62820288 cartilla de lubricantes
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Academia Politécnica Naval Facultad de Sistemas de Ingeniería y Logística
Escrita por T2° F. Cubillos H. 5º Año de Ingeniería Naval Mecánica 2010
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Tabla de Contenidos
1.- Introducción..................................................................................................................... 4
2.- Funciones ........................................................................................................................ 4
3.- Clases de Lubricantes................................................................................................... 6
3.1.- Gases ....................................................................................................................... 6
3.2.- Líquidos .................................................................................................................... 6
3.2.1.- Vegetales .......................................................................................................... 6
3.2.2.- Minerales .......................................................................................................... 7
3.2.3.- Sintéticos .......................................................................................................... 7
3.3.- Semisólidos ............................................................................................................. 7
3.4.- Sólidos ...................................................................................................................... 7
4.- Propiedades Básicas ..................................................................................................... 8
4.1.- Propiedades Ópticas .............................................................................................. 8
4.2.- Propiedades Másicas............................................................................................. 8
4.3.- Propiedades Superficiales................................................................................... 15
4.4.- Propiedades Térmicas ......................................................................................... 18
4.5.- Propiedades Eléctricas ........................................................................................ 20
4.6.- Propiedades Químicas ....................................................................................... 21
4.7.- Propiedades de Extrema Presión ...................................................................... 25
5.- Regímenes de Lubricación ......................................................................................... 25
5.1.- Lubricación Hidrostática ...................................................................................... 25
5.2.- Lubricación Hidrodinámica .................................................................................. 25
5.3.- Lubricación Elastohidrodinámica ....................................................................... 26
5.4.- Lubricación Mixta y Límite................................................................................... 26
6.- Formas de lubricación ................................................................................................. 27
6.1.- Sistemas de Recirculación .................................................................................. 27
6.1.1.- Lubricación por salpique .............................................................................. 27
6.1.2.- Lubricación por anillo, cadena o collar....................................................... 27
6.1.3.- Sistemas de presión ..................................................................................... 27
6.2.- Sistemas a pérdida total ...................................................................................... 27
7.- Factores de deterioro en los lubricantes .................................................................. 28
8.- Factores a considerar al momento de elegir un lubricante ................................... 28
9.- Clasificación de los Aceites Lubricantes .................................................................. 29
9.1.- Clasificación de Lubricantes para Motor y Transmisión................................ 29
9.1.1.- Según su viscosidad ..................................................................................... 29
9.1.2.- Según su especificación (clasificación del servicio) ................................ 30
9.1.3.- Según su nivel de calidad ............................................................................ 31
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9.2.- Clasificación de Aceites Industriales ................................................................. 32
9.3.- Clasificación de Grasas ....................................................................................... 32
10.- Aceite Monogrado y Multigrado............................................................................... 33
11.- Análisis de Aceites Lubricantes ............................................................................... 34
“Anexo A” ............................................................................................................................ 37
“Anexo B” ............................................................................................................................ 43
“Anexo C” ............................................................................................................................ 44
“Anexo D” ............................................................................................................................ 46
“Anexo E” ............................................................................................................................ 50
“Anexo F”............................................................................................................................. 52
“Anexo G” ............................................................................................................................ 53
Bibliografía .......................................................................................................................... 69
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1.- Introducción
Lubricación puede definirse como: proporcionar una película suave o resbaladiza
que separa dos piezas en movimiento para permitirles que se muevan
suavemente una contra otra. O más técnicamente, lubricación se define como "el
principio de soportar una carga deslizante o rodante sobre una película que reduce
la fricción".
La lubricación reduce la fricción y el desgaste. Superficies que para el ojo humano
parecen ser completamente lisas y suaves, realmente están compuestas por
incontables puntos altos y valles que se entrelazan y se quiebran y esto es lo que
llamamos desgaste. La cantidad de desgaste que puede ocurrir depende de la
cantidad de carga o peso que se aplique.
Cuando una capa de lubricante es agregada e interpuesta, todos los puntos altos
se mantienen separados impidiendo que se toquen entre sí, y tenemos entonces
la fricción fluida, en lugar de la mucho más severa fricción seca.
En otras palabras, lubricamos las partes móviles de nuestras máquinas para
disminuir la fricción.
La fricción es la causa de la pérdida de potencia, del desgaste y del aumento de
temperatura que se observa en el funcionamiento de las máquinas.
2.- Funciones
2.1.- Facilita la partida del motor
Si el aceite es muy viscoso a las temperaturas de encendido, dificultará el
movimiento de las partes móviles.
Cuando la temperatura es muy baja al momento de la partida, el aceite deberá ser
suficientemente delgado para un fácil arranque, tener fluidez para llegar
rápidamente a los cojinetes (metales) y evitar el desgaste, pero además tener la
suficiente viscosidad cuando el motor llega a la temperatura normal de trabajo.
2.2.- Lubrica y evita el desgate
Al funcionar la maquinaria, el aceite debe circular rápidamente para lubricar todas
las partes en movimiento y evitar el contacto de metal que produce desgaste,
rayado o rotura.
2.3.- Reduce la fricción
En las condiciones de lubricación, las partes en movimiento requieren un relativo
esfuerzo para vencer la fricción. La viscosidad del aceite debe ser lo
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suficientemente alta para mantener la película de lubricación, pero no demasiado
para no aumentar la fricción o resistencia de las partes en movimiento.
2.4.- Protege contra la herrumbre y la corrosión
Los lubricantes tienen propiedades anticorrosivas que pueden incrementarse con
aditivos específicos para preservar de la corrosión diversos tipos de metales y
aleaciones que conforman las piezas y estructuras de equipos ó elementos
mecánicos.
2.5.- Mantiene el motor limpio
En las máquinas y equipos lubricados se producen impurezas de todo tipo;
algunas por el propio proceso de funcionamiento (como la combustión en los
motores de explosión), partículas procedentes de desgaste o corrosión y
contaminaciones exteriores (polvo, agua, etc.). El lubricante debe eliminar por
circulación estas impurezas, siendo capaz de mantenerlas en suspensión en su
seno y llevarlas hasta los elementos filtrantes apropiados. Esta acción es
fundamental para conseguir que las partículas existentes no se depositen en los
componentes del equipo y no aceleren un desgaste en cadena, puedan atascar
conductos de lubricación o producir consecuencias nefastas para las partes
mecánicas lubricadas.
2.6.- Enfría las partes del motor
El aceite contribuye a mantener el equilibrio térmico de la máquina, disipando el
calor que se produce en la misma como consecuencia de frotamientos,
combustión, etc. Esta función es especialmente importante (la segunda más
importante después de lubricar), en aquellos casos en que no exista un sistema de
refrigeración, ó éste no tenga acceso a determinados componentes de la máquina,
que únicamente puede eliminar calor a través del aceite (cojinetes de biela y de
bancada, parte interna de los pistones en los motores de combustión interna).
En general, se puede decir que el aceite elimina entre un 10% y un 25% del calor
total generado en la máquina.
2.7.- Contribuye a la estanqueidad
El lubricante tiene la misión de hacer estancas aquellas zonas en donde puedan
existir fugas de otros líquidos ó gases que contaminan el aceite y reducen el
rendimiento del motor.
Si examinamos las paredes del pistón y la superficie de los anillos, veremos que
no son completamente lisas, por lo cual resulta imposible que se forme un sello
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hermético sin la presencia del aceite, el cual ayuda a prevenir el paso de los
productos de la combustión (que están a alta presión) hacia el cárter.
2.8.- Transmite energía
Es una función típica de los fluidos hidráulicos en los que el lubricante además de
las funciones anteriores, transmite energía de un punto a otro del sistema.
3.- Clases de Lubricantes
3.1.- Gases
El más utilizado es el aire, que se emplea en forma de colchón de aire. Los
cojinetes lubricados con gas tienen la ventaja de no tener fricción, ser silenciosos y
no presentar vibraciones, además de no presentar el riesgo de contaminación por
efecto del lubricante. Puede ser utilizados para velocidades de rotación de hasta
100.000 rpm y la forma de lubricación puede ser hidrodinámica (el gas se
introduce en la superficie de apoyo por la acción de los rodamientos) o hidrostática
(el gas se introduce bajo la presión de una fuente externa.
La lubricación por gas además es ampliamente utilizada en sistemas de precisión
como por ejemplo giróscopos, discos duros y satélites espaciales, entre otros.
3.2.- Líquidos
Se puede considerar cualquier líquido, como ser; agua, aceite vegetal, mineral,
animal. Los más utilizados en la actualidad son los derivados del petróleo,
constituidos por una base lubricante y mejorados por aditivos.
Estos tipos de lubricantes pueden separase según su tipo de origen en:
3.2.1.- Vegetales
Los aceites minerales y vegetales no deben ser usados en la lubricación de
rodamientos, ya que existe el riesgo de que se deteriore la calidad o se forme
ácido después de un corto período de tiempo. No obstante lo anterior, en casos
especiales se pueden utilizar aquellos aceites denominados compuestos, con un
máximo de 10% de aceite animal o vegetal. Estos tipos de aceite tienen su mayor
aplicación en la industria de elaboración de alimentos, sin embargo, para su
utilización se debe seguir la recomendación del fabricante.
La mayoría de estos aceites se utilizan para agregar las características de
untuosidad, lo que le da mayor capacidad de adherencia a la superficie.
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3.2.2.- Minerales
En la mayoría de los casos los aceite minerales de alta calidad son los lubricante
más adecuados para rodamiento, ya que el aceite mineral puro esta libre de
compuestos inestables, tales como; nitrógeno, oxígeno, compuestos de azufre y
ácidos, que pueden afectar la vida de servicio del rodamiento. Los aceites más
comunes hoy día, son los aceite parafínicos altamente refinados.
3.2.3.- Sintéticos
En este tipo de aceite se busca una mayor estabilidad operacional, bajo todas las
variables de trabajo, como ser temperatura, velocidad y esfuerzos durante el
período operacional.
Son aceites derivados del petróleo crudo con un alto grado de refinación (súper
refinación); proceso que normalmente se efectúa en laboratorios posterior al
proceso natural de refinación de los aceites minerales.
De acuerdo a estas características poseen:
• Poseen buena fluidez a bajas temperaturas.
• Buena compatibilidad con aditivos.
• Mínima cantidad de residuos al quemarse.
Esto hace que estos aceites sean adecuados a todos los proceso operacionales.
3.3.- Semisólidos
Este tipo de lubricante, son sustancias que poseen consistencia, lo que permiten
que la película permanezca más tiempo sobre la superficie lubricada.
En este tipo de lubricante se encuentran las grasas, lo cual es un aceite mezclado
con un aditivo, que le permite un cierto espesor (jabón de calcio, litio, sodio entre
otros).
Debido a su naturaleza esencialmente sólida, las grasas no pueden cumplir
funciones de refrigeración o limpieza en la forma que lo hacen los Aceites
Lubricantes. Con estas excepciones, las grasas están sujetas a cumplir todas las
otras funciones de los aceites.
3.4.- Sólidos
Este tipo de lubricante da origen a películas que se adhieren fuertemente a las
superficies metálicas y entre ellos encontramos, el grafito, bisulfuro de molibdeno
y silicona debido a que tiene un coeficiente de fricción bajo.
Se recurre a la lubricación sólida cuando se produce alguna/s de las condiciones
siguientes:
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• Temperaturas elevadas.
• Acceso difícil del lubricante líquido.
• Cargas extremas con vibraciones.
• Presencia de gases, disolventes, ácidos, etc.
4.- Propiedades Básicas
4.1.- Propiedades Ópticas
4.1.1.- Color y fluorescencia
El color de un lubricante no es una medida de calidad o pureza del mismo, tan
solo es una indicación del grado de refino en aceites minerales puros. No hay
relación entre el color y la calidad del aceite. Actualmente esta característica
carece de valor como criterio de evaluación de un aceite terminado, porque
pueden ser enmascarada o modificada por los aditivos, pero en los aceites en
servicio un cambio de color puede alertar sobre una posible alteración o
contaminación.
Atendiendo al grado de refino se distinguen los siguientes tipos de aceites: negros
(black oils), rojos (red oils), pálidos (pale oils) y blancos (white oils).
4.1.2.- Índice de de refracción
El índice de refracción de un medio transparente se define como la relación de
velocidad de transmisión de una radiación monocromática dada en el vacío y en el
medio considerado, esta comprendido entre 1,47 para los aceites parafínicos
hasta 1,55 para los nafténicos. Los aromáticos tienen un índice intermedio. Una
aplicación importante es el control del grado de refino, la identificación de la
pureza del producto ensayado, la determinación del contenido en hidrocarburos
parafínicos (CP), nafténicos (CN) y aromáticos (CA) y por último, nos permite
conocer la estructura de las grasas con la ayuda del microscopio de contraste de
fase o contraste interferencial, debido a la diferencia de los índices de refracción
entre las fibras del jabón y del aceite.
4.2.- Propiedades Másicas
4.2.1.- Densidad
La densidad en los productos petrolíferos es una propiedad que esta relacionada
con la naturaleza del crudo y el punto de destilación de la fracción. Es una
propiedad de identificación y se usa para conocer la composición del aceite. Para
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una misma viscosidad, un aceite parafínico tiene menor densidad que un nafténico
y este a su vez la tiene más baja que uno de carácter aromático.
Los aceites se comercializan a escala mayorista en peso, siendo la distribución
final en volumen, por lo que la densidad desde la óptica comercial es un dato muy
importante. También nos orienta sobre la posible contaminación con agua, y nos
informa acerca de la proporción de cargas que llevan las grasas.
La densidad es la relación entre la masa de una determinada cantidad de aceite y
el volumen que ocupa esa cantidad. La terminología que se emplea al referirse a
esta característica es la siguiente:
• Densidad absoluta, es la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo, su
unidad en el Sistema Internacional es el kg/m3 aunque frecuentemente se
expresa en gr/cm3.
ρ = m/V
• Densidad relativa, es la relación de la masa de un cierto volumen de una
sustancia a una temperatura determinada, normalmente 20 ºC, con respecto al
mismo volumen de agua a 4 ºC. Se expresa como d20/4 y es un número
abstracto, independiente de la acción de la gravedad.
ρr = ρ/ρo
donde ρr es la densidad, ρ es la densidad de la sustancia y ρo es la densidad
de referencia.
• Gravedad Específica, se define como la relación entre el peso de un volumen
dado de aceite y el peso del mismo volumen de agua, especificando las
temperaturas de ambos productos. La norma ASTM D-1298 especifica las
temperaturas del ensayo para el aceite y el agua a 60 ºF (15,6 ºC). Otras
condiciones estándar, aunque no contempladas por ASTM, son temperatura
del aceite a 20 ºC y temperatura del agua 4 ºC. Restándole a la primera 0,004
se obtiene con gran aproximación el valor en las segundas condiciones.
• Grados API, es otra forma de expresar la densidad, utilizada
fundamentalmente en EE.UU. Se obtiene a partir de la gravedad específica
mediante la siguiente fórmula:
141,5 Grados API = __________________ - 131,5 gravedad específica
Los aceites al aumentar la temperatura pierden densidad y se puede admitir sin
error apreciable que la densidad disminuye 0,00062 por cada ºC que aumenta la
temperatura. Existen tablas que permiten convertir los grados API a densidad sin
necesidad de aplicar la fórmula (ver Tabla 4.1). La determinación de la densidad
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absoluta con suficiente precisión se realiza con los picnómetros (recipiente
graduado que contiene un volumen determinado de líquido) y para medidas más
corrientes se utilizan los densímetros, aerómetros y la balanza de Whestphal.
TABLA 4.1 “Conversión de Grados API a Densidad Relativa”
4.2.2.- Viscosidad
La viscosidad es una de las propiedades fundamentales de los aceites lubricantes
y gran parte de la función de la lubricación está basada en ella.
Se define como viscosidad a la medida de la resistencia de un líquido cualquiera a
fluir. De esta manera, lubricantes de baja viscosidad o delgados, fluyen
rápidamente porque su fricción interna presenta poca resistencia; y por el
contrario, lubricantes de elevada viscosidad o pesados fluyen lentamente debido a
que su fricción interna presenta gran resistencia.
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La influencia de la temperatura en la viscosidad, es diferente para los líquidos que
para los gases. Mientras que un aumento de temperatura en un líquido provoca
una disminución de la viscosidad, en los gases produce un aumento de la misma,
debido a que con el calentamiento, crece el movimiento de las moléculas y se
produce un mayor número de choques entre ellas (ver Tabla 4.2 y Tabla 4.3).
TABLA 4.2 “Viscosidades cinemáticas de ciertos gases y líquidos”
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TABLA 4.3 “Viscosidades absolutas de ciertos gases y líquidos”
Para poder comprender mejor la viscosidad, debemos saber que existe la
viscosidad absoluta o dinámica y la viscosidad cinemática. En 1668, Newton
comprobó experimentalmente que la fuerza que había que ejercer para desplazar
una de las caras de una película de aceite respecto de otra capa, es siempre
directamente proporcional a la superficie que interviene y a la velocidad impresa, e
inversamente proporcional a la separación existente entre ambas superficies. En
cualquier caso, al tratar de expresar matemáticamente dicha razón de
proporcionalidad, hay que contar con un factor que depende de la naturaleza de
cada líquido ensayado. Esta propiedad es lo que se conoce como viscosidad
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dinámica, la cual depende de la temperatura del fluido siguiendo la Ley de Newton
del rozamiento fluido:
ζ = F/A = η (du/dy)
donde:
ζ = esfuerzo para el desplazamiento relativo.
U = velocidad relativa de desplazamiento de las dos superficies.
η = viscosidad dinámica.
Existen un buen número de unidades empleadas en la medición de la viscosidad
dinámica. Algunas se basan en la relación entre la fuerza aplicada y el grado de
desplazamiento conseguido; otras se basan en el tiempo que tarda en fluir una
determinada cantidad de líquido a través de un orificio calibrado a una
determinada temperatura la cual suele ser 100ºF y 210ºF (37'8ºC y 98'9ºC).
Las unidades utilizadas comúnmente se indican a continuación:
• Poise (P): En honor al médico francés Jean Louis Marie Poiseuille, quien en
1844 desarrollo la ecuación de viscosidad de los gases. Es la unidad de
viscosidad absoluta del sistema CGS y se define como la fuerza en dinas
necesaria para mover una placa lisa de 1 cm2 de superficie separada de otra
fija por una capa de líquido de 1 cm de espesor, a una velocidad de 1 cm/seg y
se expresa en dina*s/cm2 o en g*cm/seg. En la práctica suele usarse su
submúltiplo, el centipoise.
• Poiseuille (Pl): Unidad de viscosidad absoluta del Sistema Internacional. Su
definición es similar a la del “Poise”, pero sustituyendo las unidades CGS por
las del S.I, se expresa en Pa*s. 1 Pl= 10 P = 1 N*s/m2
• Reyn: Llamado así por Sir Osborne Reynolds. En la práctica se usa el
microreyn, su millonésima parte, dada la magnitud de la unidad fundamental y
se expresa en lb*s/in2. 1 Reyn equivale a 6,89*104.
Con respecto a la viscosidad cinemática, esta se obtiene al relacionar los
conceptos de viscosidad dinámica y de densidad. Su definición para un
determinado fluido es la siguiente:
Viscosidad Cinemática = Viscosidad Dinámica / Densidad
Se cuantifica midiendo el tiempo que tarda en fluir un lubricante por un tubo o
estrechamiento calibrado. Los aparatos utilizados para su medición se denominan
viscosímetros, que pueden ser de varios tipos:
• Viscosímetro Engler: Viscosímetro que mide el tiempo en que tardan 200 cm3
de aceite en caer a través de un orificio calibrado, para posteriormente dividirlo
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por el tiempo que tardan en caer por el mismo orificio 200 cm3 de agua a una
determinada temperatura. La unidad resultante son los grados Engler (ºE).
• Viscosímetro Saybolt: En este viscosímetro se mide el tiempo que tardan en
caer 60 cm3 de aceite a una temperatura de 100 grados centígrados y ese
tiempo, en segundos, constituye los segundos Saybolt Universales (SSU).
• Viscosímetro Redwood: Aquí el viscosímetro se utiliza para medir el tiempo de
derrame de 50 cc de aceite y su unidad es el segundo Redwood.
La unidad más utilizada para referirse a la viscosidad cinemática es el Stoke (St),
el cual equivale a 1 cm2/s. Dado que el Stoke es una unidad muy grande, se suele
utilizar el centistoke (cSt).
Cabe destacar que para poder comprender más fácilmente la viscosidad
cinemática entre los diferentes sistemas, existen tablas de conversión de unidades
(ver Tabla 4.4).
TABLA 4.4 “Equivalencia entre las distintas unidades de viscosidad”
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4.2.3.- Índice de Viscosidad
El índice de viscosidad es la magnitud que mide la mayor o menor variación
sufrida por la viscosidad de un aceite al modificar su temperatura.
Para definir el índice de viscosidad de un aceite se suelen comparar sus
respectivas viscosidades a dos temperaturas distintas y fijas que, normalmente,
son 100 y 210 grados Fahrenheit (correspondientes a 38 y 98’9 grados
centígrados). Como patrón, se ha tomado como índice de viscosidad cero al de un
aceite de tipo nafténico, como los extraídos de las costas de Méjico, y como índice
de viscosidad cien al de un aceite de tipo parafínico, tal y como los que se fabrican
partiendo de los crudos procedentes de Pensylvania.
Las siguientes consideraciones deben tenerse en cuenta con respecto al Índice de
Viscosidad:
• Los índices de viscosidad dependen de la viscosidad de los aceites en sí.
• El índice de viscosidad no es una propiedad aditiva. Si se mezclan en
partes iguales dos aceites de distinto índice de viscosidad, la mezcla no
tiene el índice de viscosidad medio.
• Cuanto más alto es el índice de viscosidad de un aceite, menor es la
pérdida de viscosidad con la temperatura.
• Por encima de valores superiores a 125 puede haber resultados anómalos.
• En 1.956 el Comité Técnico de ASTM elaboró el método ASTM D-2270 que
conserva la fórmula de cálculo de índices de viscosidad para valores
inferiores a 100 (D-567) pero la modifica para valores superiores.
4.2.4.- Constante VGC
Relaciona la viscosidad de un aceite con su densidad y sirve para conocer el tipo
de base del aceite en cuestión. Responde a la fórmula:
VGC = 10 gravedad específica – 1,0572 * log (Z100 – 38)
10 – log (Z100 – 38)
Donde Z100 es la viscosidad a 40ºC. Los aceites parafínicos tienen un VGC
próximo a 0,8 mientras que los de base aromática lo tienen en torno a 1.
4.3.- Propiedades Superficiales
De todas las propiedades que poseen los lubricantes, las superficiales son las que
más influyen en la vida de la máquina. Estas las podemos clasificar en estáticas y
dinámicas, entre las primeras están la tensión superficial, la tensión interfacial y la
capilaridad. Al segundo grupo pertenecen las propiedades de dispersión que
contempla la formación de espuma, la emulsibidad y la aeroemulsión.
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4.3.1.- Tensión superficial
Se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria
para aumentar su superficie por unidad de área. Esta definición implica que el
líquido tiene una resistencia para aumentar su superficie. Este efecto permite a
algunos insectos desplazarse por la superficie del agua sin hundirse. La tensión
superficial es debida a las fuerzas de atracción entre las moléculas de la superficie
del líquido, las cuales no están rodeadas totalmente de otras moléculas, con lo
cual deja parte de esta fuerza sin utilizarse.
Es un factor que afecta a la capacidad del aceite para adherirse a una superficie,
para mantener la estabilidad de la emulsión y para mantener sustancias sólidas
dispersas. En dos aceites puede observarse poniendo una gota de ellos sobre una
superficie metálica y observando si la gota se contiene (tensión superficial alta) o
si se extiende (tensión superficial baja).
La tensión superficial disminuye al aumentar la temperatura, debido al incremento
en la energía cinética de las moléculas y a la consecuente disminución de la
atracción entre ellas. Igualmente la variación del pH también afecta a la tensión
superficial. La unidad de tensión superficial en el SI. es el N/m, aunque suele
usarse la dina/cm.
4.3.2.- Tensión interfacial
Cuando se ponen en contacto dos líquidos no miscibles, como aceite y agua, se
crea entre ellos una interfase líquido que separa las dos fases. Dicha interfase
posee propiedades análogas a las de la superficie de los líquidos: las moléculas
se mantienen unidas entre sí hasta que hay una fuerza que vence la resistencia.
El grado de resistencia que ofrecen ambos líquidos a su separación se define
como tensión interfacial y se expresa en las mismas unidades que la tensión
superficial, en dina / cm.
Los factores que influyen sobre la tensión interfacial son los siguientes:
• Naturaleza química de los líquidos en contacto.
• Temperatura. Si la miscibilidad de los líquidos en contacto aumenta con la
temperatura, el valor de la tensión interfacial disminuye. En el caso contrario
habrá un aumento limitado de esta propiedad.
• La presencia de cuerpos polares o tensoactivos disminuye la tensión
interfacial. Esto explica la variación de la tensión interfacial de la interfase
aceite agua, con el pH del agua.
La tensión interfacial se utiliza como indicativo de la presencia o ausencia de
compuestos polares en muy bajas concentraciones, como es el caso de ciertos
contaminantes, aditivos o productos de degradación del propio aceite.
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4.3.3.- Capilaridad
La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión
superficial (la cual a su vez, depende de la cohesión o fuerza intermolecular del
líquido), que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.
Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza
intermolecular (o cohesión intermolecular) entre sus moléculas es menor a la
adhesión del líquido con el material del tubo (es decir, es un líquido que moja). El
líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso
del líquido que llena el tubo. Éste es el caso del agua, y ésta propiedad es la que
regula parcialmente su ascenso dentro de las plantas, sin gastar energía para
vencer la gravedad.
Sin embargo, cuando la cohesión entre las moléculas de un líquido es más
potente que la adhesión al capilar (como el caso del mercurio), la tensión
superficial hace que el líquido descienda a un nivel inferior, y su superficie es
convexa.
4.3.4.- Formación de espumas y aeroemulsión
La espuma superficial esta formada por grandes burbujas de aire, de radio
superior a 1 mm, que suben rápidamente a la superficie y se agrupan formando un
sistema poliédrico, parecido a los paneles de abejas, separadas por una capa muy
fina de aceite. La emulsión aire aceite esta formada por pequeñas burbujas de
aire, de radio entre 0,01 y 1 mm, dispersas en la masa de aceite y se denomina
aeroemulsión. Estas burbujas ascienden muy lentamente a la superficie del
líquido, por lo que son muy difíciles de eliminar. La presencia de espuma y
aeroemulsión resulta perjudicial porque puede dar lugar a los siguientes
inconvenientes:
• Comportamiento errático de los mandos en sistemas hidráulicos.
• Cavitación en las bombas del circuito de lubricación forzada.
• Fallos en la lubricación de cojinetes.
• Aceleración del proceso de oxidación del aceite.
• Derrame a través de los orificios superiores del depósito de aceite, con las
consiguientes pérdidas y riesgo de incendio.
La presencia de compuestos polares, la disminución de la presión exterior y el
aumento de la viscosidad son factores que favorecen la formación de espuma.
Ciertos aditivos, especialmente las siliconas, destruyen la espuma, debido a su
elevado peso molecular.
Para determinar el comportamiento de un aceite con respecto a la formación de
espumas se sigue el método ASTM D-892. Los resultados se expresan en bloques
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de tres números. El primer bloque es para la tendencia y el segundo para la
estabilidad. Un aceite que tiene de tendencia 400-20-400 y de estabilidad 10-0-10
nos indica que tiene una tendencia a formar 400 cm3 de espuma, que se
convierten en 10 transcurridos diez minutos en el ensayo a 75 ºF, una tendencia y
estabilidad de 20 y 0 a 200 ºF, dejándolo enfriar y repitiendo el paso de aire a la
temperatura de 75 ºF nos vuelve a dar los valores de 400 y 10 para la tendencia y
estabilidad respectivamente.
4.3.5.- Emulsibilidad
Se llama emulsión a una mezcla íntima de agua y aceite. Puede ser de agua en
aceite (siendo el agua la fase discontinua) o de aceite en agua (donde el agua es
la fase continua). La emulsibilidad nos da información sobre la estabilidad de las
emulsiones agua aceite, ya que algunos aceites requieren perfecta demulsibilidad.
El ensayo lo define la norma ASTM-1401 y consiste en mezclar 40 c.c. de aceite
con otros 40 c.c. de agua. Un resultado de 40-37-3 (30) suele ser el máximo
permitido y significa que al cabo de 30 minutos se han separado 37 c.c.,
permaneciendo 3 c.c. de emulsión. La emulsibilidad de un aceite muy bueno
alcanza valores de 40-40-0 (5) lo que significa que al cabo de 5 minutos se ha
separado completamente el aceite del agua y no queda emulsión.
4.4.- Propiedades Térmicas
4.4.1.- Puntos de Inflamación y de Ignición
Se llama punto de inflamación a la temperatura mínima en la cual un aceite
empieza a emitir vapores inflamables. Esta relacionada con la volatilidad del
aceite. Cuanto más bajo sea este punto, más volátil será el aceite y tendrá mas
tendencia a la inflamación. Un punto de inflamación alto es signo de calidad en el
aceite. En los aceites industriales el punto de inflamación suele estar entre 80 y
232 ºC, y en los de automoción entre 260 y 354 ºC.
El punto de ignición Se llama así a la temperatura a la cual los vapores emitidos
por un aceite se inflaman, y permanecen ardiendo al menos 5 segundos al
acercársele una llama. El punto de ignición suele estar entre 30 y 60 º por encima
del punto de inflamación.
El conocimiento de estas temperaturas nos orienta sobre la inflamabilidad del
aceite y sobre la existencia de materias inflamables que se han podido incorporar
al aceite durante su empleo, por ejemplo restos de combustible en aceites de
motores, o de hidrocarburos en aceites de turbinas que circulen por los sellos de
19
bombas o compresores. Para la determinación de los puntos de inflación y
combustión se siguen los métodos ASTM D-92 y D-93.
4.4.2.- Volatilidad
El consumo de aceite de un motor esta afectado por su volatilidad. En la mayoría
de los aceites lubricantes la acción del calor se traduce en pérdidas de aceite al
desprenderse las fracciones más volátiles. Esta volatilidad es inversamente
proporcional al peso molecular del aceite y a la presión a la que esta sometido.
Los aceites nafténicos son más volátiles que los parafínicos para la misma
viscosidad y arden espontáneamente a temperaturas más altas.
La curva de destilación y el punto de inflamabilidad dan una perfecta idea de la
volatilidad del aceite. La determinación de la volatilidad se aplica a aceites y
grasas que han de trabajar a temperaturas altas se realiza siguiendo la norma
ASTM D-972. El método consiste en mantener la muestra a 100 ºC durante un
tiempo determinado a la vez que se barre la superficie con un determinado caudal
de aire a 20 ºC, expresando la pérdida de peso en %.
4.4.3.- Punto de niebla
El punto de niebla o enturbiamiento, cloud point, es la temperatura a la que el
aceite, sometido a un proceso de enfriamiento bajo las condiciones normalizadas
del ensayo, adquiere turbidez por la formación de cristales de parafinas u otras
sustancias. Por debajo del punto de enturbiamiento el aceite se comporta como un
fluido no newtoniano y no se puede utilizar con precisión la gráfica temperatura
viscosidad. Esta característica es de especial significación en los aceites que
operan en temperaturas ambiente muy bajas, ya que afecta a la facilidad para
bombear el aceite y su tendencia a obstruir filtros y pequeños orificios.
4.4.4.- Punto de Congelación
El punto de congelación, pour point, de un aceite es la temperatura más baja, a la
que el aceite fluye cuando se enfría bajo las condiciones definidas en las normas
aplicadas para su determinación. La temperatura se expresa en múltiplo de 3 ºC.
Si la diferencia entre el punto de congelación y el de enturbiamiento es mayor de
5 ºC significa que el aceite contiene aditivos depresores del punto de congelación.
La mayoría de los aceites minerales contienen parafinas disueltas, que se separan
al enfriar y producen enturbiamiento, aparecen macrocristales de parafinas que
primero enturbian y después congelan el aceite. También se forman
macrocristales de cera, que forman grupos cristalinos que engloban por
hinchamiento un volumen de aceite. De estos aceites se dice que tienen punto de
20
congelación por parafina. Los aceites que no precipitan parafina u otra sustancia
cuando se enfrían llegan a ser tan viscosos que no fluyen por debajo de cierto
valor de la temperatura. Se dice de ellos que tienen punto de congelación de
viscosidad, teniendo ésta un valor del orden de 105 cSt cuando cesa el flujo.
4.4.5.- Punto de Floculación
El punto de floculación de un aceite, flock point, es la temperatura a la que
empieza a separarse, floculando (aglomeración de partículas), parafinas u otras
sustancias en solución cuando se somete a un proceso definido de enfriamiento
una mezcla del 10% de aceite y 90% de un fluido refrigerante.
En los aceites que trabajan en circuitos frigoríficos no es admisible la aditivación
con depresores del punto de congelación porque estos aditivos no eliminan las
parafinas, solamente modifican su estructura.
Esta característica es importante para los aceites que se utilizan en circuitos
frigoríficos y trabajan con agentes refrigerantes con los que son miscibles. Nos
puede orientar sobre el comportamiento del aceite en los serpentines del
evaporador.
4.5.- Propiedades Eléctricas
4.5.1.- Rigidez Dieléctrica
La rigidez dieléctrica o tensión de perforación es la tensión en kV que hace saltar
la chispa, perforación del aceite, entre dos electrodos perfectamente definidos,
situados a 2,5 mm en el seno del aceite, a 20 ºC. Su valor aumenta con la
viscosidad del aceite.
Es una propiedad fundamental en aceites de transformadores por ser
representativa de sus características aislantes. No es una propiedad intrínseca del
aceite, sino empírica y representa una suma de factores accidentales tales como
la presencia o ausencia de gases, de agua y de otros materiales disueltos o
precipitados en el aceite.
La rigidez dieléctrica aumenta al aumentar la viscosidad del aceite, o al aumentar
la temperatura, alcanzando un máximo a 100 ºC. Se comporta de modo inverso al
número de ppm de agua en el aceite y al tiempo que dura la aplicación del voltaje
si el aceite no esta desgasificado. Se obtienen valores más bajos aumentando la
separación entre electrodos o el área de los mismos.
4.5.2.- Tangente del Ángulo de Pérdidas
La tangente del ángulo de pérdidas es la propiedad que más información da sobre
las características dieléctricas de un aceite, por lo que su valor se utiliza como
21
indicativo de la calidad del mismo. Su valor aumenta con la temperatura (unas 100
veces desde 20 ºC a 90 ºC) y con el envejecimiento o degradación del aceite. En
aceites usados, su aumento da información adicional sobre el incremento de la
corrosión metálica, la degradación de la celulosa y el aumento de la velocidad de
oxidación del aceite. El valor máximo admisible en aceites usados está
comprendido entre 0,05 y 0,1, dependiendo del voltaje del transformador.
4.6.- Propiedades Químicas
4.6.1.- Número de Neutralización
El grado de acidez o alcalinidad (ver Fig 4.1) se expresa por el número de
neutralización, que se define como la cantidad de álcali o de ácido, expresada en
mg de KOH, que se requieren para neutralizar el contenido, ácido o básico, de un
gramo de muestra en las condiciones definidas en la especificación del ensayo.
La acidez y alcalinidad de un aceite nuevo nos dan una indicación de su grado de
refino y aditivación. En los aceites usados nos informa sobre su degradación, su
grado de oxidación, el contenido de contaminantes y, junto con otros parámetros,
de la vida remanente del mismo.
La ASTM tiene definidos varios métodos para su determinación, el D-664, el D-
974, difícil de aplicar a los aceites usados, que es colorimétrico y el D-684 que es
potenciométrico. En ambos se definen cuatro valores:
• SAN, índice de acidez fuerte, que determina solamente el contenido en ácido
mineral soluble en agua.
• TAN, índice de acidez total, que representa el contenido total de ácido, ácido
mineral soluble en agua más productos orgánicos que reaccionan con el KOH.
• SBN, índice de basicidad fuerte, que caracteriza el contenido en bases fuertes.
• TBN, índice de basicidad total, que indica el contenido total de productos
básicos.
FIG. 4.1 “Alcalinidad o Acidez según PH”
22
4.6.2.- Índice de Yodo
Es una medida del poder secante de un aceite. Este ensayo solo es aplicable a los
aceites orgánicos, de origen vegetal o animal. Sirve para clasificarlos como no
secantes, con índice de yodo menor de 100, semisecantes, con índice de yodo
comprendido entre 100 y 130 y secantes, con índice de yodo mayor de 130. Los
primeros son los que se utilizan como aditivos de los aceites minerales para
mejorar su untuosidad en aplicaciones donde se va a dar el régimen de lubricación
de película fina, como en la lubricación de engranajes con baja carga.
4.6.3.- Residuo de Carbón
El residuo carbonoso es la cantidad de material, en % de peso, que queda tras
someter una muestra de aceite a evaporación y pirolisis (altas temperaturas). Para
determinar esta característica ASTM define dos métodos, el D-189 que determina
el carbón Conradson y el D-524 que determina el Ramsbottom.
Los aceites refinados con disolventes dan mejores resultados que los refinados
por los métodos antiguos, y dan menos residuo cuanto mayor es el grado de
refino. Los menos viscosos forman menos carbón, igual que ocurre con los de
base nafténica, que dan menos carbón que los de base parafínica. Además, el
carbón procedente de bases nafténicas es flojo y esponjoso y se arrastra
fácilmente con los gases de escape, mientras que el que tiene su origen en bases
parafínicas es más duro.
Si bien los aceites lubricantes contribuyen a la deposición de carbón en las
cámaras de combustión y en la cabeza de los pistones de los motores debemos
recordar que la cantidad de depósitos que se forman en la operación real de un
motor depende del tipo de combustible, de la relación aire combustible, del
contenido en plomo, del polvo etc.
4.6.4.- Punto de Anilina
También llamado "temperatura crítica de disolución", el punto de anilina es la
temperatura en ºC a la que dos volúmenes iguales de aceite y anilina se mezclan
totalmente.
Dada la estructura molecular de la anilina ésta es más soluble en aceites
aromáticos, algo menos en los nafténicos, y todavía menos en los parafínicos. Es
por esto que el punto de anilina nos orienta sobre la composición química del
aceite (en particular sobre el contenido en sustancias aromáticas). Los fluidos con
bajo punto de anilina tienden a degradarse más rápidamente, además, cuanto
menor sea el contenido en sustancias aromáticas, más alto será el punto de
anilina y viceversa.
23
El punto de anilina se utiliza fundamentalmente para determinar la compatibilidad
del aceite con sellos y juntas de goma y elastómeros. Los aceites con punto de
anilina alto hacen que los sellos se contraigan y endurezcan, mientras que los que
tienen un punto de anilina demasiado bajo hacen que el sello se ablande y se
expanda.
Se debe tener en consideración que el punto de anilina está en función de otras
características del aceite, tal como se muestra en la Fig. 4.2.
FIG. 4.2 “Propiedades que afectan al Punto de Anilina”
4.6.5.- Cenizas
Se conoce como cenizas a la cantidad de material inorgánico presente en un
lubricante. Esta cantidad se determina quemando el lubricante en condiciones
normalizadas y pesando el residuo. La cantidad obtenida se expresa en % de
peso.
Este residuo podemos separarlo a su vez en dos tipos de residuo:
• Cenizas oxidadas: las originadas por el aceite base, sin aditivación.
• Cenizas sulfatadas: las originadas durante la calcinación del aceite en
presencia de ácido sulfúrico. Este parámetro es aplicable tanto a aceites base
como a aceites aditivados e indica el nivel de partículas metálicas del aceite.
Las cenizas del aceite proceden, en su mayor parte, de los aditivos, en especial de
los que contienen aditivos metálicos. El contenido de cenizas del aceite no dice
mucho acerca del mismo, aparte de la cantidad de aditivos y de la calidad de los
mismos.
24
Esta propiedad es de especial significación en los aceites de motor. En los
motores de combustión interna, las cenizas del aceite quemado en los cilindros se
acumulan en válvulas, cilindros, cabezas de pistón y bujías. Estas cenizas,
además de aumentar el desgaste del motor, favorecen la aparición de puntos
calientes en los cilindros, lo que puede provocar preignición en la mezcla
combustible-aire. Además, al mezclarse estas cenizas con el aceite líquido,
aumentan la viscosidad de este, y favorecen la oxidación y el aumento de la
acidez del aceite. Por ello, en la actualidad se utilizan aditivos sin cenizas.
4.6.6.- Corrosión al Cobre
Los ensayos de corrosión al cobre tienen como fin determinar la capacidad del
aceite para atacar a los metales blandos, tales como el cobre, el plomo, etc.
El aceite nuevo y bien refinado, sin aditivos, no suele ser agresivo con los metales,
si bien la presencia de ciertos aditivos, los componentes ácidos que se originan en
la degradación del aceite, la contaminación del aceite y las temperaturas altas
pueden hacer agresivo al aceite. Las sustancias corrosivas son especialmente
peligrosas con las aleaciones de cobre y plomo. El ataque de estas sustancias
deja profundas marcas en la superficie de la aleación. Además estas aleaciones
suelen usarse en cojinetes y otras aplicaciones de responsabilidad, con el
consiguiente riesgo de rotura ante cargas de trabajo elevadas.
4.6.7.- Residuo Insulfonable
Este ensayo sirve para determinar el contenido en aromáticos de un aceite y su
aplicación principal es para los aceites insecticidas. Como los compuestos
aromáticos absorben ácido sulfúrico para sulfonarse, cuanto mayor sea el número
de insulfonables, menos aromáticos contendrá el aceite.
Un aceite insecticida de invierno puede admitir un residuo insulfonable más bajo,
pero en los aceites de verano se exigen 95 y hasta 98 % de insulfonables.
4.6.8.- Número de Saponificación
Es el número de miligramos de KOH (hidróxido de potasio), necesarios para
saponificar un gramo de aceite. El propósito es identificar el contenido de ácidos
grasos en el aceite, que pueden estar como aditivos en los aceites que se van a
emplear para la lubricación de engranajes rectos, cónicos o helicoidales que
trabajan con cargas moderadas. En los aceites usados el número de
saponificación nos informa sobre el grado de oxidación del aceite y sirve para la
determinación del grado de envejecimiento del mismo.
25
4.7.- Propiedades de Extrema Presión
El mantenimiento de una capa delgada de lubricante que contiene un agente de
lubricidad es muy importante bajo las condiciones de grandes presiones y altas
velocidades de deslizamiento. Cuando aparece el contacto metal metal los puntos
más sobresalientes de las superficies se deforman y se surcan unos a otros
generando altas temperaras locales. Se han detectado temperaturas límites de
hasta 980 ºC en contactos de acero con determinadas aleaciones. Estas
temperaturas tan elevadas provocan soldaduras localizadas y arranque de
material cuando la soldadura se desgarra por el movimiento de la superficie. El
contacto entre las superficies se hace mayor y se producen picaduras y
eventualmente gripados. Para paliar estos efectos se utilizan aditivos de extrema
presión.
Existen diversos tipos de equipos para intentar determinar la capacidad de
disminuir el rozamiento, el desgaste y los fenómenos destructivos de soldadura,
rayado y desprendimiento de material en las superficies rozantes, que poseen los
aceites.
5.- Regímenes de Lubricación
5.1.- Lubricación Hidrostática
En la lubricación hidrostática la capa de lubricante se garantiza gracias al
suministro de un fluido a presión en la zona de contacto. Será esa presión exterior
la encargada de mantener la separación de los dos cuerpos.
Es muy apropiada para velocidades relativas de deslizamiento bajas o, incluso,
para los momentos de arranque en las diferentes máquinas o mecanismos. El
nivel de rozamiento es muy bajo en este régimen de lubricación.
5.2.- Lubricación Hidrodinámica
La lubricación hidrodinámica se tiene cuando al girar el eje arrastra al aceite
creando zonas de sobrepresión y de depresión. Llegado un determinado
momento, se crea una cuña hidrodinámica a presión que mantiene separados los
dos cuerpos sin ningún aporte de presión exterior. La formación de la cuña
hidrodinámica depende fundamentalmente de los siguientes factores:
• Viscosidad del lubricante.
• Velocidad en el movimiento relativo entre los elementos, cojinete y gorrón.
• Huelgo radial entre los dos elementos.
• Carga radial del eje.
26
5.3.- Lubricación Elastohidrodinámica
La lubricación elastohidrodinámica es un estado de lubricación hidrodinámica que
se caracteriza por la deformación elástica de las irregularidades de ambas
superficies, debido a la carga que actúa sobre ellas. En este caso, la presión
hidráulica de la película lubricante es lo suficientemente alta como para
separarlas. La lubricación elastohidrodinámica tiene lugar en elementos que
ruedan entre si o con respecto a una superficie plana, las que pueden ser:
• Lineales (engranajes).
• Puntuales (rodamientos de bolas).
Como consecuencia de las cargas elevadas en los contactos se tienen:
• Aumento de viscosidad en el aceite.
• Deformaciones elásticas en los cuerpos.
5.4.- Lubricación Mixta y Límite
En la lubricación elastohidrodinámica, el espesor mínimo de película depende de
la viscosidad, de la velocidad y de la presión.
Si aumenta la presión, la película disminuye y se produce contacto metal-metal
debido a las rugosidades. Esta situación da lugar a la lubricación mixta. Si se
denomina:
λ = Rugosidad de las superficies / Espesor mínimo de película
se tiene que para “λ“ comprendido entre 1 y 3’5, el régimen de lubricación es mixto
y que para “λ“ menor que 1, toda la carga la soportan los elementos. No existe
película y se tiene lubricación límite. Para un valor de “λ” igual a 2, el desgaste
afecta sólo a las rugosidades, lo que constituye un desgaste perfectamente
admisible.
En el caso de lubricación límite, la importancia de la viscosidad disminuye pero
aumenta mucho la importancia de la untuosidad. De igual modo, adquiere
importancia la composición química de las piezas en contacto.
La misión del lubricante en el caso de lubricación límite sigue siendo la de reducir
el contacto sólido-sólido, mediante el esfuerzo de cortadura en el seno del mismo.
Esto se consigue con:
• Moléculas largas con grupo polar.
• Alta adherencia.
• Punto de vaporización alto.
27
6.- Formas de lubricación
6.1.- Sistemas de Recirculación
En todos los sistemas de recirculación el aceite es tomado por algún medio de un
recipiente y conducido a las partes móviles siendo después llevado nuevamente al
recipiente. Los principales sistemas de recirculación son:
6.1.1.- Lubricación por salpique
Los rodamientos y los engranajes en la mayoría de las cajas de engranajes
operan por el sistema de salpique o de baño de aceite y la carcasa de la caja es el
mismo recipiente. El aceite, además de lubricar, ayuda a mantener limpio el
sistema del mugre y las partículas de la contaminación además de disipar el calor.
6.1.2.- Lubricación por anillo, cadena o collar
Los cojinetes de deslizamiento en las máquinas de velocidad media y baja, a
menudo tienen un recipiente que es la misma carcasa. Un anillo, cadena o collar
pasa por encima del eje (muñón). A medida que gira el eje, la cadena o anillo
también lo hace, subiendo el aceite desde el recipiente hasta la parte superior del
eje, donde éste corre hacia cada uno de los lados del cojinete y fuego regresa al
recipiente.
6.1.3.- Sistemas de presión
En los motores, compresores y algunos equipos grandes, el aceite circula a
presión desde un recipiente a los puntos a lubricar, mediante una bomba.
En estos sistemas de lubricación a presión el aceite circula por conductos.
Normalmente tienen un colador o filtro en la entrada, un regulador de presión o
una válvula de alivio y un manómetro o indicador de presión.
6.2.- Sistemas a pérdida total
Algunos sistemas de lubricación utilizan el aceite solo una vez permitiéndole luego
salir del sistema.
Estos sistemas incluyen los siguientes aspectos:
• Las mechas pueden usarse para llevar el aceite desde el recipiente hasta los
cojinetes o rodamientos. Con frecuencia se utilizan en equipos con ejes
verticales.
• Algunas veces se trata tan solo de una mecha o fieltro empapado con aceite,
sin recipiente.
• Las mechas también sirven para filtrar el aceite.
28
7.- Factores de deterioro en los lubricantes
7.1.- Materias suspendidas en el aire
Cierta cantidad de polvo, tierra y aún arenillas llegan hasta el aceite a través del
sistema de inducción y por la ventilación del cárter.
7.2.- Productos de la combustión
Substancias que se forman durante la combustión inevitablemente penetran el
aceite. Estas substancias incluyen agua, ácidos y hollín preferentemente. En los
motores a gasolina, también se encuentran compuestos de plomo, insolubles en el
aceite.
7.3.- Combustibles sin quemar.
Este llega al cárter desde los cilindros y su presencia es principalmente debido a
una combustión incompleta.
7.4.- Productos de corrosión
Herrumbre y otras substancias pueden llegar al aceite como resultado del ataque
corrosivo en los cilindros y otras partes metálicas por los productos acídicos de la
combustión.
7.5.- Partículas metálicas
Es inevitable que exista cierto desgaste. Esto sucede especialmente en el período
de asentamiento de un motor. Minúsculas partículas metálicas que se quiebran y
una vez desprendidas son arrastradas por la corriente de aceite.
7.6.- Oxidación
El deterioro de un aceite parcialmente es debido a variaciones internas, las que se
producen a través de la reacción con el oxígeno. En baja temperatura el aceite se
oxida lentamente, pero cuan le temperatura aumente, el proceso se acelera
notablemente.
8.- Factores a considerar al momento de elegir un lubricante
La selección de un lubricante para cada equipo es diferente, por lo que se deben
seguir las recomendaciones de carácter general que indica el fabricante del
equipo. En donde se debe considerar la viscosidad, y las diferentes características
físico químicas.
Al contar con indicaciones referenciales dadas por el fabricante, la selección de la
viscosidad seleccionada debe estar basada en:
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• La velocidad: a velocidad alta se debe utilizar un lubricante de baja viscosidad,
sin embargo, a velocidad baja se debe utilizar un lubricante de alta viscosidad.
• La carga: un lubricante viscoso soportará mejor las carga altas, evitado así el
contacto metálico entre las superficies, mientras que cuando es baja será
suficiente un lubricante delgado para mantenerlas separadas.
• La temperatura: afecta inversamente proporcional a la viscosidad, así cuando
un lubricante se calienta, disminuye su viscosidad, y cuando es sometido a
enfriamiento aumenta. Por lo que se debe considerar en este aspecto tanto la
temperatura operacional, como la ambiental.
9.- Clasificación de los Aceites Lubricantes
9.1.- Clasificación de Lubricantes para Motor y Transmisión
9.1.1.- Según su viscosidad
Los aceites para motor están agrupados en grados de viscosidad de acuerdo con
la clasificación establecida por la SAE (Society of Automotive Engineers). Esta
clasificación permite establecer con claridad y sencillez la viscosidad de los
aceites, representando cada número SAE un rango de viscosidad expresada en
cSt (centi-Stokes) y medida a 100 ºC, y también a bajas temperaturas (por debajo
de 0 °C) para los grados W (winter).
En esta clasificación no interviene ninguna consideración de calidad, composición
química o aditivación, sino que se basa exclusivamente en la viscosidad.
En la Tabla 9.1 se indica la clasificación de la viscosidad de los aceites de motor
según la especificación SAE J300 (Revisión Enero de 2000).
Fig 9.1 “Ejemplo de cómo interpretar un aceite con Viscosidad SAE 5W/40”
30
Tabla 9.1 “Clasificación de Viscosidad SAE para aceites de motor (SAE J300)”
La clasificación de viscosidad SAE de Lubricantes para Transmisiones, es la que
se indica en la Tabla 9.2.
Tabla 9.2 “Clasificación de Viscosidad SAE para aceites de transmisión (SAE J306)”
9.1.2.- Según su especificación (clasificación del servicio)
9.1.2.1.- Especificación API
Una de las clasificaciones de la exigencia del lubricante, de acuerdo al servicio (o
desempeño) del motor y transmisiones es la clasificación API. (American
Petroleum Institute).
La clasificación para lubricantes de motor, se identifica con las letras "S" para
motores a gasolina y "C" para motores diesel. Algunos aceites pueden estar
especificados tanto para motores a gasolina como para Diesel y en este caso
31
están identificados tanto con la letra S como con la C. En al Anexo “A” se
encuentra el detalle de la clasificación API para aceite de motores.
En el caso de los lubricantes para transmisiones, la letra empleada es “GL” (gear
lubricant), va desde GL-1 a GL-5. En el Anexo “B” se encuentra el detalle de la
clasificación API para aceite de transmisiones.
9.1.2.2.- Especificaciones Militares USA
Las siguientes son las especificaciones más conocidas para medir el
comportamiento o performance de los aceites de motor de acuerdo a distintas
variedades de ensayos. Aunque algunas de estas especificaciones están
obsoletas, aún se emplean para definir el nivel de dispersancia y severidad que
deben cumplir los aceites conforme a los requerimientos del motor del cual se
trate. En al Anexo “C” se encuentra el detalle de las especificaciones MIL.
9.1.3.- Según su nivel de calidad
En 1990 el CCMC (Comité de Constructores de Automóviles del Mercado Común)
fue disuelto y en su reemplazo se estableció ACEA (Asociacion de Constructores
Europeos de Automóviles), cuyos miembros son todos los fabricantes de vehículos
de Europa. En colaboración con otras instituciones, desarrollo un sistema de
gerenciamiento de la calidad, que requiere que todos los lubricantes que declaren
cumplir la Clasificación ACEA, sean elaborados en plantas que posean un sistema
auditable de calidad.
Las secuencias para lubricantes definidas por ACEA en 1996, se basan en
ensayos de laboratorio y de dinamómetros, algunas de estas pruebas son iguales
a las usadas por el API en los E.E.U.U., pero varias de ellas son nuevas, en
especial las pruebas en dinamómetros que reflejan la tecnología actual de los
motores.
Los ensayos de ACEA reflejan los requerimientos del lubricante para mejorar:
• Protección contra el desgaste.
• Limpieza del motor.
• Resistencia a la oxidación.
• Resistencia al aumento de la viscosidad (debido al espesamiento por hollín).
Las normas ACEA también incluyen requerimientos muy estrictos acerca de:
• Estabilidad de Corte. (Resistencia del aceite ante altos esfuerzos mecánicos).
• Viscosidad a Alta Temperatura y Alto Esfuerzo de Corte.
• Compatibilidad con los Elastómeros
• Tendencia a la formación de Espuma.
La descripción de las normas ACEA puede encontrarse en el ANEXO “D”.
32
9.2.- Clasificación de Aceites Industriales
La viscosidad para lubricantes industriales se clasifica de acuerdo a la norma
ASTM D-2422, ver Tabla 9.3.
Tabla 9.3 “Clasificación para lubricantes industriales según ASTM D 2422”
9.3.- Clasificación de Grasas
La clasificación de la consistencia de las grasas es de acuerdo al sistema AGMA,
tal como se muestra en la Tabla 9.4.
Tabla 9.3 “Clasificación de Consistencia de Grasas”
33
Para poder comprender mejor las diferencias entre los diferentes sistemas de
clasificación, en la Tabla 9.4 se indica la comparación de viscosidades ISO, AGMA
y SAE.
Tabla 9.3 “Tabla Comparativa de Viscosidades ISO, AGMA, SAE”
10.- Aceite Monogrado y Multigrado
Como hemos visto, los aceites tienen la característica de modificar su viscosidad
con la temperatura, siendo el índice de viscosidad el parámetro que mide la
resistencia del fluido a modificarla.
Un aceite monogrado presenta un comportamiento correcto en unas concretas y
limitadas condiciones de temperatura ambiente, dependiendo de su grado SAE.
Así los aceites acompañados de la sigla W aseguran un comportamiento
determinado en frío lo cual los hace aptos para funcionar en invierno, los que no
presentan la sigla W no garantizan un buen comportamiento en frío, por lo que
solo son recomendables para verano.
Un aceite multigrado parte de un aceite tipo W al cual se le añaden mejoradores
del índice de viscosidad. De esta forma se asegura el comportamiento en frío del
aceite, pero al aumentar la temperatura la estabilización de la viscosidad debida a
34
la aditivación permitirá al aceite comportarse como un fluido de verano,
garantizando la correcta lubricación. Así, un aceite multigrado de grado SAE
15W40, se comportará en frío como un SAE 15W con la consiguiente facilidad
para ser bombeado y garantizar una correcta lubricación desde el arranque, pero
al aumentar la temperatura del aceite este actuará como un SAE 40 garantizando
una viscosidad adecuada a alta temperatura y una película lubricante estable.
Puede parecer que la diferencia entre un monogrado y un multigrado se limita solo
a su comportamiento frente a los cambios de temperatura ambiente, pero no es
solo así, sino que además un lubricante multigrado es también más estable frente
a los grandes cambios de temperatura a los que se ve sometido un motor (90°C
en el cárter frente a 300°C en las partes más calientes) evitando su
descomposición por el choque térmico, siendo más estable térmicamente. Por
este motivo los aceite multigrado tienen mayor duración de uso que los
monogrados, además de alargar la vida de los equipos.
11.- Análisis de Aceites Lubricantes
El trabajo de “monitoreo de aceite lubricante en uso” es un proceso científico de
ensayos de laboratorio con el fin de determinar la presencia y origen de
contaminantes en el aceite, así como de verificar eventuales cambios en las
características del fluido.
Por las múltiples funciones que ejerce (lubricación, refrigeración, limpieza,
protección contra agentes corrosivos) y por el acceso a los puntos mas íntimos de
una máquina, el aceite constituye un “trazador ” de extrema confianza: un análisis
de las innumerables “impresiones” recogidas - elementos de contaminación,
desgaste y/o oxidación, transformaciones fisicoquímicas – traducen, en manos
experimentadas, las verdaderas condiciones de los componentes de los sistemas
lubricados.
Así, con rapidez y precisión, se logra un valioso apoyo en el mantenimiento de
conjuntos mecánicos: equipamientos automotrices e industriales (tractores,
camiones, elevadores, reductores, guinches, compresores, sistemas hidráulicos,
perforadoras, etc.)
Monitorear regularmente lubricantes y fluidos hidráulicos o refrigerantes es
garantía para un trabajo en niveles de contaminación no perniciosos: los
resultados van desde la economía en el consumo del fluido (mayor tiempo de
utilización en servicio) hasta la toma de decisión de la oportunidad de una
intervención correctiva evitando grandes perjuicios económicos debido a fallas
severas.
Los ensayos más utilizados y su significación son:
35
11.1.- Viscosidad cinemática ( ASTM D-445)
Una medida del la resistencia del aceite a fluir. El cambio de la misma en los
aceites usados pone de manifiesto problemas de oxidación, presencia de agua,
dilución por combustible, etc.
11.2 Determinación de contenido de agua ( ASTM D-95)
La presencia de agua puede indicar problemas vinculados al agua de
refrigeración, condensación, etc.
11.3.- Determinación del TBN (ASTM D-2896)
Mide la capacidad residual de aditivos básicos del lubricante que protegen al
equipo de la corrosión .
11.4.- Análisis de metales
Espectroscopia de Absorción Atómica (AAS). Existen tres fuentes que originan
metales: metales de desgaste, aditivos y contaminantes.
11.5.- Metales de desgaste
Estos metales indican desgastes en componentes particulares de una unidad
estudiada permitiendo evaluar el estado de los mismos (hierro, cromo, plomo,
cobre, etc.). En el Anexo “E” pueden verse las interpretaciones para éste análisis.
11.6.- Aditivos
Existen metales en numerosos paquetes de aditivos de lubricantes; la caída de
concentración de los mismos dan una idea del deterioro de las propiedades del
lubricante (Magnesio, Zinc, Calcio, etc.).
11.7.- Contaminantes
Contaminantes externos (polvo, tierra, refrigerante) pueden ser detectados de
acuerdo a componentes metálicos presentes en los mismos, indicando una falla
en la estanqueidad del sistema lubricante (Silicio, Sodio, Aluminio, etc.).
11.8.- Dilución por combustible
Se efectúa por Cromatografía de gases (ASTM D-3524). El pasaje de combustible
al aceite es frecuente en motores con problemas de mala relación aire/combustible
por problemas de inyección, compresión, etc.
11.9.- Determinación de contenido de insolubles (insolubles en pentano y tolueno;
ASTM D-893)
Indica la presencia de contaminantes sólidos (productos de oxidación, hollín,
contaminantes externos) e identificación de la naturaleza de los mismos.
36
11.10.- Blotter test (Cromatografía de gota)
Mediante una gota de aceite en un papel adecuado se obtiene una primera
información cualitativa valiosa sobre el estado del mismo.
11.11.- Examen microscópico
Se efectúa en cualquier partícula visible en la muestra o eventualmente en el filtro.
La identificación cualitativa de la composición del metal revela componentes que
están sufriendo el desgaste y el análisis morfológico sugiere modo y causa del
mismo.
Más información en detalle sobre los análisis efectuados en la Armada de Chile
pueden encontrarse en la Directiva M-50/550/04 “Control se Aceites Lubricantes
en Servicio a Bordo”.
37
“Anexo A”
Clasificación API para Aceite de Motores
"S" Spark Combustion
(Encendido por Bujía)
SA antiguamente para Servicios en Motores a Gasolina y Diesel: Servicio
Típico de motores antiguos operados bajo condiciones ligeras, tales que la
protección proporcionada por los aceites aditivados no es requerida. Esta
clasificación no tiene requerimientos de operación y los aceites en esta categoría
no deberán ser usados en cualquier motor, a menos que sean recomendados
específicamente por el fabricante del motor.
SB para Servicio en Motores a Gasolina de Trabajo Ligero: Servicio Típico de
motores a gasolina bajo condiciones ligeras tales que solamente se desea la
protección mínima ofrecida por los aceites aditivados. Los aceites designados para
está servicio han sido usados desde los años 30 y proveen únicamente capacidad
antidesgaste y resistencia a la oxidación del aceite y corrosión de cojinetes. Estos
no deberán ser usados a menos que sean recomendados específicamente por el
fabricante del motor.
SC para Servicio de Mantenimiento por Garantía en Motores a Gasolina
Modelo 1964: Servicio Típico de motores a gasolina en automóviles y algunos
camiones de los modelos 1964 a 1967, operando bajo las garantías de los
fabricantes de motor durante los años de estos modelos. Los aceites designados
para este servicio proveen control de depósitos a baja y alta temperatura,
desgaste, herrumbre y corrosión en motores a gasolina.
SD para Servicio de Mantenimiento por Garantía en Motores a Gasolina
Modelo 1968: Servicio Típico de motores a gasolina y algunos de los modelos
1968 a 1970, operando bajo las garantías de los fabricantes de motor durante los
años de esos modelos. También puede aplicarse para algunos modelos 1971 y/o
modelos más recientes, como es especificado (o recomendado) en los manuales
del propietario. Los aceites designados para este servicio proveen más protección
contra depósitos a baja y alta temperatura, desgaste, herrumbre y corrosión en
motores a gasolina, que los aceites que son satisfactorios para la clasificación API
de servicio en Motor SC y pueden ser usados cuando la clasificación anterior es
recomendada.
38
SE para Servicio de Mantenimiento por Garantía en Motores a Gasolina
Modelo 1972: Servicio Típico de motores a gasolina en automóviles y algunos
camiones a partir de 1972 y algunos 1971, operando bajo las garantías de los
fabricantes de motor. Los aceites designados para este servicio proveen más
protección contra la oxidación del aceite, depósitos a alta temperatura, herrumbre
y corrosión en motores a gasolina, que los aceites que son satisfactorios para las
Clasificaciones API de servicios en motor SD o SC y pueden ser usados cuando
una u otra de estas clasificaciones es recomendada.
SF para Servicio de Mantenimiento por Garantía de Motores a Gasolina
Modelo 1980: Servicio Típico de motores a gasolina en automóviles y algunos
camiones a partir de 1980, operando bajo garantías de los fabricantes del motor.
Los aceites designados para este servicio proveen más protección contra la
oxidación, depósitos a baja y alta temperatura, desgaste, herrumbre y corrosión en
motores a gasolina, que los aceites que son satisfactorios para la Clasificación API
de servicio en motor SE y pueden ser usados cuando la clasificación anterior es
recomendada.
SG para Servicio de Mantenimiento por Garantía de Motores a Gasolina
Modelo 1989: Servicio Típico de motores a gasolina en vehículos de pasajeros,
camionetas y camiones ligeros empezando con los modelos 1989.
Adicionalmente, los aceites que cumplan las especificaciones de esta categoría
pueden ser usados en vehículos, en lugar de las categorías API anteriores,
designadas SF, SE y SF/CC ó SE/CC.
SH para Servicio de Mantenimiento por Garantía de Motores a Gasolina
Modelo 1993: Servicio Típico de motores a gasolina en automóviles modernos
altamente revolucionados, camionetas y algunos camiones a partir de 1993,
operando bajo garantías de los fabricantes del motor. Estos aceites pueden ser
usados en vehículos que cumplan con las especificaciones para la clasificación
API SG, SE, SF/CC ó SE/CC. La nueva categoría está diseñada para mejorar el
control de depósitos en el motor, oxidación del lubricante y desgaste del motor.
SJ Servicio de Mantención por Garantía de Motores a Gasolina Modelo 1997:
El Servicio SJ de API fue adoptado para ser usado para describir los aceites de
motor disponibles a partir del año 1996. Estos aceites se usan en el típico servicio
de los motores a gasolina de los autos de pasajeros actuales y anteriores,
vehículos para uso deportivo, camionetas y camiones para trabajos livianos, bajo
los procedimientos de mantención recomendados por los fabricantes.
39
SL Servicio de Mantención por Garantía de Motores a Gasolina Modelo 2001:
Lubricante que cumple con la nueva especificación API SL, diseñado para ser
usado en automóviles modernos, vehículos 4x4, pickups que operan bajo los
procedimientos de mantención del fabricante. Los lubricantes que cumplen con
esta especificación se ven beneficiados con un menor nivel de depósitos como
también un mejor control de la oxidación del lubricante. Los lubricantes API SL
presentan una menor volatilidad del aceite lo cual se refleja en un menor consumo
de lubricante.
Los aceites de motor que cumplen los servicios API de categoría de designación
SL se pueden usar cuando los servicios API de categoría SJ y de categorías
anteriores han sido recomendados.
SM Servicio de Mantención por Garantía de Motores a Gasolina Modelo 2004:
Para todos los motores de automóviles actualmente en uso. Presentados el 30 de
Noviembre del 2004, los aceites SM están diseñados para brindar una mejor
resistencia a la oxidación, protección superior contra depósitos, mayor protección
contra desgastes y mejor rendimiento a baja temperatura. Algunos aceites SM
también cumplen con la última especificación del ILSAC o reúnen las condiciones
para recibir la clasificación de “Energy Conserving.”
"C" Combustion by Compression
(Encendido por Compresión)
CA para Servicio de Motores Diesel de Trabajo Ligero: Servicio Típico de
motores diesel operados en trabajo ligero a moderado, con combustibles de alta
calidad y ocasionalmente se han incluido motores a gasolina en servicio ligero.
Los aceites designados para este servicio proveen protección contra la corrosión
de cojinetes y formación de depósitos en las ranuras de los anillos en algunos
motores diesel de aspiración natural cuando usan combustibles de tal calidad que
no imponen requerimientos extraordinarios para la protección contra el desgaste y
depósitos. Estos se usaron mucho a fines de los años 40 y 50, pero no deberán
ser usados en cualquier motor a menos que sean recomendados específicamente
por el fabricante.
CB para Servicio de Motores Diesel de Trabajo Moderado: Servicio Típico de
motores diesel operados en trabajo ligero a moderado, pero con combustibles de
más baja calidad que los utilizados en la clasificación anterior, los cuales necesitan
más protección contra el desgaste y la formación de depósitos. Ocasionalmente,
40
se han incluido motores a gasolina en servicio ligero. Los aceites designados para
este servicio proveen la protección necesaria contra la corrosión de cojinetes y
depósitos a alta temperatura en motores diesel de aspiración natural usando
combustibles con alto contenido de azufre. Los aceites designados para este
servicio fueron introducidos en 1949.
CC para Servicio en Motores Diesel y Gasolina: Servicio Típico para algunos
motores diesel de aspiración natural, turbocargados o supercargados operados en
servicio de trabajo moderado a severo y ciertos motores a gasolina de trabajo
pesado. Los aceites designados para este servicio proveen protección contra
depósitos a alta temperatura y corrosión de cojinetes en motores diesel, y también
protegen contra la herrumbre, corrosión y depósitos a baja temperatura en
motores a gasolina. Estos aceites fueron introducidos en 1961.
CD para Servicio en Motores Diesel: Servicio Típico de algunos motores diesel
de aspiración natural, turbocargados o supercargados en trabajo severo cuando
usan combustibles de un amplio rango de calidad, incluyendo a los combustibles
con alto contenido de azufre, donde el control efectivo contra el desgaste y
depósitos son altamente vitales. Los aceites designados para este servicio fueron
introducidos en 1955 y proveen protección contra la corrosión y depósitos a alta
temperatura en motores diesel.
CD-II para Servicio en Motores Diesel de 2 Tiempos: Servicio Típico de motores
diesel de 2 tiempos que operan en condiciones severas. Los aceites designados
para este servicio también cumplen los requisitos de la categoría CD y pasan la
prueba 6V-53T de Detroit Diesel.
CE para Servicio en Motores Diesel: Servicio Típico de motores diesel de trabajo
pesado turbocargados y sobrecargados fabricados desde 1983 y operando bajo
condiciones de baja velocidad y alta carga y de alta velocidad y alta carga. Los
aceites designados para este servicio también pueden ser usados en donde se
recomienden otras categorías anteriores para motores a diesel.
CF Servicio en Motores Diesel de Inyección Directa e Indirecta: Aceites para
servicio típico en motores diesel con inyección directa e indirecta. Fueron
diseñados para ser usados en motores diesel que utilizan un amplio rango de tipos
de combustibles, incluidos aquellos con alto contenido de azufre (sobre 0,5%). La
mantención de un control efectivo de los depósitos y desgastes del pistón y del
cobre producido por la corrosión de rodamientos, es esencial en estos motores,
los cuales pueden ser de aspiración natural, turbocargados o supercargados. Los
41
aceites para este servicio fueron introducidos en 1994 y pueden ser usados
también cuando se recomienda la categoría CD.
CF-2 para Servicio Pesado en Motores Diesel de 2 Tiempos: Aceite de servicio
típico para motores diesel de dos tiempos que requieren un control efectivo sobre
depósitos en anillos y rayaduras en los cilindros. Los aceites diseñados para este
servicio están disponibles desde 1994 y pueden ser utilizados también cuando se
recomienda la categoría CD II. Estos aceites no cubren necesariamente los
requisitos de las categorías API CF o CF4, a menos que se indique explícitamente
el cumplimiento de ellas.
CF-4 para Servicio en Motores Diesel: Servicio Típico de motores diesel de
trabajo pesado, de 4 tiempos y alta velocidad, turbocargados y sobrecargados
fabricados desde 1990, particularmente en tractocamiones, camiones y autobuses
en servicio de carretera. Los aceites CF-4 exceden los requerimientos de los
aceites de categoría CE y están diseñados para reemplazarlos. Los aceites CF-4
también pueden utilizarse en reemplazo de las anteriores categorías CD y CC. La
nueva categoría CF-4 provee mejor control de consumo de aceite y depósitos en
los pistones.
CG-4 para Servicio en Motores Diesel: La categoría de servicio API CG-4,
describe los aceites para uso en motores diesel de 4 tiempos de alta velocidad
usados en aplicaciones tanto en vehículos de carretera de servicio pesado (0.05%
en peso de azufre en el combustible). Los aceites CG-4 proveen de un control
efectivo de depósitos del pistón a altas temperaturas, desgaste, corrosión,
espumación, estabilidad a la oxidación y acumulación de hollín. Estos aceites son
especialmente efectivos para motores diseñados para cumplir con los estándares
de emisión de gases de 1994 y pueden ser usados también en motores que
requieren categorías de servicio API, CD, CE y CF-4.
CH-4 para Servicio Severo en Motores Diesel: Los aceites de la categoría de
servicio API CH-4 son adecuados para los motores diesel de 4 tiempos de alta
velocidad, diseñados para cumplir los estándares de emisión de gases de 1998.
Están específicamente formulados para el uso con combustibles diesel con azufre
en el rango de hasta 0.5 % en peso. Los aceites CH-4 son superiores en
desempeño que aquellos que cumplen con API CF-4 y CG-4, y pueden lubricar
efectivamente los motores que exigen esas categorías de servicio.
42
CI-4 para Motores Diesel de Ultima Generación: Los aceites CI-4 han sido
diseñados para cumplir con los requerimientos de lubricación de los nuevos
motores Norteamericanos desde el año 2002, especialmente aquellos con
recirculación de gases de escape (EGR). Estos motores tienen la tendencia a la
formación de hollín en cantidad mayor que los motores sin EGR, por esta causa,
un lubricante CI-4 requiere un mejor dispersante, una mayor protección del
desgaste producido por el hollín, un TBN más efectivo para neutralizar la mayor
cantidad de ácidos y finalmente una mayor capacidad antioxidante.
43
“Anexo B”
Clasificación API para aceite de Transmisión y Diferencial
API GL-1: Especifica el tipo de servicio característico de ejes, engranajes
automotrices, sinfín, cónico espiral y algunas transmisiones manuales operadas
bajo condiciones livianas, con presiones unitarias bajas y velocidades de
deslizamiento bajas tales, que un aceite mineral es satisfactorio. Para mejorar los
lubricantes en este servicio, se pueden utilizar inhibidores contra la corrosión y la
herrumbre, antiespumantes y aditivos mejoradores del punto mínimo de fluidez.
No se utilizan modificadores de la fricción ni agentes de extrema presión.
API GL-2: Especifica el tipo de servicio característico de ejes de engranajes
automotrices de tipo sinfín, que operan bajo condiciones de carga, temperatura y
velocidad de deslizamiento tales, que los lubricantes de la clasificación API GL-1
no satisfacen.
API GL-3: Especifica el tipo de servicio característico de transmisiones manuales y
ejes de engranajes cónico-espirales, que operan bajo condiciones
moderadamente severas de velocidad y carga. Estas condiciones requieren un
lubricante con capacidad de carga mayor que aquellos que satisfacen el servicio
API GL-1, pero menores que los requerimientos de los lubricantes que satisfacen
el servicio API GL-4.
API GL-4: Especifica el tipo de servicio característico de engranajes,
particularmente hipoidales en automóviles y otros tipos de equipos automotrices
que operan bajo condiciones de alta velocidad y bajo par de arranque; baja
velocidad y alto par de arranque.
API GL-5: Especifica el tipo de servicio característico de engranajes,
particularmente hipoidales en automóviles y otros equipos automotrices, que
operan bajo condiciones de alta velocidad y carga de impacto; alta velocidad y par
de arranque bajo; y baja velocidad y alto par de arranque.
44
“Anexo C”
Especificaciones MIL
MIL-L2104-A: La U.S. MIL-L2104-A especifica aceites para motores diesel y
gasolineras en las grados SAE 10W, 30 y 50. Además de cubrir varias
características físicas de los aceites, incluye dos ensayos de motor: L-1 y L-4.
El ensayo L-1 consiste en hacer funcionar 480 horas un motor diesel Caterpillar
especialmente diseñado para este propósito experimental, evaluándose
principalmente la dispersancia del aceite y los depósitos que produce en los
pistones. El combustible usado contiene 0,4% de azufre.
El ensayo L-4 consiste en una prueba de 36 horas en un motor Chevrolet a
gasolina evaluándose el desgaste y corrosión de los cojinetes de bancada. Este
ensayo mide la estabilidad del aceite a la oxidación.
La especificación DEF-2101-C es análoga para emplear un motor Petter en lugar
del motor Chevrolet. Equivale a la clase CA de la API.
SUPLEMENTO 1 (S-1): Esta especificación es análoga a la anterior pero de
mayor severidad, ya que durante el ensayo en el motor Caterpillar L-1 se utiliza
combustible con un 1% de azufre. Equivale a clase CB de la API.
MIL-L-2104-B: Esta especificación es una versión más severa de la MIL-L-2104 e
incluye cuatro ensayos en motor:
1. Ensayo en un motor Caterpillar 1 H sobrecargado. Se evalúa el desgaste y
formación de depósitos bajo condiciones de alta temperatura.
2. Ensayo L-38 en un motor a gasolina CLR. Se mide la oxidación del aceite
en el cárter, la corrosión de los descansos cobre/plomo y la pegadura de
anillos.
3. Ensayo en un motor a gasolina Oldsmbile. Se mide la corrosión por
humedad.
4. Ensayo en un motor a gasolina CLR. Se evalúan los depósitos formados
por funcionamiento a baja temperatura. Equivale a clase CC de la API.
MIL-L-45199 o Caterpillar Serie 3: Estas dos especificaciones están destinadas a
los motores diesel con las más drásticas operaciones de trabajo. Considere dos
ensayos en motores diesel sobrecargados.
1. Ensayo IG: Con combustible inferior al 1% de azufre.
2. Ensayo ID: Con combustible superior al 1% de azufre.
45
En ambos ensayos se evalúan los depósitos en los pistones, la estabilidad y
dispersancia del aceite a altas temperaturas.
La especificación MIL-L-45199 fue superada por la especificación MIL-L-45199A y
en 1968 fue reemplazada por la especificación MIL-L-45199B.
La compañía de tractores Caterpillar, en octubre de 1972, discontinuo la
especificación serie 3, recomendando la especificación MIL-L-2104C o la
clasificación API para el servicio CD.
Los lubricantes serie 3 se recomiendan generalmente en todos aquellos motores
diesel turbo alimentados que operan bajo condiciones severas de trabajo.
MIL-L-2104-C: Clasificación para aceites lubricantes de combustión interna desde
noviembre de 1970, para los grados SAE 10W, 30 y 50 para ser usados en
aquellos motores diesel de altas velocidades y turbo alimentados. El lubricante
debe cumplir varios requisitos químicos y físicos, debiendo pasar el ensayo L-38 y
las secuencias ASTM, IID, IIID y VD, y los ensayos Caterpillar 1D y 1G.2. Excede
los requisitos CD y SC.
MIL-L-46152: Clasificación para aceites lubricantes de motores de combustión
interna desde noviembre de 1970, para los grado SAE 10W y 30 y los productos
multigrados SAE 10W/30 y 20W/40, para vehículos de tipo comercial, incluyendo
automóviles, tractores livianos y medios, motores diesel turbo alimentados de
servicio moderado. Debe pasar los ensayos L-38, secuencia ASTM II-C, III-C y V-
C. Excede los requisitos de aceite SE y SC.
MIL-L-46152-B: Clasificación para aceites lubricantes de combustión interna
desde enero de 1981 para los grados SAE 10W, 30, 5W-20, 10W-30 y 15W-40,
para vehículos de tipo comercial incluyendo automóviles, tractores livianos y
medios, motores diesel turboalimentados de servicio moderado. Debe pasar los
ensayos L-38, secuencia ASTM II-D, III-D, V-D y Caterpillar 1 H. Excede los
requisitos de aceite SF y CC.
MIL-L-2105-B: Esta especificación está basada par engranajes de usos múltiples,
establece 3 grados de viscosidad SAE-80, 90 y 140. Exige ensayos físicos,
químicos y de comportamiento. Los ensayos miden la capacidad del lubricante
para resistir cargas de impacto, presiones extremas y desgaste, bajo condiciones
adevarsas de trabajo. Corresponde al nivel API GL-5.
MIL-L-2105-C: Esta nueva especificación está basada para aceites de engranaje
de uso múltiple. Exige los mismos ensayos que la especificación MIL-L-2105-B
pero con la diferencia que establece grados de viscosidad de: 75W, 80W/90 y
85//140. Corresponde al nivel API GL-5, para fríos extremos.
46
“Anexo D”
Normas ACEA
Para Motores de Gasolina
A1: Aceite para motores a gasolina diseñados para utilizar aceites de baja fricción,
baja viscosidad y HTHS entre 2,6 y 3,5 mPa*s. Existen motores que "no" pueden
usar estos aceites.
A2: Aceite de uso general para motores a gasolina, con intervalos de cambio
normales. No apropiado para algunos motores de altas prestaciones.
A3: Aceite de viscosidad muy estable para motores de gasolina de altas
prestaciones o con mantenimiento extendido, así como para aceites de baja
viscosidad y periodo de mantenimiento de un año o servicio severo.
A4: Aceite reservado para usar con futuros motores de inyección directa de
gasolina.
A5: Aceite de viscosidad muy estable para motores de gasolina, de altas
prestaciones o con mantenimiento extendido, preparados para aceites de baja
viscosidad (HTHS entre2,9 y 3,5 mPas*s.) y reducida fricción. Hay motores que no
pueden usar estos aceites.
Para Motores Diesel Livianos
B1: Aceite para motores diesel ligeros, diseñados para usar aceites de baja
fricción, baja viscosidad y HTHS entre 2,6 y 3,5 mPa*s. Hay motores que no
pueden usar estos aceites.
B2: Aceite de uso general para motores diesel ligeros, principalmente en motores
con inyección " indirecta ", con intervalos de cambio normales. No es apropiado
para algunos motores de altas prestaciones.
B3: Aceite de viscosidad muy estable para motores diesel ligero de altas
prestaciones o con mantenimiento extendido, así como para aceites de baja
viscosidad y periodo de mantenimiento de un año o servicio severo.
B4: Aceite de viscosidad muy estable para motores diesel con inyección directa y
con mantenimiento extendido incluye todas las aplicaciones B3.
47
B5: Aceite de viscosidad muy estable para motores diesel ligeros con
mantenimiento extendido, preparados para aceites de baja viscosidad (HTHS
entre2,9 y 3,5 mPas*s.) Hay motores que no pueden usar estos aceites.
Para motores livianos Diesel o Gasolina con convertidores catalíticos y
sistemas de post-tratamiento (con filtro de partículas del diesel DPS o
catalizadores de tres vías TWC)
C1: Son Aceites de viscosidad muy estable, para permanecer en el Grado SAE,
específicamente diseñados para ser compatibles con motores de altas
prestaciones tanto Diesel como Gasolina; equipados con convertidores catalíticos
y sistemas de post-tratamiento (Filtros de Partículas del Diesel DPF o
Catalizadores de Tres Vías TWC) que requieran la utilización de aceites “Low
SAPS” (Bajo contenido en Cenizas Sulfatadas: Sulphated Ash<0,8%, Fósforo:
P<0,08%, Azufre: S <0,2%), de baja fricción, baja viscosidad y con un esfuerzo de
corte mayor a 2.9 mPa*s. Estos aceites han sido desarrollados para incrementar la
vida útil de los sistemas de post-tratamiento (Filtros DPF y Catalizadores TWC) así
como ayudar a mantener el ahorro de combustible.
Precaución: Estos aceites poseen los límites menores en SAPS por lo que pueden
ser incompatibles con algunos motores. Consultar el manual del propietario en
caso de duda.
C2: Son Aceites de viscosidad muy estable, para permanecer en el Grado SAE,
específicamente diseñados para ser compatibles con motores de altas
prestaciones tanto Diesel como Gasolina; equipados con convertidores catalíticos
y sistemas de post-tratamiento (Filtros de Partículas del Diesel DPF y
Catalizadores de tres vías TWC) que requieran la utilización de aceites de baja
fricción, baja viscosidad y con un HTHS mayor a 2.9 mPa*s. A diferencia de los
aceites con la clasificación ACEA C1 los aceites con la clasificación ACEA C2 no
son “Low Saps”. Estos aceites han sido desarrollados para incrementar la vida útil
de los sistemas de post-tratamiento (Filtros DPF y Catalizadores TWC) así como
ayudar a mantener el ahorro de combustible.
Precaución: Estos aceites poseen los límites menores en SAPS por lo que pueden
ser incompatibles con algunos motores. Consultar el manual del propietario en
caso de duda.
C3: Son Aceites de viscosidad muy estable, para permanecer en el Grado SAE,
específicamente diseñados para ser compatibles con motores de altas
prestaciones tanto Diesel como Gasolina; equipados con convertidores catalíticos
48
y sistemas de post-tratamiento (Filtros de Partículas del Diesel DPF y
Catalizadores de tres vías TWC). Estos aceites han sido desarrollados para
incrementar la vida útil de los sistemas de post-tratamiento (Filtros DPF y
Catalizadores TWC).
Precaución: Estos aceites poseen los límites menores en SAPS por lo que
pueden ser incompatibles con algunos motores. Consultar el manual del
propietario en caso de duda.
Para Motores de Vehículos de Servicio Pesado
E1: Aceite para motores diesel del "Servicio Pesado". Normativa Obsoleta.
E2: Aceite para motores diesel del "Servicio Pesado". Atmosféricos o
sobrealimentados (Turbo) con mantenimientos normales o medianamente
extendidos. Poseen un control mejorado de desgaste, pulido de camisas,
depósitos y barnices. Menor consumo de aceite y mayor Kilometraje Versus a los
aceites ACEA E1.
E3: Aceite "muy estable". Para motores diesel del "Servicio Pesado" bajo
condiciones de trabajo severas y que cumplan con las normativas de de control de
emisiones de EURO I y EURO II. Proveen una efectiva limpieza del pistón,
previenen el pulido del cilindro, evitan la acumulación de depósitos y barnices
controlan eficazmente el hollín. Pueden utilizarse en largos períodos
mantenimiento siguiendo las instrucciones del fabricante del motor.
E4: Aceites sumamente estables que mantienen su grado de viscosidad. Para
Motores Diesel del " Servicio Pesado " que cumplan con las normativas EURO I,
EURO II, EURO III y que trabajen bajo condiciones muy severas. Estos aceites
permiten un alargamiento considerable de los periodos de drenaje siguiendo las
recomendaciones del constructor del motor, potencian la economía del
combustible. Proveen una mejor limpieza del pistón, mejores propiedades anti-
desgaste y mejor control hollín comparados con los E3.
E5: Es la normativa más exigente elaborada por ACEA en Europa para los
motores del " Servicio Pesado ", respaldada por Daimler Benz, Scania e Iveco, la
cual incorpora los requerimientos y recomendaciones de estos constructores. Este
nivel de servicio, extremadamente exigente, es la línea divisoria en materia de
calidad que permite segregar a o los lubricantes Diesel de larga vida que
proporcionan protección con períodos de drenaje extendidos. La utilización de
estos aceites es recomendables en motores de " altas prestaciones " que cumplan
49
con las normativas de control de emisiones EURO I, EURO II, EURO III y
siguiendo las instrucciones del constructor del motor.
E6: Aceite muy estable, para permanecer en el Grado SAE que provee excelente
control de la limpieza de los pistones, desgaste, manejo del hollín y estabilidad del
lubricante. Está recomendado para motores diesel de alta potencia que cumplen
los requerimientos de emisiones de Euro 1, Euro 2, Euro 3 y Euro 4; y trabajan
bajo condiciones muy severas, por Ej.: intervalos entre cambios extendidos
significativamente, de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. Es apropiado
para motores con EGR, con o sin filtros de partículas y para motores equipados
con sistemas SCR para reducción del NOx. La calidad E6 está fuertemente
recomendada para motores equipados con filtros de partículas y esta diseñada
para ser usado en combinación con combustible diesel de bajo azufre (máx. 50
ppm). Sin embargo las recomendaciones pueden diferir entre fabricantes, por lo
que debe consultarse al Manual del Propietario o a los concesionarios en caso de
duda.
E7: Aceite muy estable, para permanecer en el Grado SAE que provee efectivo
control de la limpieza de los pistones, del pulido de las camisas y estabilidad del
lubricante. Además provee excelente control del desgaste y los depósitos del
turbocargador, manejo del hollín y estabilidad del lubricante. Está recomendado
para motores diesel de alta potencia que cumplen los requerimientos de emisiones
de Euro 1, Euro 2, Euro 3 y Euro 4; y trabajan bajo condiciones muy severas, por
Ej.: intervalos entre cambios extendidos significativa mente, de acuerdo a las
recomendaciones del fabricante. Es apropiada para motores sin filtros de
partículas y para la mayoría de los motores con EGR y la mayoría de los motores
equipados con sistemas SCR para reducción del NOx. Sin embargo las
recomendaciones pueden diferir entre fabricantes, por lo que debe consultarse al
Manual de Propietario o a los concesionarios en caso de duda.
50
“Anexo E”
Tablas para interpretar análisis de Metales
Tabla de Partículas Metálicas en el Motor
Tabla de Partículas Metálicas en la Transmisión Manual
51
Tabla de Partículas Metálicas en el Sistema Hidráulico
Tabla de Partículas en el Compresor de Aire
52
“Anexo F”
Organismos dedicados a realizar ensayos normalizados
• ACEA
• AFNOR (Association Française de Normalisation)
• AGMA (American Gear Manufacturers Association)
• AISI (the American Iron and Steel Institute)
• API (American Petroleum Institute)
• ASM (American Society for Metals)
• ASTM (American Society of Testing Materials)
• BSI (British Standars Institution)
• CMA (Chemical Manufacturers Association)
• CCMC (Comité de Constructores del Mercado Común)
• CENELEC (Comite Europeo para la Estandarización Electrotécnica)
• CEC (Coordinating European Council)
• CEI (Comisión Electrotécnica Internacional)
• CRC (Coordinating Research Council)
• DIN (Deutsche Institut für Normung, o, Das Ist Norm)
• IEC (Comisión Electrotécnica Internacional)
• IHA (Instituto del Hierro y del Acero)
• INTA (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial)
• IP (Institute of Petroleum)
• ISA (Instrument Society of America)
• ISO (International Standard Organization)
• JOAP (Joint Oil Analysis Program)
• NLGI (National Lubricating Grease Institute)
• NFPA
• NPA (National Petroleum Association)
• SAE (Society of Automotive Engineers)
• UNE (Una Norma Española)
• UNI (Ente Nazionale per l´Unificazione nell´Industria)
• VDI (Verein Deutscher Ingenieure)
53
“Anexo
G”
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