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Los Lubricantes

Indice 1. ¿Qué Es Un Lubricante? 2. Las características principales de los lubricantes. 3. Aspectos Generales De Los Lubricantes . Los Aditi!os ". La #e #eoría oría De La Lubricaci$n Lubricaci$n.. %. Deter&inaci$n de las propiedades de los aceites a ceites lubricantes '. Grasas lubricantes (. )iblio*ra+ía 1. ¿Qué Es Un Lubricante? Un lubricante es una sustancia que se interpone entre dos superficies (una de las cuales o ambas se encuentran en movimiento), a fin de disminuir la fricción y el desgaste. Los aceites lubricantes lubricantes en general están conformados por una Base más ditivos.

2. Las características principales de los lubricantes. !iscosidad "s la propiedad más importante que tienen los aceites y se define como la resistencia de un fluido a fluir. "s un factor determinante en la formación de la pel#cula lubricante. $omo medida de la fricción interna act%a como resistencia contra la modificación de la posición de las mol&culas al actuar sobre ellas una tensión de ci'allamiento. La viscosidad es una propiedad que depende de la presión y temperatura y se define como el cociente resultante de la división de la tensión de ci'allamiento ( ) por el gradiente de velocidad ().   *  $on flu+o lineal y siendo constante la presión, la velocidad y la temperatura.  fecta la generación de calor entre superficies giratorias (co+inetes, cilindros, engrana+es). iene que ver con el efecto sellante del aceite. etermina la facilidad con que la maquinaria arranca ba+o condiciones de ba+a temperatura ambiente. "l concepto básico de viscosidad se muestra a continuación onde un componente rectangular es desli'ado a velocidad uniforme sobre una pel#cula de aceite "l aceite se ad-iere tanto a la superficie en movimiento como la superficie estacionaria. "l aceite en contacto con la superficie en movimiento se desli'a con la misma velocidad (U) de la superficie, mientras que el aceite en contacto con la superficie estacionaria tiene velocidad cero. La pel#cula de aceite puede visuali'arse como una serie de capas de aceite que se desli'an a una fracción de la velocidad U, la cual es proporcional a la distancia desde la superficie estacionaria. Una fuer'a  debe ser aplicada a la superficie en movimiento para contrarrestar la fricción entre las capas de fluido. $omo la fricción es el resultado de la viscosidad, la fuer'a es proporcional a la viscosidad. L !/0$10/ 2U"" 0"3 ""34/5 4//"51 L U"36 3"7U"3/ 23 23 $15333"03 $15333"03 L 3/$$/85 LU9 "5 U5 2"L9$UL " /4"50/15"0 $151$/0. La viscosidad determinada de esta manera se llama viscosidad dinámica o absoluta. 0u unidad de medida es el poise (p) o centipoise (cp) o en unidades de 0/ en pascal segundos (2as): ; 2as  ;< p.

!iscosidades dinámicas son función solamente de la fricción interna del fluido. La viscosidad de cualquier fluido cambia con la temperatura, incrementa a medida que la temperatura disminuye y disminuye a medida que la temperatura aumenta. 2or consiguiente, es necesario determinar las viscosidades de un aceite lubricante a temperaturas diferentes. "sto se logra midiendo la viscosidad a dos temperaturas de referencia y utili'ando una gráfica de viscosidad ( desarrollada por la 04). Una ve' indicadas las viscosidades medidas se unen los puntos. e esta manera, puede determinarse con gran precisión las viscosidades a otras temperaturas. Las dos temperaturas de referencia son =< >$ y ;$. Una ve' seleccionado el aceite para la aplicación, la viscosidad debe ser lo suficientemente alta para garanti'ar una pel#cula lubricante pero no tan alta que la fricción fluida sea e?cesiva. La viscosidad cinemática de un fluido es el cociente entre su viscosidad dinámica y su densidad, ambas medidas a la misma temperatura. 0us unidades son 0to@es (st) o centisto@es (cst), o en unidades del 0/ mil#metros cuadrados por segundos. (;mmA*s  ;cst) /ndice e !iscosidad "l #ndice de viscosidad (/!)es un m&todo que ad+udica un valor num&rico al cambio de la viscosidad de temperatura. Un alto #ndice de viscosidad indica un rango relativamente ba+o de viscosidad con cambios de temperatura y un ba+o #ndice de viscosidad indica un alto rango de cambio de viscosidad con la temperatura. "n otras palabras, si un aceite de alto #ndice de viscosidad y un aceite de ba+o #ndice de viscosidad tienen la misma viscosidad a temperatura ambiente, a medida que la temperatura aumenta el aceite de alto /! se adelga'ará menos, y por consiguiente, tendrá una viscosidad mayor que el aceite de ba+o /! a temperaturas altas. 2or e+emplo, un básico proveniente de un crudo naft&nico tendrá un rango mayor de cambio de viscosidad con temperatura que la de un básico proveniente de un crudo paraf#nico. "l /! se calcula de viscosidades determinadas a  temperaturas diferentes por medio de tablas publicadas por la 04. Las temperaturas que se toman como base son =< >$ y ;$.(es lo mismo que lo desarrollado para viscosidad)  plicaciones del /! "n varias aplicaciones donde la temperatura de operación permanece más o menos constante, el /! es de relativa importancia. 0in embargo, en aplicaciones donde la temperatura de operación var#a sobre un amplio rango como es el caso de los motores de combustión interna esta adquiere una importancia fundamental. l obtener la relación de la modificación de la viscosidad a las dos temperaturas basándose en el conocimiento de que cuanto menor sea la modificación de la viscosidad, tanto me+or será, en general, la calidad del lubricante.

2unto e luide' "l punto de fluide' de un aceite lubricante es la m#nima temperatura a la cual este fluye sin ser perturbado ba+o la condición espec#fica de la prueba. Los aceites contienen ceras disueltas que cuando son enfriados se separan y forman cristales que se encadenan formando una estructura r#gida atrapando al aceite entre la red. $uando la estructura de la cera esta lo suficientemente completa el aceite no fluye ba+o las condiciones de la prueba. La agitación mecánica puede romper la estructura cerosa, y de este modo tener un aceite que fluye a temperaturas menores a su punto de fluide'. "n ciertos aceites sin ceras, el punto de fluide' esta relacionado con la viscosidad. "n estos aceites la viscosidad aumenta progresivamente a medida que la temperatura disminuye -asta llegar a un punto en que no se observa ning%n flu+o e?istente. esde el punto de vista del consumidor la importancia del punto de fluide' de un aceite depende enteramente del uso que va a dársele al aceite. 2or e+emplo, el punto de fluide' de un aceite de motor a utili'arse en invierno debe ser lo suficientemente ba+o para que el aceite pueda fluir fácilmente a las menores temperaturas ambientes previstas. 2or otro lado, no e?iste necesidad de utili'ar aceites con ba+os puntos de fluide' cuando estos van a ser utili'ados en las plantas con altas temperaturas ambiente o en servicio continuo tal como turbinas de vapor u otras aplicaciones. $eni'as 0ulfatadas

Las ceni'as sulfatadas de un aceite lubricante es el residuo en porcenta+e que permanece una ve' quemada una muestra de aceite. "l residuo inicial es tratado con ácido sulf%rico y se quema el residuo tratado. "s una medida de los componentes no combustibles (usualmente materiales metálicos) que contiene el aceite.  ceites minerales puros no contienen materiales que forman ceni'as. Cran cantidad de los aditivos (los cuales se utili'an para me+orar las propiedades del aceite) utili'ados en aceites lubricantes contienen componentes metaloDorgánicos los cuales forman un residuo en la prueba de ceni'as sulfatadas de tal manera que la concentración de estos componentes es apro?imadamente indicada por la prueba. 2or consiguiente, durante la fabricación, la prueba es un m&todo de asegurarse que los aditivos -an sido incorporados. $on aceites usados, un incremento de ceni'as sulfatadas usualmente indica la presencia de contaminantes tales como polvo, suciedad, part#culas de desgaste y posiblemente contaminantes. 2unto e /nflamación E uego "l punto de inflamación es la temperatura a la cual el aceite despide suficientes vapores que se inflaman cuando una llama abierta es aplicable. $uando la concentración de vapores en la superficie es lo suficientemente grande a la e?posición de una llama, resultará fuego tan pronto como los vapores se enciendan. $uando una prueba de este tipo es reali'ada ba+o ciertas condiciones espec#ficas, la temperatura a la cual esto sucede se denomina 2U51 " /5L4$/85. La producción de vapores a esta temperatura no son lo suficiente para causar una combustión sostenida y por ende, la llama desaparece. 0in embargo, si el calentamiento contin%a se obtendrá una temperatura a la cual los vapores serán liberados lo suficientemente rápido para soportar la combustión. "sta temperatura se denomina 2U51 " U"C1 o $14BU0/15 "l punto de inflamación de aceites nuevos varia con viscosidad F aceites d e alta viscosidad tienen altos puntos de inflamación. "stos puntos están tambi&n afectados por el tipo de crudo. ceites naft&nicos tienen menores puntos de inflamación que aceites paraf#nicos de viscosidad similar. $onse+os para el usuarioG la utili'ación de un aceite de ba+o punto de inflamación (alta volatilidad) a altas temperaturas, puede generar un alto consumo de aceite. "n la inspección de un aceite usado, una reducción significante en el punto de inflamación indica contaminación del aceite. /ndice e 5eutrali'ación E 0aponificación "l #ndice de neutrali'ación de un lubricante es la cantidad en miligramos de -idró?ido de potasio necesarios para neutrali'ar el ácido libre contenido en gramo de aceite a la temperatura ambiente. "l #ndice de saponificación (/s) indica la cantidad en miligramos de -idró?ido de potasio necesarios para la saturación de los ácidos libres y combinados obtenidos en un gramo de aceite, es decir para la neutrali'ación de los ácidos y la saturación de los &steres. /ndice e lquitrán E e lquinatri'acion 9ndice de alquitrán es la cantidad de sustancias alquitranosas en valores porcentuales de un aceite. "l #ndice de alquitrani'ación se usa en procesos de enve+ecimiento artificial para establecer la predisposición del aceite a forma sustancias alquitranosas a temperaturas elevadas y en contacto con el aire. "n aceites en uso, se comprueba con ello su grado de desgaste o enve+ecimiento. "mulsionabilidad el ceite Una de las propiedades más importantes de los lubricantes para cilindros y turbinas a vapor, es la de su tendencia a formar emulsiones o me'clas intensas y duraderas con el agua. Untuosidad "s la capacidad del lubricante de llegar a formar una pel#cula de ad-erencia y espesor entre dos superficies desli'antes, quedando suprimido el ro'amiento entre ellas. "sta propiedad se anali'a de diferentes maneras: mediante el estudio de la tensión superficial, la capilaridad, los ángulos l#mites, las mediciones de absorción y de ad-esión, etc. $on el estudio de la f#sica molecular de los lubricantes, seg%n la capacidad de establecer el film de lubricante entre dos superficies, cabe distinguir entre ro'amiento l#quido y semil#quido. "l ro'amiento l#quido es el caso de la lubricación eficiente, en el que no e?iste ro'amiento entre las superficies sino entre las part#culas del lubricante. "l ro'amiento semil#quido (más com%n en la práctica) es aquel en que las superficies en movimiento se encuentran en diferentes partes.

3. Aspectos Generales De Los Lubricantes H$ómo está compuesto un lubricanteI Un lubricante está compuesto esencialmente por una base J aditivos. Las bases lubricantes determinan la mayor parte de las caracter#sticas del aceite, tales comoG !iscosidad, 3esistencia a la o?idación, 2unto de fluide'. Las bases lubricantes pueden ser   4ineralesG erivados del petróleo  0int&ticasG 7u#micas. unciones e Un Lubricante Los lubricantes son materiales puestos en medio de partes en movimiento con el propósito de brindar enfriamiento (transferencia de calor), reducir la fricción, limpiar los componentes, sellar el espacio entre los componentes, aislar contaminantes y me+orar la eficiencia de operación. 2or e+emplo, los lubricantes desempeKan tambi&n la función de selladores ya que todas las superficies metálicas son irregulares (vistas ba+o microscopio se ven llenas de poros y ralladuras "l lubricante llena los espacios irregulares de la superficie del metal para -acerlo liso, además sellando as# la potencia transferida entre los componentes. 0i el aceite es muy ligero (ba+a viscosidad), no va a tener suficiente resistencia y la potencia se va a escaparMsi el aceite es muy pesado o grueso (alta viscosidad), la potencia se va a perder en fricción e?cesiva (y calor). "n general cuando los anillos de un motor empie'an a fallar, se dice que el motor quema aceite, ya que el aceite se escapa entre los anillos y la camisa del pistón, perdiendo as# tambi&n potenciaM0i el aceite se ensucia, actuará como abrasivo entre los componentes, gastándolos. Los lubricantes tambi&n traba+an como limpiadores ya que ayudan a quitar y limpiar las part#culas de material que se desprenden en el proceso de fricción (figura N), ya que de otra forma estos actuar#an como abrasivos en la superficie del material. 1tro uso de los lubricantes es para impartir o transferir potencia de una parte de la maquinaria a otra, por e+emplo en el caso de sistemas -idráulicos (bomba de dirección, etc.). 5o todos los lubricantes sirven para esto y no todos los lubricantes deben cumplir esta función. Los lubricantes tambi&n contribuyen al enfriamiento de la maquinaria ya que acarrean calor de las 'onas de alta fricción -acia otros lados (radiadores, etc.) enfriándola antes de la pró?ima pasada. "n resumen, las principales funciones de los aceites lubricantes sonG isminuir el ro'amiento. • 3educir el desgaste • "vacuar el calor (refrigerar) • acilitar el lavado (detergencia) y la dispersancia de las impure'as. • 4inimi'ar la -errumbre y la corrosión que puede ocasionar el agua y los ácidos residuales. • ransmitir potencia. • 3educir la formación de depósitos duros (carbono, barnices, lacas, etc.) • 0ellar  • H$ómo se clasifican los aceites lubricantesI Los lubricantes se diferencian porG  2or su composición.  2or su calidad.  2or su grado de viscosidad. 0eg%n su $omposición pueden serG  e base mineral.  e base semisint&tica.  e base sint&tica. e no ser posible una clasificación se -abla de aceites minerales de base mi?ta.

Las bases minerales "s el componente mayoritario de los lubricantes, por lo que su calidad tiene gran influencia en la del producto final. Los aceites minerales son me'clas de -idrocarburos. ado que, en la mayor#a de los casos, se trata de compuestos de -idrocarburos en forma de cadena o de anillo, saturados y no saturados, la clasificación del aceite mineral es simple, presentando Las parafinas una proporción principal de base paraf#nica superior al OPQ. • Los naftenos una proporción principal de base naft&nica superior al OPQ. • Los aromáticos una proporción principal de aromáticos superior al P