2. Clasificación de los Aceites Lubricantes por su Origen
Aceites Minerales: Los aceites minerales proceden del Petróleo, y son elaborados del mismo después
de múltiples procesos en sus plantas de producción: las Refinarías. El petróleo bruto tiene diferentes
componentes que lo hace indicado para distintos tipos de producto final, siendo el más adecuado para obtener
Aceites el Crudo Parafínico.
Aceites Sintéticos: Los Aceites Sintéticos no tienen su origen directo del Crudo o petróleo, sino que son
creados de Sub-productos petrolíferos combinados en procesos de laboratorio. Al ser más largo y complejo su
elaboración, resultan más caros que los aceites minerales. Dentro de los aceites Sintéticos, estos se pueden
clasificar en:
OLIGOMEROS OLEFINICOS (PAO)
ESTERES ORGANICO
POLIGLICOLES
FOSFATO ESTERES
LUBRICACIÓN
3. LUBRICACIÓN - ANTECEDENTES
Breve recordatorio histórico
• El propósito de la lubricación es la separación de dos superficies con
deslizamiento relativo entre sí, de tal manera que no se produzca daño en
estas: se intenta con ello que el proceso de deslizamiento sea con el
rozamiento más pequeño posible.
• Para conseguir esto se intenta, siempre que sea posible, que haya una
película de lubricante de espesor suficiente entre las dos superficies en
contacto para evitar el desgaste.
4. La acción de lubricar tiene como finalidad, conseguir:
• Reducir el rozamiento o resistencias pasivas, al rozamiento.
• Combatir la corrosión y el desgaste.
• Participar en el equilibrio térmico de las máquinas. La energía mecánica perdida
por rozamiento es disipada en forma de calor y prácticamente irrecuperable. El
lubricante es generalmente el vehículo de eliminación del calor.
• Contribuir a la estanqueidad de gases y líquidos. Con el lubricante se intenta
reducir las fugas de compresión y por lo tanto mejorar el rendimiento volumétrico
y mecánico.
• Eliminar por circulación las impurezas que puedan acelerar el desgaste o atascar
los conductos, y como consecuencia destruir las partes mecánicas lubricadas.
• Reducir vibraciones, choques y ruidos.
• Proteger contra el picado.
LUBRICACIÓN - FINALIDAD
5. Ahora bien…que es un lubricante, para qué lubricar?, qué es el Desgaste?
• El término lubricante, hace referencia a cualquier sustancia interpuesta entre dos
superficies en movimiento relativo, con el fin de reducir la fricción y/o el desgaste
entre estas; puede estar en cualquiera de estos estados: líquido, sólido, gaseoso e
incluso semisólido o pastoso (grasa). La palabra lubricante proviene del latín
“lubricum” que significa resbaladizo y veloz. Se trata de una delgada capa de fluido,
de espesor a veces inferior a una micra, que se interpone entre dos superficies
sólidas para evitar su contacto directo y permitir que resbalen sin deteriorarse.
• El Desgaste, es el daño o el desprendimiento de material de una o ambas superficies
sólidas en movimiento relativo, ya sea por deslizamiento, rodamiento o impacto. Es
crítico cuando no existe presencia de un lubricante.
• Al igual que la fricción, el desgaste no es una propiedad del material, es una respuesta
del sistema.
LUBRICACIÓN - ANTECEDENTES
6. |
Más adelante.. Tipos de desgaste.
Para qué Lubricar??
La acción de lubricar tiene como finalidad conseguir:
• Reducir el rozamiento o resistencias pasivas, al rozamiento.
• Combatir la corrosión y el desgaste.
• Participar en el equilibrio térmico de las máquinas. La energía mecánica perdida por
rozamiento es disipada en forma de calor y prácticamente irrecuperable. El lubricante
es generalmente el vehículo de eliminación del calor.
• Contribuir a la estanqueidad de gases y líquidos. Con el lubricante se intenta reducir
las fugas de compresión y por lo tanto mejorar el rendimiento volumétrico y
mecánico.
• Eliminar por circulación las impurezas que puedan acelerar el desgaste o atascar los
conductos, y como consecuencia destruir las partes mecánicas lubricadas.
• Reducir vibraciones, choques y ruidos.
• Proteger contra el picado.
LUBRICACIÓN - ANTECEDENTES
7. Lubricantes. Composición
Un lubricante está formado por bases lubricantes y aditivos.
• La base lubricante, conocida también como “básico”, determina la mayor parte de las características del
aceite, tales como: Viscosidad, Resistencia a la oxidación, Punto de fluidez; los aditivos adecúan las
propiedades a los requerimientos específicos de la aplicación: dos lubricantes con aplicaciones diferentes
pueden tener la misma base lubricante y diferir en los aditivos.
Las Bases Lubricantes pueden ser
• Minerales: derivadas del petróleo
• Sintéticas: Químicas.
Cuando se diseña un lubricante no se hace al azar sino con el objetivo de superar determinadas
especificaciones, que habitualmente comprenden ensayos en laboratorio y ensayos en motores.
Propiedades de las Bases Lubricantes:
• Las características de las bases lubricantes son fundamentales en las distintas aplicaciones, y la forma de
medir estas propiedades es muy importante a la hora de fabricar aceites terminados. Las normas que se
usan de manera habitual son las normas editadas por el organismo de normalización norteamericano
(ASTM), aceptadas internacionalmente.
16. Las bases lubricantes de origen mineral son válidas para la gran mayoría de las aplicaciones para las
que son requeridas. Sin embargo cuando se necesita trabajar en condiciones extremas, estas bases
sufren algunos límites en su comportamiento. Algunas de estas limitaciones son:
• A temperaturas por debajo de –20 °C, la mayoría de los aceites minerales (salvo cuando se les
ha añadido aditivos depresores del punto de congelación) comienzan a solidificar.
• A temperaturas por encima de 180 °C, los componentes de peso molecular inferior se evaporan,
causando un incremento de viscosidad en el aceite y, alterando, en consecuencia, la mayoría de
sus propiedades.
Bases Lubricantes Convencionales.
17. • Cuando se trabaja a altas temperaturas, los aceites minerales reaccionan más
fácilmente con el oxígeno del aire, formando gomas y residuos (lodos) que
espesan el aceite.
• Las propiedades viscosidad/temperatura de algunos aceites minerales implican
que son demasiado fluidos a altas temperaturas y muy poco a bajas temperaturas
• Desde el punto de vista medioambiental los aceites base de origen mineral no son
completamente biodegradables.
Bases Lubricantes Convencionales
18. Viscosidad
• Es la propiedad más importante que tienen los aceites lubricantes y se define como la
resistencia de un fluido a fluir. Como medida de la fricción interna actúa como resistencia
contra la modificación de la posición (desplazamiento) de las moléculas al actuar sobre ellas
una tensión de cizallamiento.
• Esta resistencia es provocada por las fuerzas de atracción entre las moléculas del líquido. El
esfuerzo necesario para hacer fluir el líquido (esfuerzo de desplazamiento) estará en función
de esta resistencia. Los fluidos con alta viscosidad ofrecen cierta resistencia a fluir, mientras
que los poco viscosos lo hacen con facilidad.
• El aspecto más importante a la hora de elegir correctamente un lubricante es su viscosidad,
al ser factor determinante en la formación de la película lubricante. De hecho, buena parte
de los sistemas de clasificación de los aceites lubricantes están basados en esta propiedad.
Lubricantes. Propiedades
19. Lubricantes. Viscosidad. Clasificación
• Viscosidad cinemática
Se mide en centistokes (cSt), a una determinada temperatura que suelen ser 40 y 100ºC.
Esta propiedad indica como de pesada es la base lubricante. Las bases más ligeras tienen una
viscosidad en torno a 2 cSt (a 100 ºC), mientras que las más pesadas están en torno a 45 cSt
(a 100 ºC).
Las bases se suelen nombrar por su viscosidad:
Una de grado ISO 32 (International Standards Organization) significa un aceite con una
viscosidad de 32 cSt a 40 ºC, mientras que una ISO 15 tiene una viscosidad de 15 cSt a la
misma temperatura. Sin embargo, la nomenclatura más usada en el mundo comercial es la
denominada viscosidad Saybolt. Así una base SN 150 tiene una viscosidad de 150 SSU
(segundos Saybolt Universal) a 40 ºC (equivale a un ISO 32).
20. L: Viscosidad en cSt a 40°C de un aceite con
IV cero (0) que tenga la misma viscosidad a
100°C de la muestra cuyo IV se va a calcular.
H: Viscosidad en cSt a 40°C de un aceite con
IV cien (100) que tenga la misma viscosidad a
100°C de la muestra cuyo IV se va a calcular.
U: Viscosidad en cSt a 40°C de la muestra
cuyo IV se va a calcular.
• Índice de Viscosidad (IV): Este índice indica la capacidad de un lubricante de mantener constante
su viscosidad en un amplio rango de temperaturas.
• Se determina a partir de los valores de viscosidad a 40 y 100 ºC (es una medida arbitraria de la
forma en que la viscosidad varía con la Temperatura y se determina por comparación con un
patrón). Se usan tablas ASTM y la ecuación:
• IV = L - U / L – H, donde L y H son valores tabulados
• Un IV alto indica que el cambio de viscosidad con la T es pequeño, mientras que un IV bajo indica
que el aceite cambia mucho su viscosidad con la variación de temperatura. Normalmente se desea
que el IV sea lo más alto posible, ya que eso significa que la lubricación de las superficies es
relativamente similar a todas las temperaturas. Los valores de esta propiedad suelen ser mayores
de 90, estando su valor habitual entre 95 y 105 para las bases convencionales.
Lubricantes. Viscosidad. Clasificación
21. • Viscosidad Absoluta o Dinámica y Viscosidad Cinemática
La viscosidad Absoluta representa la viscosidad real de un liquido. Se relaciona con
la viscosidad cinemática a través de la expresión matemática:
µ= √/ƥ, donde:
µ: Viscosidad dinámica,
√: Viscosidad cinemática,
ƥ: Densidad
Lubricantes. Viscosidad. Clasificación
22. LUBRICANTES. CLASIFICACIÓN
Por su Origen
Aceites Minerales
• Los aceites minerales proceden del Petróleo, y son elaborados del mismo después de
múltiples procesos en las Refinarías. El petróleo bruto tiene diferentes componentes
que lo hace indicado para distintos tipos de producto final, siendo el más adecuado
para obtener aceite lubricantes el crudo Parafínico.
Aceites Sintéticos
• Los Aceites Sintéticos no tienen su origen directo del crudo o petróleo, sino que son
creados de Sub-productos petrolíferos combinados en procesos de laboratorio. Al ser
más larga y compleja su elaboración, resultan más caros que los aceites minerales.
Estos se pueden clasificar en:
• Esteres sintéticos (derivados de alcoholes de cadena larga y ácidos carboxílicos)
• Hidrocarburos sintéticos (alfa Poliolefinas, PAO)
• Polietilenglicoles (o polioxietilenos, obtenidos por polimerización de óxido de etileno
y óxido de propeno)
23. ACEITE BASE
Partiendo del petróleo el aceite base se consigue con un proceso de refinación, los componentes resinosos
o asfálticos son separados del producto, dejando solamente lo que nos interesa del mismo.
Los aceites base no se usan tal cual salen de la refinería, sino que se terminan en una operación unitaria
llamada Blending que consiste en mezclar aceites de propiedades conocidas y durante esta operación se le
incorporan los aditivos que son los que le confieren las propiedades necesarias según el fin a que se
destine el aceite.
A los lubricantes preparados de esta forma se les llama aceites terminados y son los que se encuentran en
el mercado a disposición del consumidor.
ADITIVOS
Los aditivos son productos químicos que se añaden al aceite base para aumentar determinadas
propiedades útiles o para dar otras que no tienen.
LUBRICANTES. COMPONENTES
24. PROPIEDADES GENERALES DE LOS ADITIVOS
• Los aditivos se incorporan a los aceites en muy diversas proporciones, desde partes
por millón, hasta el 20% en peso de algunos aceites de motor.
Cada aditivo tiene una o varias funciones que cumplir, clasificándose al respecto,
como uní o multifuncionales.
Fundamentalmente los aditivos persiguen varios objetivos:
• Limitar el deterioro del lubricante a causa de fenómenos químicos ocasionados por
razón de su entorno o actividad.
• Proteger la superficie lubricada de la agresión de ciertos contaminantes.
• Mejorar las propiedades físico-químicas del lubricante o proporcionarle otras nuevas.
LUBRICANTES. COMPONENTES
25. • ADITIVOS ANTIDESGASTE: La finalidad de los lubricantes es evitar la fricción directa entre
dos superficies que están en movimiento y estos aditivos permanecen pegados a las
superficies de las partes en movimiento, formando una película de aceite, que evita el
desgaste entre ambas superficies.
• ADITIVOS DETERGENTES: La función de estos aditivos es lavar las partes interiores en el
motor, que se ensucian por las partículas de polvo, carbonilla, etc., que entran a las
partes del equipo a lubricar, motor, etc.
• ADITIVOS DISPERSANTES: Este tipo de aditivos pone en suspensión las partículas que el
aditivo detergente lavó y las disipa en millones de partes, reduciendo su impacto para
la zona a lubricar.
ADITIVOS. TIPOS
26. Grado SAE
Viscosidad Cinemática cSt @
100°C
0W 3,8
5W 3,8
10W 4,1
15W 5,6
20W 5,6
25W 9,3
20 5,6 - 9,3
30 9,3 - 12,5
40 12,5 - 16,3
50 16,3 - 21,9
60 21,9 - 26,1
ACEITES MOTORES
GASOLINA
ACEITES MOTORES DIESEL
SA ANTES 1950 CA ANTES 1950
SB 1950-1960 CB 1950-192
SC 1960-1970 CC 1952-1954
SD 1965-1970 CD/CD II 1955-1987
SE 1971-1980 CE 1987-1992
SF 1981-1987 CF/CF-2 1992-1994
SG 1988-1992 CF-4 1992-1994
SH 1993-1996 CG-4 1995-200
SJ 1997-2000 CH-4 2001
SL 2001 "4" = 4 Tiempos
CLASIFICACION DE LOS ACEITES LUBRICANTES PARA MOTORES
•SAE (Society of Automotive Engineers) - Sociedad de Ingenieros Automotrices
•API (American Petroleum Institute) – Instituto Americano del Petróleo
•ASTM (American Society for Testing Materials) - Sociedad Americana de Prueba de Materiales
•Otras clasificaciones de fabricantes, etc.
SAE - GRADO DE VISCOSIDAD DEL ACEITE
El índice SAE, TAN solo indica como es el flujo de los aceites a determinadas temperaturas, es decir, su VISCOSIDAD. Esto no tiene que ver con la calidad
del aceite, contenido de aditivos, funcionamiento o aplicación para condiciones de servicio especializado.
La clasificación S.A.E. está basada en la viscosidad del aceite a dos temperaturas, en grados Farenheit, 0ºF y 210ºF, equivalentes a -18º C y 99º C, estableciendo ocho grados S.A.E. para
los monogrados y seis para los multigrados.
Por ejemplo, un aceite SAE 10W 50, indica la viscosidad del aceite medida a -18 grados y a 100 grados, en ese orden. Nos dice que el ACEITE se comporta en frío como un SAE 10 y en
caliente como un SAE 50. Así que, para una mayor protección en frío, se deberá recurrir a un aceite que tenga el primer número lo más bajo posible y para obtener un mayor grado de
protección en caliente, se deberá incorporar un aceite que posea un elevado número para la segunda.
API - CATEGORIA DE SERVICIO
Los rangos de servicio API, definen una calidad mínima que debe de tener el aceite. Los rangos que comienzan con la letra C (Compression
(compresión)– por su sigla en ingles) son para motores tipo DIESEL, mientras que los rangos que comienzan con la letra S (Spark (chispa) -
por su sigla en ingles) son para motores tipo GASOLINA. La segunda letra indica la FECHA o época de los rangos, según tabla adjunta.
27. Tribología
La palabra TRIBOLOGIA tiene su origen en una palabra griega, "tribos " (roce o fricción, en
español) y “logos” (tratado). Así pues, TRIBOLOGIA se entiende hoy día como la ciencia que
estudia la fricción, el desgaste y la lubricación. Y debemos recordar que la TRIBOLOGIA no solo se
aplica en la industria, o en el Mantenimiento Industrial, sino también en la anatomía humana, etc.
Es por lo tanto, una Ciencia Multidisciplinar, que implicará áreas como:
Física,
Química,
Matemática aplicada,
Mecánica de sólidos y fluidos,
Termodinámica,
Materiales,
Tubricación,
Diseño de equipos y componentes de máquinas,
Procesos de mantenimiento, etc.
