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Clase NClase Nºº 11

Lubricantes : Aceites yLubricantes : Aceites yGrasas.Grasas.

INACAP 2015

Docente : Jaime MedinaIng. Mecánico Automotriz

Ing. Civil Industrial


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Introducción

No existe en el mundo máquina alguna que por sencilla que

sea no requiera lubricación, ya que con esta se mejoratanto el funcionamiento, como la vida útil de los equipos ymaquinarias.

. Estudiaremos las grasas y aceite lubricantes, desde su

clasificación a partir de las materias primas hasta susdiferentes usos, aplicaciones, especificaciones eimportancia en el creciente mundo industrial.

. Explicaremos la importancia que tienen los lubricantes en

las partes mecánicas de un equipo.

. onoceremos las variables que se deben tener en cuentapara el control de calidad de las grasas y aceiteslubricantes, normativas y regulaciones.


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LUBRICANTES

DEFINICIÓN:

!on sustancias sólidas, semisólidas ó lí quidasde origen animal, vegetal, mineral o sintético,que pueden utili"arse para reducir elro"amiento entre pie"as y mecanismos enmovimiento.


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omo lubricantes sólidos podemos citar elgrafito ó el bisulfuro de molibdeno. !eutili"an principalmente en aquellascondiciones en donde los lubricanteslí quidos son incompatibles ó de difí cilaplicación #trabajo a muy bajas presiones,altas temperaturas, pie"as lubricadas de

por vida, etc...$.


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El ejemplo más común de lubricante lí quido,son los aceites ampliamente utili"ados en laindustria automotri" y muchas aplicacionesindustriales #turbinas, compresores,etc. .....$

%as grasas, en las que un aceite lí quido esretenido por un agente espesante, son loslubricantes semisólidos más conocidos y

empleados.


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FUNCIONES DE LOS LUBRICANTES:

%os lubricantes no solamente disminuyen el ro"amientoentre los materiales, sino que también desempeñan otrasimportantes misiones para asegurar un correctofuncionamiento de la maquinaria, manteniéndola en estas

condiciones durante mucho tiempo.

Entre estas otras funciones, cabe destacar las siguientes&' (efrigerante' Eliminador de impure"as' !ellar el espacio entre pie"as' )nticorrosivo y antidesgaste' *ransmisor de energí a' +antener limpio el circuito de lubricación


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Si el lubricante es correctamente alicado se consi!ue:

· E"itar el des!aste or #rotamiento

· A$orrar ener! í a% e "itando &ue se ierda enro'amientos inútiles &ue se oonen al mo"imiento (!eneran calor)

· Re#ri!eraci ón El aceite contribu(e a mantener ele&uilibrio térmico de la má&uina% disiando el calor &uese roduce en la misma como consecuencia de#rotamientos% combustión% etc)) Esta #unción esesecialmente imortante *la se!unda desués delubricar+% en a&uellos casos en &ue no e,ista un sistemade re#ri!eración ó éste no tiene acceso a determinadoscomonentes de la má&uina) En !eneral% se uede decir&ue el aceite elimina entre un -./ ( un 01/ del calor

total !enerado en la má&uina)


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· Eliminaci ón de imure'as En las má&uinas ( e&uioslubricados se roducen imure'as de todo tio2 al!unasor el roio roceso de #uncionamiento *como la

combustión en los motores de e,losión+% artí culasrocedentes de des!aste o corrosión ( contaminacionese,teriores *ol"o% a!ua% etc)+) El lubricante debeeliminar or circulación estas imure'as% siendo caa'

de mantenerlas en susensión en su seno ( lle"arlas$asta los elementos #iltrantes aroiados) Esta acciónes #undamental ara conse!uir &ue las artí culase,istentes no se deositen en los comonentes dele&uio ( no aceleren un des!aste en cadena% uedanatascar conductos de lubricación o roducirconsecuencias ne#astas ara las artes mecánicaslubricadas) 3odemos decir &ue el lubricante se ensuciaara mantener limia la má&uina)


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· Anticorrosi"o ( antides!aste Los lubricantes tienenroiedades anticorrosi"as ( reductoras de la #ricción( el des!aste naturales% &ue ueden incrementarse conaditi"os esecí #icos ara reser"ar de la corrosióndi"ersos tios de metales ( aleaciones &ue con#ormanlas ie'as ( estructuras de e&uios ó elementosmecánicos)

· Sellante El lubricante tiene la misión de $acer$erméticas a&uellas 'onas en donde uedan e,istir#u!as de otros lí &uidos ó !ases &ue contaminan el

aceite ( reducen el rendimiento del motor) La cámarade combustión en los motores de combustión interna (

los émbolos en los amorti!uadores $idráulicos son dose4emlos donde un lubricante debe cumlir esta#unción)


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· Transmisor de ener!

í a Es una #unci

ón t

í ica de los#luidos $idráulicos en los &ue el lubricante además

delas #unciones anteriores% transmite ener!í a de ununto a otro del sistema.

. Neutrali'ar los ácidos &ue se roducen en la combusti ón


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3roiedades de los lubricantes

%os lubricantes están definidos por una serie de

caractersticas, algunas de las cuales se utili"an paraclasificar los aceites o grasas. -ada la naturale"a de losdistintos tipos de lubricantes no todas las caractersticasson aplicables a todos ellos.

a)+ 3roiedades #6sicas de los lubricantes

' Color o #luorescencia )ctualmente el color del aceite dice muy poco acerca de

sus caractersticas, ya que es fácilmente modificable conaditivos. No obstante, hasta hace pocos a/os, se le dabagran importancia como indicativo del grado de refinado y laflorescencia era indicativo del origen del crudo #aceites

minerales$.


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El procedimiento para determinar el color de un aceite esel )!*+'-'0122 en el que se compara el color del aceitecon una serie de vidrios patrón de distintos colores,

ordenados en sentido creciente de 2 a 3.

4ero para aceites muy claros, tales como los aceitesaislantes, aceites blancos t5cnicos, etc., la escala )!*+

no puede establecer diferencias y es preciso usar otrosm5todos.

El colormetro !aybolt establece unas escalas que vandesde el '06 para el color blanco amarillento hasta 782para el blanco no diferenciable con el agua. En los aceitesen servicio, el cambio del color puede alertar sobredeterioros, contaminación, etc.


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' Densidad

%a densidad es la relación entre el peso de un volumendado de aceite y un volumen igual de agua.%a densidad esta relacionada con la naturale"a del crudode origen y el grado de refino. En ocasiones, se usan otrascaractersticas para definir el aceite en lugar de su

densidad, aunque están directamente relacionadas conella. 4or ejemplo &%a gravedad especfica se define como la relación entreun cierto volumen de producto y el mismo volumen de agua

destilada a 9:.En Estados ;nidos suele usarse la gravedad )4


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En Estados Unidos la temperatura estándar para el agua y elaceite es de 60ºF. En otros países la temperatura es de 1ºC!"ºF# para el aceite y $ºC para el agua% si bien en algunos

casos solo utili&an 1ºC para el agua y el aceite.


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La densidad es la ra"ón entre el peso de un volumen deaceite y el peso de un volumen igual de agua. Estacaracterstica tiene cierta importancia en el campocomercial ya que permite convertir el volumen en peso, eindicativa del tipo de crudo del que procede el aceite.


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7 8iscosidad%a viscosidad es una de las propiedades más importantesde un lubricante. -e hecho, buena parte de los sistemas de

clasificación de los aceites están basados en estapropiedad.%a viscosidad se define como la resistencia de un lquido afluir. Esta resistencia es provocada por las fuer"as de

atracción entre las mol5culas del lquido. El esfuer"onecesario para hacer fluir el lquido #esfuer"o dedespla"amiento$ estará en función de esta resistencia. %osfluidos con alta viscosidad ofrecen cierta resistencia afluir, mientras que los poco viscosos lo hacen con facilidad.%a viscosidad se ve afectada por las condicionesambientales, especialmente por la temperatura y lapresión, y por la presencia de aditivos modificadores de lamisma, que varan la composición y estructura del aceite.


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%a fricción entre mol5culas genera calor= la cantidad de

calor generado está en función de la viscosidad. Estotambi5n afecta a la capacidad sellante del aceite y a suconsumo. %a viscosidad tiene que ver con la facilidad paraponerse en marcha de las máquinas, particularmente

cuando operan en temperaturas bajas. El funcionamientoóptimo de una máquina depende en buena medida del usodel aceite con la viscosidad adecuada para la temperaturaambiente.)demás es uno de los factores que afecta a la formación

de la capa de lubricación.


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7 8iscosidad din9mica o absoluta%os t5rminos viscosidad absoluta y viscosidad dinámica se

usan indistintamente para distinguirla de la viscosidadcinemática o comercial.'e de(ine% como ya )emos dic)o como la resistencia de un

l*uido a (luir. +atemáticamente se e,presa como la relaciónentre el es(uer&o aplicado para mo-er una capa de aceite

!tensión de corte# y el grado de despla&amiento conseguido.El concepto de -iscosidad puede entenderse con ayuda de la

(igura:


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La (igura representa dos placas% una (ia y otra mó-il%separadas una distancia /. La placa mó-il se mue-e con-elocidad constante . El aceite ad)erido a la placa se mue-e

a la misma -elocidad *ue ella. Entre ambas placas -emos*ue las capas de aceite situadas entre las dos placas se

mue-en a -elocidad in-ersamente proporcional a su

separación de la placa mó-il. ara -encer la (ricción entreplacas ser á necesario aplicar una (uer&a F. /ado *ue la(ricción entre capas esta relacionada con la -iscosidad%Ne2ton demostr ó *ue la (uer&a F es una medida de la (riccióninterna del (luido% siendo proporcional a la super(icie de la

placa mó-il ' y al gradiente de -elocidad 3/:


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En el cual h !eta# es el coe(iciente de -iscosidad absoluta y

3/ es el gradiente de -elocidad o grado de despla&amiento.

or tanto la -iscosidad absoluta *ueda de(inida como:

odemos -er así *ue la -iscosidad de un (luido se puede

determinar conociendo la (uer&a necesaria para -encer laresistencia del (luido en una capa de dimensiones

conocidas.


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· 8iscosidad cinem9tica o comercial

%a viscosidad cinemática se define como la resistencia a

fluir de un fluido bajo la acción de la gravedad. En elinterior de un fluido, dentro de un recipiente, la presiónhidrostática #la presión debida al peso del fluido$ esta enfunción de la densidad.

4or otra parte, el tiempo que tarda en fluir un volumendado de fluido es proporcional a su viscosidad dinámica.4odemos expresar la viscosidad cinemática como&

-onde n es el coeficiente de viscosidad dinámica y d ladensidad, todo ello medido a la misma temperatura.


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%a gravedad especfica puede aplicarse en la expresiónanterior en lugar de la densidad.

4or lo dicho anteriormente, la viscosidad cinemática puededefinirse como el tiempo requerido por un volumen dado defluido en fluir a trav5s de un tubo capilar por acción de lagravedad.

> 8iscosidad aarente%a viscosidad aparente es la viscosidad de un fluido en unasdeterminadas condiciones de temperatura y agitación #no

normali"adas$. %a viscosidad aparente no depende de lascaractersticas del fluido, sino de las condicionesambientales, y por tanto variará según las condiciones.


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· Factores &ue a#ectan a la "iscosidad

)unque en la mayor parte de los casos seradeseable que la viscosidad de un lubricantepermaneciese constante, 5sta se ve afectada por las

condiciones ambientales, como ya hemos dicho. 4araevitarlo se usan aditivos, llamados mejoradores delndice de viscosidad.


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-) E#ecto de la temeratura

En termodinámica la temperatura y la cantidad de

movimiento de las mol5culas se consideran equivalentes.uando aumenta la temperatura de cualquier sustancia#especialmente en lquidos y gases$ sus mol5culasadquieren mayor movilidad y su cohesión disminuye, al

igual que disminuye la acción de las fuer"asintermoleculares.4or ello, la viscosidad vara con la temperatura,aumentando cuando baja la temperatura y disminuyendocuando se incrementa.


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0) E#ecto de la "elocidad de corte

No todos los fluidos responden igual a variación de la

velocidad de corte. -ebido a su naturale"a, la mayora delos fluidos no varan su viscosidad al variar la velocidad decorte. !on los llamados fluidos ne?tonianos. En estos, elgrado de despla"amiento de las capas de lquido es

proporcional a la fuer"a que se aplica Ejemplo de ello sonlos aceites monogrado.


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Los (luidos en los *ue no se cumple esta condición sonllamados no4ne2tonianos% y dentro de ellos podemos

establecer -arios tipos:

a.# Fluidos plásticos o de Bingham: Estos (luidos no(luyen mientras *ue la (uer&a *ue se les aplica no supere un

cierto ni-el !umbral#. Una -e& rebasado dic)o umbral% el

despla&amiento conseguido es proporcional a la (uer&a

aplicada. Este es el caso de los aceites multigrado.


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b)+ Fluidos seudol9sticos: En estos no aparece ningúnumbral, pero el despla"amiento conseguido no esproporcional a la fuer"a, sino que aumenta en una

proporción mucho mayor.

c)+ Fluidos dilatantes: En estos la viscosidad aumentaal aumentar la fuer"a aplicada. Es como si el fluido

fuera frenándose al aplicar la fuer"a.


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d.$ Fluidos ti,otróicos: En estos la viscosidad vadisminuyendo al aplicar una fuer"a y acto seguido vuelve aaumentar al cesar la fuer"a. El efecto contrario se conocecomo reopexia. %as variaciones tixotrópicas son debidas ala destrucción de los enlaces intermoleculares a causa delcorte y a su reconstrucción progresiva al cesar este. omopor ejemplo en la grasa.


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) E#ecto de las sustancias e,tra;as

-urante su utili"ación, el lubricante ve expuesto a

sustancias extra/as, que, antes o despu5s, acabanafectándole, modificando sus caractersticas. )lcontrario que la temperatura o la velocidad de corte, estamodificación será permanente y progresiva.

%a viscosidad de un lubricante puede disminuir a causa de&@Aase de baja calidad.@-isolución por otra sustancia.B puede aumentar debido a&> Aase de baja calidad.> 4ocos aditivos> )cumulación de contaminantes> Cxidación.


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%os factores anteriores pueden combinar su acción, demanera que incluso lleguen a anularse. Es decir, unlubricante puede perder viscosidad debido a una base debaja calidad, y recuperarla por acumulación de suciedad. -e

cualquier forma, esto implica una degradación dellubricante, si bien es más preocupante una p5rdida deviscosidad que un incremento.


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Unidades de medida de la "iscosidadExisten unos buena cantidad de unidades empleadas en lamedición de la viscosidad. )lgunas se basan en la relación

entre la fuer"a aplicada y el grado de despla"amientoconseguido= otras se basan en el tiempo que tarda en fluiruna determinada cantidad de lquido a trav5s de un orificiocalibrado, a una determinada temperatura, que suele ser

022:D y 02:D #8F.3: y G3.G:$ entre estas tenemos&@3oise *3o+: En honor de 4oiseville, quien en 0399desarrollo la ecuación de viscosidad de los gases. Es launidad de viscosidad absoluta del sistema H!. !e definecomo la fuer"a en dinas necesaria para mover una placa lisa

de 0 cm de superficie separada de otra fija por una capade lquido de 0 cm de espesor, a una velocidad de 0 cmIseg#dima x cm'Iseg$. *ambi5n se denomina g x cmIseg. En lapráctica suele usarse su submúltiplo, el centipoise.

@ 0 c4oJ2.20 4o


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@3oise"ille *3l+: ;nidad de viscosidad absoluta del !istema


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@=etro cuadrado or se!undo *m0>se!+: ;nidad deviscosidad cinemática del !.


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rados En!ler: Es el cociente entre el tiempo que tarda

en fluir 22 ml de aceite a trav5s de un orificio calibrado yel tiempo que tarda en fluir 22 ml de agua a trav5s de unorificio del mismo calibre, a la misma temperatura. Elresultado se da en grados Engler. !e usa sobre todo en laEuropa continental.

En la actualidad, la viscosidad suele determinarse encentisto


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lase N:


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Indice de viscosidad

El índice de -iscosidad es la medida de la -ariación de la-iscosidad de un aceite en (unción de la temperatura. Esta esuna medida arbitraria *ue (ue introducida en 1"5" por /ean y

/a-is.

El método consiste en comparar la -iscosidad del aceite dadocon la de dos aceites patr ón: el procedente del crudo deensil-ania !para( ínico#% cuya -iscosidad -aria muy poco conla temperatura% y el procedente del crudo del Gol(o de +é ico

!na(talénico#% *ue -aria muc)o su -iscosidad con latemperatura. A estos se les asigna un índice de -iscosidad de100 y 0 respecti-amente.


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!e busca que los aceites patrón cuya viscosidad a 02:D#G3:$ sean iguales a la del aceite problema. )continuación se determina la viscosidad de los tres aceites

a 022:D #83:$ y se calcula el cociente&

Cuanto más alto es índice de -iscosidad% más estable es la

-iscosidad del aceite.


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· Consistencia !e llama as a la resistencia a la deformación quepresenta una sustancia semisólida, como por ejemplo una

grasa. Este parámetro se usa a veces como medida de laviscosidad de las grasas. )l grado de consistencia de unagrasa se le llama penetración y se mide en d5cimas demilmetro.%a consistencia, al igual que la viscosidad, varia con latemperatura

>Aceitosidad o lubricidad !e conoce con estos nombres a la capacidad de un

lubricante de formar una pelcula de un cierto espesorsobre una superficie. Esta propiedad está relacionada conla viscosidad= a mayor viscosidad, mayor lubricidad. En laactualidad suelen usarse aditivos para aumentar la

lubricidad sin necesidad de aumentar la viscosidad.

Ri id di l i


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· Ri!ide' dielctrica%a rigide" diel5ctrica o tensión de perforación es la tensiónque produce un arco el5ctrico permanente entre dos

electrodos bien definidos separados ,1mm, sumergidos enaceite a 2:. !e expresa en MvIcm.%a rigide" diel5ctrica orienta sobre la capacidad aislantedel aceite, as como de la presencia en el mismo deimpure"as tales como agua, lodos, polvo, gases, etc.

%a presencia de impure"as disminuyela rigide" diel5ctrica de un aceite.%as impure"as facilitan el paso de lacorriente a trav5s del aceite,especialmente que llevan agua endisolución, tales como fibras depapel, gotas de polvo, etc. No ocurrelo mismo con el disuelto en el aceite,

que no afecta a esta propiedad.


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La temperatura incrementa el -alor de la rigide& dieléctrica%)asta alcan&a un -alor má,imo a 100ºC.

Esta propiedad es de especial signi(icación en los aceites detrans(ormador y en los aceites para compresores (rigor í(icos.


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· Formación de espuma

La espuma es una aglomeración de burbuas de aire u otrogas% separados por una (ina capa de lí*uido *ue persiste enla super(icie. 'uele (ormarse por agitación -iolenta dellí*uido.

La tendencia a la (ormación de espuma y la persistencia deesta se determina insu(lando aire seco en aceite. El -olumende espuma obtenido durante el ensayo determina la

tendencia a la (ormación de espuma del aceite. Al cabo de untiempo de reposo se -uel-e a medir el -olumen% y así se

determina la estabilidad de la espuma. La espuma pro-ocaproblemas en los sistemas )idr áulicos y de lubricación:


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· . comportamiento err ático de mandos )idr áulicos· . ca-itación en bombas· . derrames en depósitos· . o,idación prematura del aceite· . corrosión interna de elementos del sistema· . (allos en coinetes !por insu(iciente lubricación#· . disminución de la capacidad re(rigerante del aceite

· . disminución de la capacidad de disolución del aceite. (lotación de pe*ueas partículas de lodo presentes en elaceite La estabilidad de la espuma se -e (a-orecida por el aumento

de la -iscosidad del aceite% la presencia de compuestos

polares en el mismo. or el contrario% la temperatura ele-ada

del aceite y la presencia de aditi-os antiespumantes en el

aceite reducen la tendencia a la (ormación de espuma.

E l ibilid d


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· . Emulsibilidad

La Emulsibilidad es la capacidad de un lí*uido no soluble en

agua para (ormar una emulsión.'e llama emulsión a una me&cla íntima de agua y aceite.uede ser de agua en aceite !siendo el agua la (ase

discontinua# o de aceite en agua !donde el agua es la (ase

continua#.

'e considera *ue una emulsión es estable si persiste alcesar la acción *ue la originó y al cabo de un tiempo dereposo. Los (actores *ue (a-orecen la estabilidad de las

emulsiones son:

· -iscosidad del aceite muy alta· tensión super(icial del aceite baa· pe*uea di(erencia de densidad entre los dos lí*uidos· resencia de contaminantes.

L i d l it i di i l


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La presencia de agua en el aceite es siempre perudicial para

la lubricación% ya *ue% entre otras cosas% puede disol-er ciertosaditi-os% restando e(icacia al aceite. or lo tanto% siempre es

deseable *ue los aceites (ormen emulsiones inestables% oseparen el agua por decantación. Esto es especialmentedeseable en el caso de la ma*uinaria e,puesta a la

intemperie. 'in embargo% en algunos casos% como los aceites

de corte o los marinos para ma*uinaria de cubierta% lo

deseable es *ue la emulsiones sean estables.


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· Demulsibilidad

'e llama así a la capacidad de un lí*uido no soluble en aguapara separarse de la misma cuando está (ormando unaemulsión.La o,idación del aceite y la presencia de contaminantes

a(ectan negati-amente a la demulsibilidad del aceite. Laadecuada eliminación del agua (acilita en muc)os casos lalubricación% reduciendo el desgaste de pie&as y la posibilidadde corrosión.Esta propiedad es muy importante en los aceites )idr áulicos%para lubricación de ma*uinaria industrial% de turbina y paraengranaes *ue transmiten grandes es(uer&os. En los aceites

de automoción no lo es tanto% debido a la capacidaddispersante y detergente de los mismos.


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. Aeroemulsión

La aeroemulsión es una emulsión de aire en aceite% (ormada

por burbuas muy pe*ueas !0.0001 a 0.1 cm#% dispersas portodo el lí*uido. Las aeroemulsiones son muy di( íciles deeliminar y pro-ocan problemas semeantes a los de la

espuma super(icial.

Esta es una propiedad muy importante en los aceites de

turbina y en los )idr áulicos de alta presión. Es unacaracter ística intr ínseca del aceite base y no puede sermodi(icada con aditi-os.


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· Punto de goteo

'e llama punto de goteo a la temperatura a la cual una grasapasa de estado semisólido a lí*uido. Este cambio de estadopuede ser brusco o paulatino% consider ándose el punto degoteo como el (inal del proceso.

En las grasas tipo abón el cambio de estado es debido a laseparación del aceite y el abón al alcan&arse el punto degoteo. La grasa tipo no abón pueden cambiar de estado sinsepararse el aceite del espesante.

'e considera *ue el rango de temperatura !til de una grasa

está entre 100 y 10º F por debao del punto de goteo. Laoperación en temperaturas pr ó,imas al punto de goteoob-iamente a(ectar á a la e(icacia lubricante de la grasa.El punto de goteo no esta relacionado con la calidad de la

grasa.


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· Punto de inflamación

'e llama punto de in(lamación a la temperatura mínima en la

cual un aceite empie&a a emitir -apores in(lamables. Estarelacionada con la -olatilidad del aceite. Cuanto más bao seaeste punto% más -olátil ser á el aceite y tendr á más tendencia ala in(lamación. Un punto de in(lamación alto es signo de

calidad en el aceite.En los aceites industriales el punto de in(lamación suele estarentre 0 y 575 ºC% y en los de automoción entre 560 y 7$ºC.El punto de in(lamación también orienta sobre la presencia decontaminantes% especialmente gases !los cuales pueden

reducir la temperatura de in(lación )asta 0ºC en algunosaceites#% riesgo de incendios a causa de los -apores y

procesos no adecuados en la elaboración del aceite.


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· Punto de combustión

'e llama así a la temperatura a la cual los -apores emitidospor un aceite se in(laman% y permanecen ardiendo al menos

segundos al acercársele una llama. El punto de combustiónsuele estar entre 70 y 60 º por encima del punto dein(lamación.


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· Punto de enturbiamiento

'e llama punto de enturbiamiento a la temperatura a la cual

las para(inas y otras sustancias disueltas en el aceite seseparan del mismo y (orman cristales% al ser en(riado el

mismo% ad*uiriendo así un aspecto turbio. La solubilidad delaceite y el peso molecular de las sustancias disueltas in(luyen

en el punto de enturbiamiento.Como es sabido% la solubilidad esta directamente relaciona

con la temperatura de la misma. Al baar esta% la solubilidad

disminuye% )aciendo *ue algunas sustancias disueltas se

separen de las sustancias disol-entes.

El peso molecular de las sustancias disueltas también in(luyeen la capacidad del disol-ente !este caso el aceite# para

disol-erlas.

C t l l l tió á (á il


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Cuanto menor sea el peso molecular en cuestión más ( ácilser á disol-er dic)as sustancias. La presencia de sustanciase,traas y el almacenamiento prolongado también in(luyen

en el punto de enturbiamiento.Los contaminantes se combinan o aglomeran para(inas y

otras sustancias susceptibles de separarse del aceite%

ele-ando el punto de enturbiamiento. 8gualmente% el

almacenamiento prolongado (a-orece la aglomeración depara(inas.

El proceso de enturbiamiento es re-ersible en la inmensa

mayor ía de los casos. No todos los aceites presentan puntode enturbiamiento: Algunos se solidi(ican directamente al

alcan&ar la temperatura de congelación.Esta caracter ística es de especial signi(icación en los aceites*ue operan en temperaturas ambiente muy baas% ya *ue

a(ecta a la (acilidad para bombear el aceite y su tendencia a

obstruir (iltros y pe*ueos ori(icios.


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· Punto de congelación

El punto de congelación !también llamado punto de (luidees la menor temperatura a *ue se obser-a (luide& en el

aceite al ser en(riado. 'e e,presa en m!ltiplos de 7ºC o ºF.En los aceites na(talénicos este punto se alcan&a por ladisminución de la densidad causa por el descenso de la

temperatura9 en lo para( ínicos se debe principalmente a lacristali&ación de sustancias para( ínicas.El punto de congelación se alcan&a siempre a temperaturain(erior a la del punto de enturbiamiento. Al igual *ue este% es

una caracter ística importante en a*uellos aceites *ue operana muy baas temperaturas ambientales.


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· Punto de floculación

'e llama punto de (loculación a la temperatura a la cual las

para(inas y otras sustancias disueltas en el aceite seprecipitan (ormando (lóculos !agregados de sustanciassólidas# al entrar en contacto con un (luido re(rigerante!normalmente 415#% en una me&cla con un 10; de aceite y

un "0; de re(rigerante% al ser en(riado el aceite.Esta caracter ística es de especial signi(icación en los aceites*ue trabaan en elementos de sistemas de re(rigeración% enlos cuales el re(rigerante es miscible con el aceite.


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b)+ 3roiedades &u6micas de los lubricantes@Nmero de neutrali'ación *acide'% alcalinidad+

En un aceite, su grado de acide" o alcalinidad puede venirexpresado por su número de neutrali"ación, que se definecomo la cantidad de álcali o de ácido #ambos expresados

en miligramos de hidróxido potásico$, que se requierepara neutrali"ar el contenido, ácido o básico, de un gramode muestra, en las condiciones de valoración normali"adasdel correspondiente ensayo. Existen dos procedimientospara su determinación& el volum5trico y el

potenciometrito.


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El n!mero de neutrali&ación se puede presentar en cuatrodistintos -alores:

a# N.< de ácido total !=AN#% determina todos los

constituyentes ácidos presentes en las muestras de aceite%débiles y (uertes.

b# N.< de ácido (uerte !'AN#% determina sólo elcontenido en ácidos (uertes.

c# N.< de base total !=>N# determina todos losconstituyentes alcalinos. Normalmente se utili&a en aceitesde motor.

d# N.< de base (uerte% determina el contenido encomponentes (uertemente alcalinos% en ciertos aceites de

motor de alta alcalinidad.

Los aceites bien re(inados y *ue no contengan cierto tipo de

aditi-os% no atacan sensiblemente al cobre% pero sí pueden)acerlo por causa de su pre-ia degradación% presencia de

contaminantes% o especial aditi-ación.


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. Punto de anilina

El punto de anilina de un aceite -iene de(inido como la

temperatura mínima a la *ue% una me&cla a partes iguales deaceite y anilina% llega a solubili&arse totalmente.

Esta caracter ística se determina por medio de un ensayo enel *ue se produce una agitación entre el aceite y la anilina%

controlando la temperatura y en condiciones normali&adas./ada su estructura molecular cíclica% la anilina muestra mayorsolubilidad )acia los aceites aromáticos o na(ténicos *ue )acialos para( ínicos% de cadena abierta. or ello el punto de anilina

orienta sobre la estructura de los )idrocarburos constituyentesdel aceite. 'u -alor tiene importancia al e-aluar el

comportamiento del lubricante (rente a los cierres compuestos

por materiales de goma y elastómeros.


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La anilina es una amina aromática cuya temperatura desolubilidad es tanto más baa cuanto más aromático sea elaceite.

Cuanto más -iscoso sea un aceite% a igual contenido enaromáticos !o grado de re(ino#% más ele-ado ser á el punto deanilina.

En aceites de -iscosidades similares% cuanto más aromático

sea% más bao ser á su punto de anilina.


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· Antioxidantes

En términos generales% la o,idación está in(luenciada por lossiguientes par ámetros:=emperatura 4 o,ígeno 4 tiempo 4 impure&as *uímicas en elaceite y catali&adores.

En consecuencia% el aceite atra-iesa por una serie complea

de reacciones de o,idación% e,istiendo -arias teor ías sobre

este (enómeno% pero la más clara es la llamada de radicaleslibre.

Los principales antio,idantes utili&ados actualmente son:


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Los principales antio,idantes utili&ados actualmente son:

1. /itio(os(atos de &inc !también e(ecti-o como in)ibidor de

corrosión#.5. Fenoles blo*ueados !cuales el grupo )idr ó,ilo está blo*ueado estéticamente#.

7. Aminas: N4(enil4al(a4ria(tilamina N4(eni

=etrametildiaminodi(enilmetano "cido antranílico$. /itio(os(atos metálicos% especialmente de &inc. /itiocarbonatos metálicos% principalmente de &inc.6. =erpenos sul(uri&ados.

?. =erpenos (os(osul(uri&ados.

/e estos% los de mayor uso comercial son los ditio(os(atos de

&inc !dial*uil diarilditio(os(ato de &inc#.

· Anticorrosivos


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Anticorrosivos

El término de #in)ibidor de corrosión$ se aplica a losproductos *ue protegen los metales no (errosos% susceptibles

a la corrosión% presentes en un motor o mecanismosusceptible a los ata*ues de contaminantes ácidos presentesen el lubricante. or lo general% los metales no (errosos en un

motor se encuentran en los coinetes.

La mayor ía no eran productos puros% sino me&clas de mono%ditriorgano(os(itos% obtenidos mediante la reacción dealco)oles o )idro,iésteres con tricloruro de ( ós(oro.

A tih b


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· Antiherrumbre

El término anti)errumbre se usa para designar a los

productos *ue protegen las super(icies (errosas contra la(ormación de ó,ido.=ales como los utili&ados en turbinas% trenes de laminación%circuitos )idr áulicos% calandras% etc.% el aceite utili&ado debesoportar la presencia de agua% libre y3o disuelta en el mismo.

/ic)a agua proceder. En la mayor ía de los casos decondensación% conduce a la (ormación de )errumbre en lassuper(icies de )ierro o acero de los 'istemas *ue contienen

el aceite. Lo mismo sucede en el interior de cárters o

aloamientos para el aceite de engranaes% coinetes%compresores% motores de e,plosión% etc.


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lase N:

=edición de roiedades E&uios ( Ensa(os


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=edición de roiedades E&uios ( Ensa(os

-eben distinguirse entre ensayos qumico'fsicos y

mecánico'dinámicos, los cuales sirven para establecer losdatos t5cnicos caractersticos de los lubricantes. Estaspruebas tambi5n son de especial importancia para elcontrol de calidad durante la fabricación. %a orientación se

efectúa según los valores teóricos y las toleranciasadmisiblesIfijadas en la fórmula o en la norma de taller.En ocasiones, estos valores vienen indicados previamentecomo especificaciones de producto, por ejemplo, por partede los fabricantes de automóviles. En muchos casos existeun acuerdo individual sobre determinados valores ycontroles de aceptación entre los usuarios y losfabricantes.

% di ió d i id d b l t b j di i


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%a medición de viscosidades absolutas bajo condicionesreales ha reempla"ado al concepto de ndice de viscosidadconvencional para evaluar lubricantes bajo condiciones de

operación.Ctro factor en la medición de viscosidades es el efectodel esfuer"o de corte o velocidad de corte. 4ara ciertosfludos, llamados Ne?tonianos, la viscosidad es

independiente del esfuer"o o la velocidad de corte.uando esta condición no se cumple, los fludos sonllamados no'ne?tonianos.%as mediciones de viscosidad cinemática se reali"an avelocidades de corte bajas #022 s'0$. !e dispone de otros

m5todos para medir la viscosidad a velocidades de corteque simulan las condiciones de operación del lubricante.

- t d l s dif t s i st m t s disp ibl s p l


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-entro de los diferentes instrumentos disponibles para lamedición de la viscosidad cinemática, se puedenmencionar&

1. Viscosí metros capilares: *ue miden la -elocidad de (luode un -olumen (io de (luído a tra-és de un ori(icio dediámetro pe*ueo% a una temperatura constante ycontrolada. La -elocidad de corte puede -ariar entre 0 a 106

s41 cambiando el diámetro del capilar y la presión aplicada.Los tipos de -iscosímetros capilares y sus modos deoperación son:

a.% Viscosí metros de capilar de vidrio 4 el (luídopasa a tra-és de un ori(icio de diámetro (io bao la in(luencia

de la gra-edad. La -elocidad de corte es menos de 10 s 41.=odas las -iscosidades cinemáticas de lubricantes paraautomó-iles se miden con -iscosímetros capilares.


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b.) Viscos6 metros capilares de alta presi ó n 4aplicando un gas a presión% se (uer&a a un -olumendeterminado del (ludo a pasar a tra-5s de un capilar de -idriode pe*ue/o diámetro. La -elocidad de corte se puede -ariar)asta 106 s41 . Esta t5cnica se utili&a comúnmente parasimular la -iscosidad de los aceites para motor en las

condiciones de operación.Esta -iscosidad se llama alta temperatura4alto corte !@=@'

por su sigla en ingl5s# y se mide a 10 :C y 106 s41

Viscosímetros rotatorios *ue usan el tor*ue de un ee


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. Viscosí metros rotatorios% *ue usan el tor*ue de un ee

rotatorio para medir la resistencia al (luo del (luído. El'imulador de Cig&eal Fr ío !CC'#% el mini4-iscosímetro

rotatorio !+#% el -iscosímetro >roo(ield y el 'imulador deCoinete Cónico !=>'# son -iscosímetros rotatorios. La-elocidad de corte se puede cambiar modi(icando las

dimensiones del rotor% el espacio entre el rotor y la pared del

estator% y la -elocidad de rotación.

· a.% Simulador de Cigueñal fr í o: El CC' mide la-iscosidad aparente en el rango de 00 a 500.000 c. Los

rangos de -elocidades de corte -an entre 10$ y 10 s41. El

rango normal de temperaturas de operación está entre 0 a 4$0

ºC. El CC' )a demostrado una e,celente correlación con losdatos de cig&eales de má*uinas a baas temperaturas. Laclasi(icación de -iscosidades 'AE B700 especi(ica elcomportamiento -iscoso de aceites para motor a baas

temperaturas mediante límites del CC' y re*uisitos del+.

b ) Mini-viscosímetro Rotatorio!A"#$ D %&'%(: La prueba


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b.) Mini-viscosí metro Rotatorio!A"#$ D %&'%(: La prueba

con el +% *ue está relacionado con el mecanismo debombeo% es una medición a baa -elocidad de corte. La baa

-elocidad de en(riamiento es la caracter ística cla-e delmétodo. 'e trata una muestra para *ue tenga una )istoriatérmica *ue incluya ciclos de calentamiento% en(riamientolento y remoado. El + mide una aparente tensiónadmisible% la cual% si es más grande *ue el -alor umbral%indica un posible problema de bombeo por me&cla con aire.

or sobre una cierta -iscosidad !normalmente de(inida

como 60.000 c por la 'AE B700#% el aceite podr ía estarsueto a una (alla de bombeo por un mecanismo llamado

comportamiento de (luo límite. Un aceite 'AE 10D% poreemplo% se re*uiere para tener una -iscosidad má,ima de60.000 c a 470 ºC sin tensión admisible. Este métodotambién mide una -iscosidad aparente bao -elocidades de

corte de 1 a 0 s

41


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· c.% Viscosí metro Brookfield: /etermina un amplio rango de-iscosidades !1 a 10 # bao una baa -elocidad de corte

!)asta 105 s41#. 'e usa principalmente para determinar la

-iscosidad a baa temperatura de aceites para engranaes%

transmisiones automáticas% con-ertidores de tor*ue y aceites)idr áulicos para tractores% automó-iles e industriales. Latemperatura del ensayo se mantiene constante en el rango de

4 a 4$0 ºC.La técnica de ensayo >roo(ield mide la -iscosidad >roo(ieldde una muestra a medida *ue es en(riada a -elocidad

constante de 1 ºC por )ora. Como el +% este método intenta

correlacionar las caracter ísticas de bombeo de un aceite abaa temperatura. El ensayo in(orma el punto de geli(icación%de(inido como la temperatura a la cual la muestra llega a

70.000 c.

El índice de geli(icación se de(ine como la relación entre la


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g

mayor -elocidad de cambio en el incremento de la -iscosidad

desde 4 ºC y la temperatura más baa del ensayo. Estemétodo encuentra aplicación en aceites de motores% y esre*uerido por la 8L'AC GF45.

· d.% Simulador de Coinete C ónico: Esta técnica tambiénmide -iscosidades a altas temperaturas y -elocidades de corte

!-er iscosímetro capilar de alta presión#. 'e obtienen altas-elocidades de corte usando distancias e,tremadamente

pe*ueas entre las paredes del rotor y estator.Los re*uerimientos ( ísicos tanto para aceites para cig&eal

como para engranaes están de(inidos por la 'AE B700.

Ensa(os De rasas Lubricantes


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Ensa(os De rasas Lubricantes

Ensa(o De 3enetración: Este ensayo se hace para

determinar el grado de resistencia a la penetración #gradoN.%.H.


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El aparato para reali"ar este ensayo consiste en unbastidor con una base donde está ubicada la muestra degrasa. 4or encima de la muestra esta el cono penetrador

#de peso, forma y material normali"ados$, conectado a unreloj comparador que mide en d5cimas de mm. ;na ve"posicionada la muestra en la base, se deja por gravedadcaer el cono sobre la superficie rasada de la muestra de la

grasa, y el reloj medirá la profundidad que penetró el conoen la grasa.-e esta manera, se determina la dure"a o grado depenetración de las grasas. -epende la profundidad depenetración se clasifican las grasas en fluidas, blandas ysemiduras, sólidas y duras. ;n aspecto a tener en cuentaantes de hacer este ensayo, es trabajar la grasa parahomogenei"ar su masa y además darle una ciertatemperatura, similar a la de trabajo.


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)*+, PE)E#-A.,/) E"#-0.#0-A

000 $$3$? Fluida

00 $003$70 Casi (luida

0 737 E,tremadamente blanda

1 7137$0 +uy blanda

5 5635" >landa

7 550350 +edia

$ 1?350 'lida

1703160 +uy slida

6 311 E,tremadamente slida

Determinación Del Punto De +oteo:


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El aparato para reali&ar este ensayo consta de un en-ase

cilíndrico de -idrio pyre, *ue contiene un aceite siliconado./entro de este en-ase se sumerge un tubo de -idrio especial%

similar a un tubo de ensayo% dentro del cual se coloca un

dispositi-o *ue contiene una pe*uea muestra de grasa y tieneun pe*ueo ori(icio en la parte in(erior. En contacto con lamuestra se coloca un termómetro !para medir la temperatura

de la grasa#% y otro en el bao de aceite para determinar latemperatura de este.

Una resistencia eléctrica calienta el aceite siliconado )asta *uedel dispositi-o *ue contiene a la grasa cae la primer gota de

aceite *ue se separa de la grasa por e(ecto de la temperatura.

En ese momento se registra la temperatura de la grasa con el

termómetro y esta se denomina temperatura del punto degoteo% propiedad particular de cada grasa. Este punto es la

temperatura má,ima a la *ue puede operar una grasa antes de

*ue el aceite se separe del abón.

Tios de Lubricantes


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Tios de Lubricantes

LUBRICACIÓN:


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%os lubricantes se interponen entre las dos

superficies en movimiento. -e esta manera,forman una pelí cula separadora que evita elcontacto directo entre ellas y el consiguientedesgaste. Es conveniente señalar que el lubricante

no elimina totalmente el ro"amiento, aunque sí lodisminuye notablemente. Esta disminución delro"amiento es la definición de lubricación. Elro"amiento por contacto directo entre lassuperficies es sustituido por otro ro"amientointerno mucho menor, entre las moléculas dellubricante. Este ro"amiento interno es lo que

llamamos viscosidad.

CO=3OSICIÓN DE LOS LUBRICANTES:


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CO=3OSICIÓN DE LOS LUBRICANTES:

%os lubricantes se componen de aceites base y una serie de

aditivos modificadores de las propiedades de estos aceites.%os aceites base pueden provenir del refino del petróleo ó bien de reacciones petroquímicas. %os primeros son losdenominados aceites minerales y los segundos sonconocidos como aceites sintéticos.' %os aceites base de tipo mineral #bases minerales$ estánconstituidos por tres tipos de compuestos& parafínicos,nafténicos y aromáticos, siendo los primeros los que seencuentran en mayor proporción #62 ' F2O$, por tener las

mejores propiedades lubricantes, pero siempre haycompuestos nafténicos y aromáticos que aportanpropiedades que no tienen las parafinas #comportamiento abajas temperaturas, poder disolvente, etc...$.

b d #b $


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%os aceites base de tipo sintéticos #bases sintéticas$ sonsustancias prácticamente puras que poseen ciertascaracterísticas especiales que las diferencian de lasbases minerales, como son &

· +ejores propiedades lubricantes· +ayor índice de viscosidad

· +ayor fluide" a baja temperatura· +ayor estabilidad térmica y a la oxidación· +enor volatilidad

)unque actualmente su importancia es creciente, suconsumo se ve limitado por el elevado costo de obtención.!u principal utili"ación es la fabricación de aceite de muyalta calidad, especialmente para motores de gasolina.


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El aceite base no puede cumplir, por sí sólo, todas lasfunciones descritas con anterioridad. *ampoco podría

soportar las condiciones a veces críticas de funcionamientode los equipos.4or esta ra"ón, es necesario aditivar los aceites conciertas sustancias que varían seg!n&

' %a aplicaci ón del lubricante& · +otor· Engranajes· !istemas hidráulicos, etc...

' %as condiciones de trabajo & · +onogrado ó +ultigrado· Hasolina ó Hasóleo, etc...


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' Nivel de prestaciones que se desea alcan"ar &

· lasificación )E)· lasificación )4<· lasificación !)E· lasificación +· Normas +


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su función específica, en los siguientes grupos&

' +ejoradores de las propiedades f í sicas · 'ndice de viscosidad· 4unto de congelación

' +ejoradores de las propiedades qu í micas

· )ntioxidantes· )nticorrosivos

' +ejoradores de las propiedades f í sico'qu í micas

· -etergentes· -ispersantes· )ntidesgaste· )ntiherrumbe· )ntiespumantes


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3ROTECCIÓN DEL EUI3O:

-urante la vida !til de servicio, cualquier maquinaria y elaceite que la lubrica, están expuestos a la acción nocivade diversos agentes como son el oxígeno y la humedad delaire, altas presiones y temperaturas desarrolladas,

productos químicos originados por el propio proceso defuncionamiento, etc.... ;n buen lubricante debe ser capa"de resistir estos agentes perjudiciales, esto es, tenerestabilidad y evitar, además, que ataquen los distintos

componentes del equipo para conseguir una larga vida delmismo.

E d j t bilid d l it b


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En orden a mejorar su estabilidad, el aceite baseincorpora aditivos antioxidantes que reaccionan conagentes como el oxígeno, radicales libres ó peróxidos,neutrali"ando el poder oxidante de éstos frente al aceite.Es decir, los aditivos antioxidantes se oxidan para evitarla oxidación del aceite, y se consumen, por lo que llega unmomento en que es necesaria la sustitución del aceite.

Es importante mencionar que la estabilidad térmica nopuede ser mejorada con aditivos y dependeexclusivamente de la composición química del aceite base.

4ara proteger el equipo de todas las sustancias quepueden resultar nocivas, el aceite base necesita mejorarsus propiedades intrínsecas con aditivos.

· Anti$errumbre, que retardan la oxidación de los metalesd l i i


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de la maquinaria.

· Anticorrosi"os, que protegen los metales frente a los

agentes químicos.· Antides!aste, que modifican la fricción entre las pie"asen movimiento, en orden a disminuir su desgaste.

· Deter!entes ( disersantes, que rodean las partículasextraas y las mantienen en suspensión y dispersas en elaceite, e impiden que se depositen en los distintoscomponentes de la maquinaria.

· E,trema resión. !on aditivos en los lubricantes deengranajes y protegen en condiciones de lubricación límite.

· Anti7aire ( anti7esuma, que eliminan el aire que puedaquedar ocluido en el seno del aceite y evitan la formación

de espuma en el mismo.


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CARACTERÍSTICAS ENERALES DE LOSLUBRICANTES)

%os lubricantes son sustancias que se componen de aceitebase y de una serie de aditivos que potencian o confierenlas propiedades que el aceite base por si solo no es capa"de alcan"ar. ) continuación vamos a ver algunas de esaspropiedades.

8ISCOSIDAD:


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Es la propiedad fundamental y más importante de unlubricante líquido #un liquido se define como un fluidoincompresible$. !e puede definir como su resistencia afluir ó lo que es lo mismo, la medida del ro"amientointerno de sus moléculas. No hay que confundir términos de untuosidad ó densidad

con viscosidad.%a untuosidad es la adherencia de las partículas a lassuperficies metálicas, incluso en posición vertical. -ebidoa la untuosidad, las superficies metálicas permanecen conuna capa fina de lubricante incluso tras largo tiempodespués de haber sido aportado el lubricante.%a densidad es el peso de una materia en relación alvolumen que ocupa. No aporta ninguna propiedad a loslubricantes.


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%a viscosidad en un fluido depende de la presión y de latemperatura.

· )l aumentar la temperatura disminuye la viscosidad.

· )l aumentar la presi ón aumenta la viscosidad .

%a medida de la variaci ón de la viscosidad con latemperatura es el í ndice de "iscosidad .

) mayor í ndice de viscosidad, mayor resistencia del fluido

a variar su viscosidad con la temperatura.

El í ndice de viscosidad se mejora con los aditivos &ueme4oran el í ndice de "iscosidad .

DIFERENTES ESCALAS DE =EDIDA DE


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8ISCOSIDAD:

Existen varias escalas para medir la viscosidad de unfluido= %as más usadas son la !)E y la

· Escalas en grado !)E para aceites motor.

· Escalas en grado !)E para aceites de engranajes

· Escalas en grados

omo podemos comprobar, existe una correlación de


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p p ,equivalencia entre las distintas escalas. %a primera de ellases aplicable para aceites de motor, y la segunda para

engranajes. Esta diferenciación fue reali"ada para evitarposibles equivocaciones en la aplicación de un producto uotro lo que podría motivar la destrucción de la maquinaria.;na tercera escala, la


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MUCHAS GRACIAS


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F8N

clase nº1 lubricantes[1](1).ppt

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