del engranaje, aunque estos
no estén girando, lo que permite proporcionar lubricación
inmediatamente son arrancados. Las grasas semifluidas sintéticas son
particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes “de
por vida”.

Lubricantes sólidos: Son usados cuando las temperaturas de
operación son muy altas o muy bajas, cuando las fugas no pueden
ser toleradas, y cuando se debe operar en vacío. Estos lubricantes
son películas secas untuosas, que se aplican a los dientes de los
engranajes; los más utilizados son el bisulfuro de molibdeno,
bisulfuro de tungsteno, grafito, talco y politetrafluoroetileno; son
caros, y tienen vida limitada contra el desgaste, pero son ideales
para aplicaciones especiales como en el espacio.

LAS PROPIEDADES REQUERIDAS PARA UN LUBRICANTE DE
ENGRANAJES
Para que un lubricante lleve a cabo sus funciones apropiadamente,
debe tener ciertas características, las principales son:
Viscosidad: Es la propiedad más importante de un lubricante para
engranajes, éste debe tener una viscosidad suficientemente alta para
mantener un adecuado espesor de película de aceite entre los dientes
del engranaje, bajo cualquier condición de operación. Cuanto más alta
sea su viscosidad, más fácilmente se puede lograr esto. Por lo tanto
parecería a primera vista que los aceites con alta viscosidad son los
mejores lubricantes para engranajes. Sin embargo, hay otros factores
a ser tenidos en cuenta. Un lubricante para engranajes no solo lubrica
los dientes de éstos, sino también los cojinetes que soportan los ejes
de las ruedas de los engranajes.

Un incremento en la viscosidad causa una pérdida de potencia a medida
que los engranajes y los cojinetes que los soportan están sujetos a un
incremento en el arrastre. Esto aumenta la temperatura del sistema de
engranajes y del aceite, el cual puede oxidarse rápidamente y espesarse.
La situación empeora por el hecho de que los aceites de alta viscosidad
no son particularmente efectivos para disipar el calor.
Si la viscosidad es muy alta, los cojinetes se sobrecalentarán y en el peor
de los casos puede fallar. Los aceites de alta viscosidad también tienen la
desventaja de formar espuma, tienen pobres propiedades de separación
de agua, son difíciles de filtrar y son menos hábiles para despojarse de
los contaminantes sólidos. Los requerimientos críticos para la viscosidad
de un lubricante de engranajes se reúnen mejor cuando se tiene un
aceite delgado pero que sea consistente con la lubricación apropiada del
diente del engranaje, permitiendo un margen de seguridad razonable. En
la práctica, esto significa que las viscosidades de la mayoría de los
aceites para engranajes están dentro del rango de viscosidad ISO de 46
a 680 (cst 40º C).

Formación de una cuña de aceite entre LOS DIENTES DE UN
ENGRANAJE
Lubricación hidrodinámica: Engranajes cargados muy levemente operando a
velocidades relativamente altas, son lubricados eficazmente bajo las condiciones
de lubricación tipo hidrodinámica. Cuando el engranaje rota, el lubricante se
adhiere a las superficies de los dientes, y es arrastrado a la zona entre los
dientes para formar una cuña de lubricante, cuando el lubricante es forzado, en
la parte más estrecha de la cuña, la presión se incrementa lo suficiente para
mantener la superficie del diente separada. La eficiencia de la lubricación
hidrodinámica depende de:
Viscosidad del lubricante.
El espesor de la película aumenta cuando la viscosidad aumenta.
Temperatura. La viscosidad y por tanto el espesor de la película decrece
cuando la temperatura aumenta.
Carga. El espesor de la película lubricante disminuye cuando la carga se
incrementa.
Velocidad. El espesor de la película lubricante aumenta cuando la velocidad
aumenta.

Lubricación de película límite: En engranajes altamente cargados,
especialmente aquellos que operan a baja velocidad, la película
lubricante es muy delgada y hay un significativo contacto metal-metal
entre los dientes del engranaje, dándose la condición de lubricación de
película límite. La eficiencia de la lubricación depende de la naturaleza
química del lubricante y de su interacción con la superficie.
Lubricación elastohidrodinámica: Se ha llegado a la conclusión que las
condiciones del lubricante que existen en la mayoría de los engranajes
no son las que aplican para la lubricación hidrodinámica ni para la
lubricación límite. Los dientes de los engranajes están sometidos a
enormes presiones de contacto sobre áreas relativamente pequeñas
(área de 30.000 bar) y aún así son lubricados eficazmente con
películas muy delgadas de aceite, esto es posible por dos razones:
a. Las altas presiones causan la deformación plástica de las
superficies y reparten la carga sobre un área más amplia.
b. La viscosidad del lubricante se incrementa considerablemente con
la presión, aumentando así la capacidad de carga.

GRADOS DE VISCOSIDAD PARA ENGRANAJES
Engranajes industriales: Pueden ser clasificados por grado de
viscosidad de acuerdo al sistema especificado por la ISO.
Engranajes automotrices: Pueden ser clasificados por el sistema
SAE..

INDICE DE VISCOSIDAD
La viscosidad de un aceite disminuye a medida que la temperatura se incrementa. El efecto
de la temperatura sobre la viscosidad se define como índice de viscosidad. Los aceites que
tienen un alto índice de viscosidad muestran menor variación de la viscosidad con la
temperatura, que los aceites que tienen bajo índice de viscosidad. Donde los engranajes
tienen que operar en un rango amplio de temperaturas, el índice de viscosidad del
lubricante para engranajes debe ser lo suficientemente alto para mantener la viscosidad
dentro de los límites requeridos. El aceite no se debe tornar tan delgado a altas
temperaturas que sea incapaz de formar una película lubricante adecuada. Ni tampoco se
debe espesar demasiado a bajas temperaturas que le sea imposible al motor mover los
engranajes, o que el aceite no fluya a través del sistema de lubricación.
PROPIEDADES ANTIDESGASTE
En ciertas aplicaciones, particularmente cuando los engranajes están operando bajo
cargas de choque, no es posible para un aceite mineral simple proporciona una película
que sea lo suficientemente gruesa para evitar el contacto metal-metal. Para estas
condiciones se deben incorporar al lubricante los aditivos de extrema presión (o EP). A
temperaturas relativamente altas, (que se desarrollan cuando se encajan los dientes de
engranajes con altas cargas), estos aditivos reaccionan con las superficies de metal para
formar una película química. La película se adelgaza y se rompe más fácilmente que dos
superficies metálicas en contacto, y por lo tanto es capaz de reducir la fricción y el
desgaste y amortiguar el efecto de la carga.

RESISTENCIA A LA OXIDACIÓN
Todos los aceites minerales pueden oxidarse para formar óxidos orgánicos, lacas adherentes y
lodos. Esta ruptura química depende del grado de exposición al aire y es acelerada por el
calor, la presencia de humedad de ciertos contaminantes especialmente de partículas de
metales no ferrosos. Los lubricantes para engranajes están usualmente sometidos a
condiciones severas que promueven la oxidación. Estos son calentados por fricción, agitados y
revueltos por la acción de los engranajes, y atomizadas por los engranajes, ejes y cojinetes.
Los aditivos antioxidantes pueden ser añadidos los lubricantes para engranajes para minimizar
la oxidación, y sus problemas asociados, de corrosión y de formación de lodos, para prolongar
su vida en servicio.
PROPIEDADES ANTICORROSIVAS
Los lubricantes para engranajes no solamente deben ser no corrosivos, sino que también
deben proteger las superficies que lubrican de la herrumbre y otras formas de corrosión. Una
causa común de corrosión es el agua, que puede entrar en la caja de engranajes, como por
ejemplo, por una avería en el sistema de refrigeración o a través de la condensación de
humedad de la atmósfera. Esta última forma de contaminación es un problema particular en
cajas de engranajes que trabajan intermitentemente y paran por períodos de tiempo, ya que
mientras está en funcionamiento el engranaje se genera gran cantidad de calor, que mantiene
el agua en estado vapor, pero que condensa y se precipita de nuevo al sistema, al parar el
engranaje. Si un aceite va a prevenir la corrosión éste se debe distribuir homogéneamente
sobre las superficies metálicas. Los aceites minerales son agentes humectantes pobres, pero
las propiedades de humectación al metal tienden a mejorarse con el uso a medida que las
impurezas son formadas. Allí donde se requiera un alto grado de resistencia a la herrumbre y a
la corrosión, se utilizan aceites que contengan inhibidores de corrosión.

PROPIEDADES ANTIESPUMANTES
La espuma se puede presentar cuando los lubricantes están sometidos a la
acción de la agitación de los engranajes de alta velocidad, en presencia de
agua y aire. La situación puede empeorar por la acción de las bombas de
aceite y otros componentes de un sistema de circulación. La espuma puede
reducir severamente la eficiencia de lubricación y conducir a la pérdida de
lubricante a través del respirador de la caja de engranajes. Los aceites de baja
viscosidad altamente refinados generalmente tienen buenas propiedades
antiespumantes pero, en algunas situaciones, se debe hacer necesario el uso
de un lubricante que tenga aditivos antiespumantes. Esto es particularmente
necesario en calidades API GL-3 en adelante.
DEMULSIBILIDAD
Para uso industrial los lubricantes para engranajes que están expuestos a ser
contaminados con agua deben tener buenas propiedades de demulsibilidad
para que el agua y el lubricante se separen rápidamente. Si se dejan formar
emulsiones, agua en aceite, estas reducirán la eficiencia de la lubricación de
ambos engranajes y sus rodamientos y promueven el deterioro más rápido del
aceite, y la oxidación/corrosión de los elementos del sistema de engranaje.

LA SELECCION DE LUBRICANTES PARA ENGRANAJES CERRADOS
Varios factores afectan la selección de un lubricante para un conjunto particular de engranajes
cerrados, los principales son: Características de los engranajes, velocidad de los engranajes,
efectos de la temperatura y características de carga. En referencia a la lubricación, los
engranajes tipo industrial pueden ser considerados dentro de dos grupos:
1. Engranajes rectos, engranajes helicoidales dobles, engranajes cónicos y cónicos espirales.
Cuando estos engranajes giran, la principal acción de un diente sobre otro es el movimiento de
rodadura. En presencia de un lubricante, esta acción causa una cuña hidrodinámica de
lubricante entre los dientes. A velocidades suficientemente altas, la cuña será lo suficientemente
espesa para separar los dientes que encajan y soportan la carga. A medida que la velocidad
disminuye, o la carga aumenta, la película que separa las superficies disminuye su espesor.
Eventualmente puede ocurrir algún contacto metal-metal.
La selección del aceite depende principalmente de la velocidad del engranaje y la carga. El
aceite debe ser lo suficientemente viscoso para formar una película efectiva de lubricante a la
temperatura de operación, pero no tan gruesa que se tenga pérdida excesiva de potencia a
través de la fricción fluida. En general, cuanto mayor sea la velocidad a la que el engranaje
opera, menor será la viscosidad requerida del lubricante. Los aceites de menor viscosidad
también tienen la ventaja, que son mejores refrigerantes, dan mejor separación de agua y otros
contaminantes y tienen menos tendencia a la formación de espuma. Donde las velocidades son
bajas y las cargas son altas, se vuelve imposible de mantener la lubricación hidrodinámica en
estos engranajes. Entonces, los aceites que contienen aditivos de extrema presión deben ser
usados para reducir la fricción y minimizar el desgaste.

2. Engranajes de tornillo sin-fin
En estos engranajes hay una gran cantidad de contacto deslizante. Este
movimiento tiende a sacar cualquier lubricante entre los dientes de los
engranajes y es virtualmente imposible mantener una cuña
hidrodinámica de aceite. Se utilizan aleaciones especiales para reducir
la fricción entre los dientes de los engranajes, pero se generan
considerables cantidades de calor y los problemas de lubricación
permanecen.
El mejor aceite para engranajes de tornillo sin-fin es un aceite sintético.
Este aceite tiene excelentes propiedades de lubricación y es capaz de
reducir la fricción, y por lo tanto el consumo de energía, en engranajes
de tornillo sin-fin. Tiene un alto índice de viscosidad y es más estable
que los aceites minerales al ataque químico.
Los aceites minerales de alta viscosidad pueden ser usados pero
tienden a tener una vida de uso más corta que los lubricantes sintéticos,
especialmente si las temperaturas de operación son altas.
Velocidad del engranaje.

Efectos de la temperatura
La temperatura ambiente a la que operan los engranajes, afectará
la selección de un lubricante. Cuando es posible que las cajas de
engranajes trabajen en ambientes fríos, el aceite debe ser capaz
de proporcionar lubricación efectiva a la temperatura de arranque
más baja esperada. Al mismo tiempo, el índice de viscosidad del
aceite debe ser lo suficientemente alto para asegurar que la
lubricación es efectiva a la temperatura de operación más alta
calculada.
La temperatura de operación es importante, también, no solo
debido a su efecto sobre la viscosidad, sino también porque una
temperatura de operación alta tenderá a facilitar la oxidación del
aceite, por tanto se deberán emplear lubricantes con buenas
propiedades antioxidantes.

Características de carga
Cuando los engranajes arrancan o paran de repente, o altas cargas
son aplicadas, se generan altas presiones sobre los dientes de los
engranajes. Estas cargas de choque pueden tender a romper la
película de aceite entre los dientes del engranaje y causar el contacto
metal-metal. Aceites con viscosidades mayores a las normales
pueden ayudar a contrarrestar los efectos del choque, pero, donde
las condiciones son más severas, los aditivos de EP son
imprescindibles para garantizar la lubricación efectiva y minimizar el
desgaste.

METODOS DE APLICACIÓN
Los engranajes cerrados son usualmente lubricados por uno de estos
tres métodos:
LUBRICACION POR SALPIQUE: Es el método más simple, en el que
los dientes del engranaje inferior están sumergidos en un baño de
aceite. El aceite es transferido a las superficies que se encajan y
transportado a la caja de engranajes y sobre los rodamientos. El
método es satisfactorio cuando las velocidades no son altas, porque
el aceite sería agitado excesivamente, o donde ocurren pérdidas de
potencia indeseables y aumento de la temperatura. Los engranajes
lubricados por salpique normalmente se calientan bastante y
requieren de aceites de mayor viscosidad que los engranajes
lubricados de otra forma.

ENGRANAJES LUBRICADOS POR ASPERSIÓN: En sistemas de
lubricación por aspersión el aceite es alimentado sobre los dientes
del engranaje cerca del punto donde se encajan. El aceite se drena
hacia el fondo de la carcasa, donde es recirculado. Originalmente la
práctica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje, pero
ahora se considera mejor aplicar el aceite al diente de arranque, al
menos que el engranaje esté operando a bajas velocidades. Esto
proporciona una refrigeración más eficiente y reduce el riesgo de que
exista un exceso de aceite en la raíz de los dientes. Los
refrigeradores de aceite y el equipo de filtración pueden ser
incorporados al sistema de lubricación por aspersión, los cuales son
comúnmente usados en conjuntos de engranajes de potencia
operando a altas velocidades.

LUBRICACION POR NEBLINA DE ACEITE: En la lubricación con
neblina de aceite el lubricante es atomizado en la caja de
engranajes en una corriente de aire comprimido seco. Las gotas de
aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proporcionan
una lubricación efectiva sin arrastre de aceite. Mientras que el
suministro de aire comprimido seco tiene efecto refrigerante. Los
aceites usados en éste método de lubricación deben ser resistentes
a la oxidación ya que la formación de una neblina aumenta
enormemente el área de superficie en contacto con el aire. Es
importante asegurarse de que la caja de engranajes está
adecuadamente ventilada de tal forma que no se crea fricción en la
caja de engranajes.

LUBRICANTES PARA ENGRANAJES ABIERTOS
Los engranajes abiertos tienden a ser usados al aire libre en
condiciones desfavorables expuestos a las inclemencias atmosféricas,
como en minas, canteras y muelles. Normalmente operan a velocidades
lentas y raramente son fabricados con la misma precisión que los
engranajes cerrados. La lubricación tiende a ser intermitente. A
continuación se incluyen importantes características de los lubricantes
para engranajes abiertos:
ADHERENCIA: Un lubricante para engranajes abiertos debe tener
buenas propiedades de adherencia para no ser desplazado por el
diente del engranaje, eliminado por el viento, limpiado por la lluvia o la
nieve o lazando fuera del engranaje por las fuerzas centrífugas
mientras que el engranaje opera. Por lo tanto, se requieren lubricantes
más viscosos que los empleados en las cajas de engranajes y
usualmente contienen aditivos adherentes. Grasas y grasas semifluidas
son usadas algunas veces en engranajes abiertos. Aunque tienen la
ventaja de ser retenidas de manera más efectiva en los dientes de los
engranajes que los aceites, es más difícil de obtener un cubrimiento
homogéneo de las superficies trabajadas.

PROPIEDADES DE TRANSPORTE DE CARGAS: Los engranajes
abiertos soportan normalmente altas cargas y pueden ser sometidos
a choques de cargas. Por lo tanto los lubricantes de engranajes
abiertos pueden necesitar propiedades antidesgaste mejoradas y
contener aditivos de extrema presión.
PROTECCIÓN DE LAS CONDICIONES AMBIENTALES: Un
lubricante para engranajes abiertos debe conservar sus propiedades
en las condiciones climáticas más severas. Su viscosidad puede
disminuir en clima caliente o aumentar en clima frío.
PROTECCION DEL MEDIO AMBIENTE: El lubricante puede ser un
vector de contaminación ambiental muy peligroso, en espacios
abiertos se deberá utilizar un aceite biodegradable atoxico para no
afectar a la flora, fauna y corrientes de agua. Actualmente existen
productos lubricantes que aúnan la eficiencia en la lubricación y
protección del engranaje, con la protección del medio ambiente.

MÉTODOS DE APLICACIÓN
Los engranajes abiertos sobre ejes horizontales son a veces lubricados
por salpique, pero éste método es conveniente sólo para aceites de
baja viscosidad. El lubricante debe ser suficientemente adhesivo para
mantener una película continua sobre el diente del engranaje, pero no
tan viscoso que se canalice en el tanque de aceite o que cause grandes
pérdidas de potencia. Allí donde se empleen lubricantes más viscosos,
el método tradicional de aplicación es manual, puede ser aplicado al
diente del engranaje con una brocha.
Un método más satisfactorio utiliza lubricantes de alta viscosidad
diluidos con un disolvente apropiado. El disolvente se evapora después
de la aplicación para dejar una capa delgada de lubricante. El lubricante
es fácil de aplicar por este método y puede ser pulverizado sobre el
diente del engranaje automáticamente, dando paso a sistemas de
lubricación centralizada, provistos de boquillas aspersoras,
estratégicamente situadas para proporcionar una adecuada cobertura
del lubricante sobre los dientes. Los lubricantes para ser aplicados de
esta forma son los fluidos tixotrópicos y el fluido Newtoniano.

ENGRANAJES AUTOMOTRICES
CAJA DE CAMBIOS: Mecanismo mediante el cual la rotación del
cigüeñal se transmite a las ruedas motrices; consiste en un sistema de
engranajes cuya característica es engranar a grandes y distintas
velocidades entre sí. Dependiendo del tipo de tracción (trasera o
delantera) encontramos engranajes de dientes rectos, helicoidales,
cónicos, helicoidales e hipoides, la potencia de un motor de explosión
aumenta con el número de revoluciones por minuto hasta que se logra
la velocidad de régimen. Al sobrepasar esta velocidad la potencia del
motor vuelve a decrecer. Cuando un vehículo va sin fuerza, subiendo
una pendiente, se recurre a la caja de cambios cambiando a marchas
mas cortas, para hacer que, el motor vuelva a girar más rápido, dando
toda su potencia, y el vehículo pueda subir con facilidad.

PUENTE TRASERO: El giro del motor, pasa por la caja de cambios y llega al
puente trasero, por el que tiene que comunicarse a las ruedas colocadas en un
eje transversal. Este cambio en ángulo recto se consigue por el engranaje del
piñón de ataque P (en el extremo el árbol de transmisión) y de la corona R
montada en el eje de las ruedas y que comunica a éstas el movimiento del
motor, siempre desmultiplicado (reducido) por ser el piñón de ataque más
pequeño de la corona. La relación desmultiplicación de la pareja piñón-corona
es la misma que la relación de los números de dientes de ambos engranajes.
DIFERENCIAL: Si la corona, a la que hace girar el piñón de ataque, está unida a
un eje, en cuyos extremos se encuentran las ruedas, el mismo número de
vueltas dará la rueda de la derecha que la rueda de la izquierda. Pero en una
curva la rueda interior recorre un trayecto menor que la rueda exterior; estos
recorridos desiguales son efectuados al mismo tiempo y puesto que las dos
ruedas están montadas rígidamente sobre el mismo eje, darán igual número de
vueltas, por lo que, siendo de igual tamaño, forzosamente una será arrastrada
por la otra, patinando sobre el asfalto. Para evitarlo, se recurre al diferencial,
mecanismo que hace dar mayor número de vueltas a la rueda que en la curva le
corresponde recorrer la parte exterior y disminuye las de la parte interior,
ajustándolas automáticamente.

DIFERENCIALES CONTROLADOS: El inconveniente del diferencial
(menos sensible en los automóviles que en camiones o tractores), es
que cuando una rueda motriz pierde adherencia y patina, gira a gran
velocidad y la otra no gira por falta de potencia. Para resolver este
problema se utiliza el diferencial controlado que consiste en un
dispositivo que hace que las dos ruedas giren a la misma velocidad y
aunque alguna no agarre, la otra puede sacar al vehículo de la
situación difícil en la que se encuentra. Este tipo de diferenciales
requiere lubricante con propiedades antideslizantes.

LUBRICANTES DE TRANSMISIONES Y DIFERENCIALES
El Instituto Americano de Petróleo (API) ha desarrollado un grupo de SEIS
DESIGNACIONES DE SERVICIO para ubicar la calidad de aceites para engranajes. Cada
número satisface un servicio más severo que su inmediato inferior.
API GL-1. Para engranajes helicoidales cónicos y sin-fin, y ciertas transmisiones manuales.
Los aceites minerales puros trabajan satisfactoriamente. Para mejorar sus rendimiento
puede añadirse inhibidores de corrosión y oxidación, antiespumantes y depresores del
punto de congelación. No son necesarios agentes de extrema presión y modificadores de
fricción.
API GL-2. Para engranajes sin-fin que operan con cargas, temperaturas y velocidades de
deslizamiento tales, que los lubricantes API GL-1 no las satisfacen.
API GL-3. Para engranajes helicoidales cónicos y transmisiones manuales bajo cargas y
velocidades moderadamente severas, donde los lubricantes API GL-2 no son adecuados.
Esta clasificación es característica de engranajes automotrices, particularmente HIPOIDES
operados bajo condiciones de alta velocidad, alta potencia.
API GL-5. Para engranajes automotrices, particularmente HIPOIDES operados bajo
condiciones de alta velocidad, alta potencia.
API GL-6. Para engranajes automotrices, específicamente HIPOIDES de ALTA
COMPENSACION operados bajo condiciones de alta velocidad y rendimiento.

METODO PARA SELECCIÓN DE ACEITES LUBRICANTES EN CAJAS
DE ENGRANAJES INDUSTRIALES CERRADOS
El método que a continuación se presenta, se denomina el Método
Gráfico y a través de su aplicación podemos determinar y ó verificar la
viscosidad requerida por parte de un aceite lubricante de engranajes
industriales cerrados que son lubricados por salpique.
También permite seleccionar la viscosidad del lubricante requerida por
los sistemas de engranajes industriales cerrados, que cuentan con
sistema de lubricación por circulación, realizando, posterior a la
determinación de la viscosidad y su consecuente grado ISO, la
corrección del mismo, seleccionando el grado ISO inferior subsiguiente
al obtenido aplicando el método, que como se enuncia en el párrafo
inicial, es el método directo para la selección de la viscosidad de los
aceites de sistemas de engranajes industriales cerrados que son
lubricados por salpique.

Y se incrementa el grado ISO al superior subsiguiente cuando y
después de efectuar la corrección anterior, se trate de lubricar sistemas
que cuentan con engranajes del tipo tornillo sin-fin, corona e hipoides.
Es también efectuada la corrección del resultado de viscosidad y grado
ISO obtenido, incrementando al grado ISO superior subsiguiente,
cuando a pesar de no contar dentro del sistema con los tipos de
engranajes particularmente mencionados, este se encuentre trabajando
bajo condiciones de severa de vibración y/o cargas cíclicas de choque.

En turbinas, por lo general, hablamos de aceites de larga duración. En
una turbina de vapor el aceite puede durar entre 15 y 30 años mientras
que en una turbina de gas un aceite mineral dura de orden de 1-2 años
y un sintético de calidad puede durar hasta 5 años. La diferencia
fundamental son las condiciones de trabajo, la temperatura de los
cojinetes en las turbinas de gas es mayor de 120º C mientras que en
las de vapor no debe pasar de 70ºC.
Las turbinas de vapor y gas tienen por lo general depósitos de gran
capacidad de aceite, entre 3.000 y 80.000 litros, lo que hace que el
cambio de carga sea muy caro y laborioso. Este es otro aspecto por el
que es importante alargar la vida del aceite lo máximo posible. Para
poder alargar la vida del aceite debemos mantenerlo en las condiciones
lo más estables posibles y para mantenerlo estable debemos conocer
su estado a través de el análisis rutinario del mismo. Cuando se
produce alguna desviación de los valores óptimos se tomarán las
acciones correctoras adecuadas. Una turbina de vapor no tiene grandes
problemas de fugas, estimándose un añadido anual del orden del 5-6%.
Este es otro aspecto por el que es muy importante la utilización de
aceites de muy alta calidad.

Una turbina puede mover más de 100 toneladas de acero girando
a 3000 rpm soportada por unos cojinetes planos con una película
hidrodinámica gruesa de aceite de 10-20 micras, más delgada que
un pelo humano. Cualquier problema que ocasione una parada de
la turbina, genera pérdidas multimillonarias, dependiendo de los
países y el periodo zona pico o no pico, el precio del kilovatio
varía.
La mayoría de los fabricantes de turbinas recomiendan como
herramienta predictiva- proactiva la realización de análisis
rutinarios para conocer el estado de la máquina y del aceite a
través del análisis del aceite.

FUNCIONES QUE DEBE CUMPLIR UN ACEITE DE TURBINAS
• Lubricar los cojinetes del grupo turbina-generador, y reductor si
es que hay.
• Enfriar los componentes.
• Lubricar regulador, transmitir impulsos y los mecanismos de
control.
• No formar herrumbre, corrosión, lodos, barnices.
PROPIEDADES ADECUADAS PARA CUMPLIR ESTAS FUNCIONES
• Viscosidad adecuada.
• Resistencia a la oxidación y degradación térmica.
• Prevenir la herrumbre.
• Prevenir la corrosión.
• Resistencia la formación de espuma.
• Rápida separación del aire.
• Rápida separación del agua.
• Estable al almacenamiento.

MANTENIMIENTO PREDICTIVO-PROACTIVO A TRAVÉS
DEL ANÁLISIS DEL ACEITE
Estas máquinas se caracterizan por su alto coste de inversión y
explotación. Por lo que es crítico detectar, identificar y diagnosticar
cualquier problema lo antes posible. Según el EPRI (Electric Power
Research Institute) se estima que para una planta de 800 MW el 1% de
disponibilidad tiene un valor de 1.000.000 dólares por año. Entre el 20 y
25% de los costes totales de producción, son costes de mantenimiento.
Las razones para establecer un programa de mantenimiento, son la
necesidad de asegurar un adecuado funcionamiento de la planta,
minimizando el riesgo e impacto económico de un paro prematuro o
fallo.
El análisis de aceite es una de las tecnologías más utilizadas para
hacer mantenimiento predictivo de máquinas rotativas.

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS ACEITES DE
TURBINAS
Viscosidad (ASTM-D 445)
La viscosidad es la característica física más importante de cualquier
lubricante y todavía es más importante en la lubricación de los
componentes de la turbina donde el régimen de lubricación es
hidrodinámico y el espesor de la película de aceite depende
principalmente de la viscosidad del aceite. La carga en los cojinetes se
encuentra muy bien distribuida, debido a la conformidad del cojinete
con el eje y la alta velocidad, lo que favorece la formación de la llamada
cuña hidrodinámica.
La selección de la viscosidad adecuada es un factor tremendamente
crítico para un funcionamiento correcto de la turbina. Un cambio en la
viscosidad puede dar lugar a un
posicionamiento del rotor, tanto axial como radial, indeseado. El
conocido latigazo de aceite es un problema directamente relacionado
con una viscosidad mayor de la necesaria.

Los aceites de turbinas son aceites de grados de viscosidad ISO VG
32, 46 y 68 aunque en algún caso pueden llegar a recomendar aceites
ISO VG 100. Se debe tener en cuenta que la viscosidad no es un
parámetro de calidad del aceite pero sí es un requisito imprescindible
para asegurar un comportamiento correcto del sistema.
La temperatura máxima del aceite a la salida de los cojinetes está entre
55 y 70ºC y a la salida del enfriador entre 44 y 45ºC, nunca debe estar
por debajo de 38ºC ya que la viscosidad aumentaría demasiado.
Los aumentos de temperatura del aceite reducen la vida del aceite
considerablemente. De acuerdo con la ecuación de Arrhenius un
aumento de 10ºC en la temperatura del aceite reduce su vida a la
mitad.

Un aceite mineral convencional comienza a oxidarse rápidamente a
temperaturas por encima de los 82ºC. La mayoría de los cojinetes
antifricción de base estaño-babbit empiezan a fallar a partir de
121ºC, muy por encima de la temperatura límite de los aceites
convencionales de turbinas.
En servicio, la viscosidad debe permanecer constante durante mucho
tiempo (años y años), cualquier variación de la viscosidad debe tener
una explicación y una causa como la contaminación, oxidación etc.
De acuerdo con la guía de mantenimiento de turbinas ASTM-D 4378-
97 la viscosidad no admite variaciones superiores al 5% con respecto
al valor del aceite nuevo. Es importante resaltar que debe tomar
como valor de referencia el aceite nuevo y no el valor típico
suministrado por el fabricante del aceite. Se recomienda realizar el
ensayo de viscosidad entre 1 y 3 meses en turbinas de vapor y cada
500 horas en turbinas de gas.

El índice de viscosidad mide la variación de la viscosidad con la
temperatura. Los valores típicos de aceite de turbinas suelen ser
superiores a 95. No es un parámetro importante de control de estos
aceites en servicio.
Estabilidad a la oxidación
La característica más importante de un aceite de turbinas, desde el
punto de vista de vida del lubricante, es su resistencia a la oxidación
bajo las condiciones de trabajo.
La resistencia a la oxidación es muy importante para conservar los
valores de viscosidad, resistencia a la formación de lodos, barnices,
depósitos, corrosión, buena desemulsionalidad, resistencia a la
formación de espuma y una buena desaireación.
La calidad del aceite base y la química de los aditivos son la clave
para conseguir productos con una alta estabilidad a la oxidación.

A finales de los años 90 del pasado siglo General Elecric encontró que
en los modelos de turbina de gas Frame 7 los filtros de aceite de las
turbinas se colmataban repetida y prematuramente. Debido a esto se
analizaron dichos filtros y se encontraron residuos tipo ceras, geles y
lodos.
Las turbinas tenían entre 12000 y 15000 horas, las mismas que los
aceites y los cojinetes. La temperatura de trabajo era de 121ºC. Se
descubrió que en plena carga el cojinete Nº2 trabajaba con un poco
más de temperatura que el resto, 130ºC. El aceite se enfriaba en el
intercambiador. Por ello, este proceso de rápido calentamiento y
enfriamiento daba lugar a la formación de ceras, lodos y precipitación
de los aditivos. Además, este problema se agravaba cuando los niveles
de contaminación acuosa eran superiores a 100 ppm. La solución al
problema fue utilizar aceites base de mayor calidad, tipo Grupo II o II
que tuvieran mayor resistencia a los choques térmicos.

La vida del aceite con respecto a la oxidación se mide en los
laboratorios por algunos de los métodos siguientes:
Rotating Pressure Vessel Oxidation Test (RPVOT) ASTM-D 2272
Hasta hace poco tiempo se denominaba RBOT, se desarrollo para
controlar los aceites de turbinas en servicio para detectar la pérdida
de su resistencia a la oxidación.
Los precursores de oxidación del aceite suelen ser la temperatura y
los contaminante tanto líquidos como el agua, sólidos como las
partículas metálicas o gaseosos como el aire. Cuando el aceite de
turbinas se está degradando se forman ácidos orgánicos débiles y
productos insolubles que se adhieren a la superficie de los cojinetes,
válvulas, enfriador de aceite, etc. Después de un tiempo estos
productos blandos se convierten en productos más duros que dan
lugar a cambios en las holguras, desgastes, deficiente refrigeración,
etc. y en resumen a un gran número de problemas.

Este ensayo RPVOT es un test acelerado para identificar problemas de
estabilidad a la oxidación de los aceites de turbinas en servicio. La guía
de mantenimiento de aceites de turbinas ASTM-D 4378 indica que
cuando el valor de este ensayo alcanza el 25% del valor del aceite
nuevo y hay un aumento del índice de acidez, se debe cambiar el
aceite.
Este criterio es realmente discutible porque resulta difícil detectar
simultáneamente la pérdida del valor del RPVOT hasta el 25% y una
variación importante del AN ya que se produce mucho antes la pérdida
del RPVOT hasta el 25% que cambios significativos en el AN. Esta
experiencia llevo a muchos fabricantes de turbinas OEM a utilizar sólo el
criterio del 25% del valor inicial del RPVOT y desechar los cambios del
AN. Hay otros fabricantes que consideran como valor crítico cuando el
aceite usado tiene un valor de RPVOT de 100 minutos. Es importante
resaltar que este test es para controlar la vida remanente de un aceite
de turbinas en servicio pero no es adecuado para comparar aceites.

Los valores típicos de un aceite de turbina (grupo I) puede estar
entre 300 y 600 minutos mientras que un aceite altamente refinado
(grupo II ) puede tener un valor de hasta 1500 y 2000 minutos. Se
puede suponer que un aceite con mayor valor tendrá una mayor
resistencia a la oxidación y por lo tanto una mayor vida en servicio.
En turbinas de gas además de este ensayo también es muy
importante realizar un test de ultracentrifugación para evaluar la
tendencia del aceite a formar barnices.
Barniz en un cojinete de
turbina

Turbine Oil Stability Test (TOST) ASTM-D943
Este otro ensayo para determinar la esperanza de vida de los aceites
nuevos de turbinas. El ensayo se realiza inyectando oxigeno, agua y
catalizadores metálicos al aceite y determinando la formación de lodos
y ácidos.
Los valores típicos de los aceites de turbinas convencionales superan
las 2000 horas que marca la guía de mantenimiento para alcanzar un
valor de AN de 2 mgr KOH/gr muestra. Hay producto minerales que
alcanzan valores de hasta 10000 horas.
Este no es un ensayo de rutina de control del aceite en servicio. Este
es un ensayo de control de calidad.
Se ha demostrado que no siempre hay una buena correlación entre
estos ensayos RPVOT y TOST.

Remaining Useful Life (RUL) ASTM-D 6810
Este es un método que nos permite conocer la vida remanente de
los aceites a través del control de los aditivos antioxidantes. La
técnica se denomina Voltamperometría y no da la vida remanente en
pocos minutos.
Esta es una técnica totalmente proactiva y se utiliza para controlar
los aceites de turbinas en servicio.
A diferencia con los 2 ensayos anteriores este es un test muy rápido
y barato lo que permite realizarlo con mayor frecuencia.
El instrumento RULER determina cuantitativamente la vida útil
remanente del lubricante midiendo la concentración remanente de
los antioxidantes. La velocidad de desgaste de los antioxidantes en
el transcurso del tiempo puede ser monitoreada y utilizada para
predecir los intervalos apropiados de cambio de aceite además de
determinar operaciones anormales del equipo antes de que la
máquina se estropee.

La frecuencia recomendada es entre 1 y 3 meses.

Contenido en agua (ASTMD 6304)
El agua es uno de los principales enemigos de los aceites. Las
condensaciones, contaminación a través de los sellos, y otras fuentes
tienden a crear emulsiones.
El aceite contaminado con agua y aire tiende a crear herrumbre. Esta
herrumbre es abrasiva y puede ocasionar desgaste de los cojinetes,
engranajes, fallo en válvulas, etc.
En las turbinas de vapor es inevitable que constantemente pase vapor
a través de los sellos de contacto al aceite.
Está claro que el aceite de la turbina tiene muchas posibilidades de
presentar contaminación acuosa pero se debe de tener los medios
suficientes como para reducir, eliminar y controlar la entrada de agua
a la turbina.
El agua es el segundo contaminante más dañino que puede presentar
un aceite lubricante.

Hasta hace muy poco tiempo se han considerado que niveles
máximos aceptable de contaminación acuosa eran del orden de
0,1%(1000 ppm) incluso en la guía de mantenimiento de turbinas
ASTM-D 4387-97. Los tecnólogos junto a algunos fabricantes de
turbinas OEMS han detectado que niveles de agua de 0,1% tienen
un efecto devastador en los componentes de las máquinas.
Esto ha dado lugar a reducir considerablemente el nivel de alerta
por contaminación acuoso hasta 500 ppm. Actualmente se ha
reducido mucho mas hasta valores máximos permitidos de entre
100 y 200 ppm en función del tipo de aceite. En otras palabras se
considera un criterio apropiado para el valor límite de
contaminación acuosa el del 80% del valor del agua de saturación
del aceite.
Se recomienda realizar el ensayo de contaminación acuosa en
aceites de turbinas de vapor cada 3 meses máximo y siempre que
se tengas sospechas de alguna entrada anormal al sistema.
El método analítico recomendado es Karl Fisher coloumétrico el
ASTM-D 6304 con codestilación ó el método ASTM-D 1744.

Índice de acidez (ASTM-D 974)
El aumento de Índice de acidez (AN) puede indicar oxidación ó contaminación del
aceite. Los ácidos orgánicos formados durante la oxidación del aceite pueden
provocar la corrosión de los cojinetes, formación de productos indeseables como
lodos, barnices etc.
Según la guía de mantenimiento ASTM-D4387-97 los valores críticos de AN están
entre 03, y 0,4 mgr KOH/gr muestra por encima del valor del aceite nuevo. Sin
embargo, muchos laboratorios y tecnólogos consideran que variaciones de 0,1
son muy significativas y deben de generar medidas correctoras.
En un aceite de una turbina de vapor el AN del aceite usado no debe
experimentar variación alguna a lo largo de su vida útil. Los ensayos tanto
RPVOT como RULER son un paso anterior a que se produzcan estas variaciones
en el AN. Por lo tanto, si se lleva un adecuado programa predictivo–proactivo de
la turbina nunca se deberían observar variaciones en el AN. Los métodos
analíticos utilizados son el ASTMD 664 Potenciométrico y el ASTM-D 974
Colorimétrico. Hay discrepancia sobre cuál es el más adecuado para medir la
acidez de los aceites lubricantes. La frecuencia de análisis de aceite de turbina de
vapor es de 3 meses mientras que en la turbina de gas es cada 500 horas.

Limpieza (ISO 4406.99)
Las holguras de los cojinetes de las turbinas son del orden de 10-20
micras y de las servoválvulas hidráulicas de entre 3 y 5 micras, lo que da
una idea de lo limpio que debe estar el aceite para trabajar en estos
mecanismos. Un desgaste excesivo de los cojinetes o el agarrotamiento
de las servoválvulas suele estar normalmente relacionado con un
deficiente cuidado y limpieza del aceite.
Aunque cada fabricante de turbinas tiene sus valores de recomendación
un valor típico de aceite de turbinas suele ser ISO (4406.99) 18/16/14 ó
NAS 1638 clase 7. Se pueden conseguir importantes aumentos de la vida
de los componentes de la máquina manteniendo el líquido más limpio.
El ensayo se realiza de acuerdo con el método ISO 4406.99 y con el NAS
1638 que en un periodo breve será sustituida por el método AS 4059.
La frecuencia de análisis recomendada según ASTM-D 4378-97 es entre 1
y 3 meses en turbinas de vapor y cada 1000 horas en turbinas de gas.

Protección contra la herrumbre y corrosión (ASTM-D 665)
Aunque los aceites bases tienen características de protección contra la
herrumbre y la corrosión, los aceites de turbinas, incluyen en sus
formulaciones ciertos aditivos que protegen el equipo contra estas
condiciones. El agua es uno de los principales enemigos de estos
aditivos, los lava y atrae formando compuestos corrosivos.
Las partículas de herrumbre actúan como catalizadores de oxidación y
pueden provocar el desgaste abrasivo de los cojinetes. El nivel de aditivo
antiherrumbre se suele mantener a través de los añadidos de aceite.
Según la guía ASTM-D 4378-97 el ensayo se realiza con agua destilada
de acuerdo con el método ASTM-D665 considerándose como límite
máximo cualquier indicio de herrumbre.
La frecuencia recomendada es anual en turbinas de vapor.

Demulsionabilidad (separación del agua) ASTM-D 1041
Los aceites bases por lo general se separan del agua muy rápidamente.
Algunos aditivos como los inhibidores de herrumbre, los contaminantes,
y los productos de oxidación reducen la habilidad del aceite a separarse
del agua .Esta es una de las razones por las que los aceites de turbinas
tienen muy poca cantidad de aditivos.
En turbinas de vapor es inevitable que el aceite este en contacto con el
agua debido a las fugas por los sellos de contacto. La habilidad del
aceite para separarse del agua está directamente relacionada con la
estabilidad a la oxidación del aceite. El ensayo de desemulsionabilidad
se realiza de acuerdo con el método ASTM-D 1401 en el que se
mezcla aceite con agua y se mide el tiempo que tarda el aceite en
separarse del agua.
La guía ASTM-D4378-97 no da valores críticos de desemulsionabilidad
pero los fabricantes de turbinas OEMS sugieren que no debe haber
más de 3 ml después de 30 minutos.

La verdad es que es difícil establecer un valor límite de
desemulsionabilidad ya que depende del tiempo de residencia que tiene
el aceite en el tanque. Puede ser que el resultado del laboratorio sea
negativo y en el sistema no tenga ningún impacto ya que el tiempo de
residencia del aceite es suficiente para asegurar que cuando el aceite
va a la zona de trabajo ya ha deselmulsionado. Por lo general, tanques
pequeños con menor tiempo de residencia necesitan mejor
desemulsionabilidad que tanques grandes donde hay mayor tiempo de
residencia.
El ensayo de desemulsionabilidad se recomienda realizarlo anualmente
en turbinas de vapor.

Los aceites de turbinas suelen llevar una pequeña cantidad de aditivos
antiespumantes para provocar la rápida separación del aire. Una
muestra de aceite de turbina puede dar en el ensayo de laboratorios un
valor de espuma superior al recomendado por el fabricante OEM pero
no presentar problemas en la máquina porque la línea de succión del
aceite está bastante más baja que donde está la espuma y el tiempo de
residencias es suficiente para eliminar la espuma formada. Todos los
sistemas que tienen aceite en circulación tienen espuma en la
superficie del tanque pero por lo menos debe haber una zona clara en
la superficie.
Según ASTM-D4378-97 los valores límites de la secuencia I son de 450
ml de formación después de 5 minutos de soplado y 10 ml de espuma
de estabilidad. Cuando se detecta un problema de espuma se debe
investigar las posibles causas como la limpieza, contaminación, diseño,
problemas mecánicos, etc. Una práctica habitual suele ser la
readitivación del aceite pero se deben extremar las medidas ya que una
excesiva aditivación puede provocar un aumento del aire retenido en el
seno del aceite.
El ensayo de espuma es recomendable realizarlo una vez al año.

Retención de aire (ASTM-D 3427)
Algunos fabricantes de turbinas recomiendan en sus especificaciones
de aceites nuevos valores de retención de aire máximos de 4-5 minutos
para aceites de viscosidad ISO VG 32. En depósitos pequeños este es
un valor crítico ya que se puede estar mandando aceite con mucho aire
a los cojinetes y el aire no lubrica es comprensible y genera gran
cantidad de desgaste de los cojinetes.
Este parámetro no debería variar con el tiempo en servicio y se
recomienda controlarlo al menos 1 vez al año.

Color (ASTM-D 1500) y aspecto
Son dos parámetros que dan una idea de la evolución del aceite a lo
largo de su vida y deben ser controlados cada vez que se hace una
toma de muestra y cada vez que hace una inspección rutinaria.
Según la guía ASTM-D 4378-97 el color se debe controlar
semanalmente en turbinas de vapor y cada 200 horas en turbinas de
gas. El aspecto y color, visualmente, se recomienda diariamente en
vapor y cada 100 horas en gas.
Los valores críticos son cualquier variación en color y en aspecto.

Engranajes FZG (ASTM-D 5182)
Hay turbinas que se conectan al generador a través de engranajes y el
mismo aceite tiene que lubricar los cojinetes de turbina y los
engranajes. En estos casos, no se pueden utilizar los lubricantes sin
aditivos antidesgaste y extrema presión para soportar cargas .El
ensayo seleccionado para valorar estos aceites es el FZG, en el que
valores típicos de un aceite R&O ISO VG 32 pueden ser 6 ó 7 mientras
que un aceite ISOVG 32 con aditivos antidesgaste o extrema presión
puede ser 10.
Este es un parámetro de control de calidad pero no es un parámetro
de seguimiento en servicio. No aparece entre los valores de control de
la guía de mantenimiento ASTM.D 4378- 97.

Tensión interfacial (ASTM-D 971-99)
La tensión interfacial es un ensayo bastante desconocido en el
mundo de la lubricación a excepción de los aceites de trasformador y
sin embargo es un test extraordinario para conocer el estado del
aceite en servicio. Cuando un aceite sufre alguna variación en su
estado bien por degradación o por contaminación, la tensión
interfacial tiende a disminuir ya que se forman compuestos polares.
La tensión interfacial es un indicador tan temprano de la degradación
de un aceite como pueden ser las técnicas de RPVOT, ó RULER.
Un aceite nuevo de turbinas tiene un valor de tensión interfacial (TIR)
de 35-40 dinas/cm y se considera como valor crítico cuando este
valor baja a 20 dinas/cm.
Este no es un parámetro que aparezca en la guía de mantenimiento
ASTM D 4378-97 pero sin embargo cada vez mas fabricantes de
turbinas OEM recomiendan incluirlo entre los ensayos de rutina.
La frecuencia recomendada es anual.

Análisis espectrométrico (ASTM-D5185)
Todos los fabricantes de turbinas OEMS tienen sus propias
recomendaciones sobre el contenido de metales máximo admisible
dependiendo del tipo de turbinas, materiales de los cojinetes, etc.
Los elementos que normalmente se controlan son: Hierro, plata,
aluminio, cromo, cobre, magnesio, níquel, silicio, plomo, estaño, y en
general, todos aquellos que forman parte de alguno de los
componente de la máquina.
La guía de mantenimiento de turbinas ASTM-D 4378-97 no da unos
valores críticos del contenido de metales en el aceite por lo que deben
utilizar los valores recomendados por los fabricantes de las máquinas.

Valores típicos recomendados por uno de los principales
fabricantes de turbinas de gas para un modelo determinado son:
Elemento Valor crítico(ppm) Valor peligro(ppm)
Hierro 9 14
Plata 3 7
Aluminio 4 6
Cromo 6 10
Cobre 12 19
Magnesio 6 9
Niquel 5 8
silicio 25 64
Titanio 5 8
Molibdeno 5 9
Plomo 2 4
Estaño 20 40
La frecuencia recomendada es entre 1 y 3 meses.

Espectroscopia infrarroja
La espectroscopia infrarroja es una herramienta extraordinaria tanto
de control de calidad de los aceite como de control en servicio. El
espectro infrarrojo es la huella dactilar del aceite.
1400 12001000800600 500.0
Espectro infrarrojo de un típico aceite de turbinas

El aceite de turbina puede llevar antioxidantes amínicos o fenólicos.
Los antioxidantes fenólicos se aprecian en el espectro de IR por el pico
pronunciado (aunque no muy grande) que aparece a 3650 cm-1.
Los antioxidantes amínicos no se suelen apreciar muy bien mediante
IR. Se pueden observar de manera muy clara mediante el RULER
Los aceites de turbina pueden llevar aditivos tipo R&O (inhibidores de la
corrosión y antiherrumbre). Durante la degradación química de un
aceite de turbinas tiene lugar el proceso de oxidación:
A elevadas temperaturas, el aceite en contacto con el oxígeno del aire
se oxida (se combina químicamente con el oxígeno) formando una serie
de compuestos. La mayoría de estos compuestos son carbonilos (C=O)
tales como ésteres, cetonas y ácidos carboxílicos. Estos compuestos
contribuyen a la acidificación del aceite y el efecto de una oxidación
prolongada es la corrosión y un aumento de viscosidad. Las diferentes
contaminaciones que puede tener un aceite se ven claramente
reflejadas en su espectro infrarrojo.

En la Tabla, se presentan las bandas características infrarrojas de
degradación utilizadas en el control de los aceites de turbinas:
PROCESO DE
DEGRADACIÓN
REGIÓN ESPECTRAL (cm-1) ORIGEN DE LA
DEGRADACIÓN
OXIDACIÓN
(CARBONILOS)
1720
Indica el grado de oxidación del aceite. Un
aumento rápido indica sobrecalentamiento
del motor o pérdida de aditivos
antioxidantes debido a un periodo muy
largo de
utilización del aceite.
AGUA 3450, 1640, 770
Si aparece agua sola, no tiene porqué
indicar fugas de anticongelante, bajas
concentraciones de agua se producen por
condensaciones, si la muestra se ha
tomado en
frío.
Regiones espectrales de degradación

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