LUBRICANTES

República Bolivariana de Venezuela. Ministerio del Poder Popular Para la Educación Superior. Instituto Universitario de Tecnología del Mar (IUTEMAR) Campus Margarita Realizado por: Héctor G. Hernández M NºC: 16.148 Luis J Marcano R NºC: 16.160 Cruz E Marín V. NºC: 16.166 Jorge L. Velásquez NºC: 16.211 Vidal Velásquez NºC: 16.213 I Semestre sección “A” Mecánica naval INTRODUCCION La principal función de un lubricante es proveer una película para separar las superficies y hacer el movimiento más fácil. En un modelo donde un líquido actúa como lubricante, el líquido se comporta formando una película en las dos superficies externas, superior e inferior, adheridas firmemente. A medida que una de las superficies se mueva sobre la otra, las capas externas del lubricante permanecen adheridas a las superficies mientras que las capas internas son forzadas a deslizarse una sobre otra. La resistencia al movimiento no está gobernada por la fuerza requerida para separar las rugosidades de las dos superficies y poder moverse. En su lugar, esta resistencia está determinada por la fuerza necesaria para deslizar las capas de lubricante una sobre otra. Esta es normalmente mucho menor que la fuerza necesaria para superar la fricción entre dos superficies sin lubricar. No existe en el mundo máquina alguna que por sencilla que sea no requiera lubricación, ya que con esta se mejora tanto el funcionamiento, como la vida útil de los equipos y maquinarias. En el siguiente trabajo de investigación se ha querido estudiar las grasas y aceite lubricantes, desde su clasificación a partir de las materias primas hasta sus diferentes usos, aplicaciones, especificaciones e importancia en el creciente mundo industrial. Explicar la importancia que tienen los lubricantes en las partes mecánicas de un equipo. Conocer las variables que se deben tener en cuenta para el control de calidad de las grasas y aceites lubricantes, normativas y regulaciones. 1.-Definición de lubricantes Se llama lubricante a toda sustancia sólida, semisólida o líquida, de origen animal, mineral o sintético que, puesto entre dos piezas con movimiento entre ellas, reduce el rozamiento y facilita el movimiento. Funciones Los lubricantes, según sus características, pueden cumplir otras misiones: Sellar el espacio entre piezas: Dado que las superficies metálicas son irregulares a nivel microscópico, el lubricante llena los huecos. En los motores de explosión este sellado evita fugas de combustible y gases de escape y permite un mejor aprovechamiento de la energía. Mantener limpio el circuito de lubricación: En el caso de los lubricantes líquidos estos arrastran y diluyen la suciedad, depositándola en el filtro. Contribuir a la refrigeración de las piezas: En muchos sistemas, de hecho, el lubricante es además el agente refrigerante del circuito. Transferir potencia de unos elementos del sistema a otros: Tal es el caso de los aceites hidráulicos. Neutralizar los ácidos que se producen en la combustión. Proteger de la : El lubricante crea una pelícorrosióncula sobre las piezas metálicas, lo que las aísla del aire y el agua, reduciendo la posibilidad de corrosión. 2.-Tipos de lubricantes según su composición y presentación Los componentes básicos de un lubricante son: la base y los aditivos. A ellos hay que añadir los materiales auxiliares como el envase, tapón y etiqueta que si bien no intervienen en la formulación del producto juegan un papel fundamental en la puesta a disposición del cliente. Las bases lubricantes utilizados en la formulación de los aceites y grasas son de varios orígenes: Bases minerales de crudo de petróleo, las cuales se clasifican a su vez en: Bases minerales convencionales y Bases hidrocraqueadas Bases sintéticas: esteres, hidrocarburos sintéticos (poli-α-olefinas, poliisobutenos) y polioxietilenos. Bases regeneradas a partir de aceites usados. Actualmente todos los lubricantes han de contener un 15% de bases regeneradas. Bases naturales: aceite de colza, girasol, etc. 3.-Clasificacion CLASIFICACION DE LOS ACEITES LUBRICANTES POR SU ORIGEN    Aceites Minerales:  Los aceites minerales proceden del Petroleo, y son elaborados del mismo despues de múltiples procesos en sus plantas de producción, en las Refinarías. El petroleo bruto tiene diferentes componentes que lo hace indicado para distintos tipos de producto final, siendo el más adecuado para obtener Aceites el Crudo Parafínico.    Aceites Sintéticos: Los Aceites Sintéticos no tienen su origen directo del Crudo o petroleo, sino que son creados de Sub-productos petrolíferos combinados en procesos de laboratorio. Al ser más largo y complejo su elaboración, resultan más caros que los aceites minerales. Dentro de los aceites Sintéticos, estos se puden clasificar en: OLIGOMEROS OLEFINICOS ESTERES ORGANICO POLIGLICOLES FOSFATO ESTERES  ADlTIVOS DE LOS ACEITES LUBRICANTES INDUSTRIALES     ADITIVOS ANTIDESGASTE: La finalidad de los lubricantes es evitar la fricción directa entre dos superficies que están en movimiento, y estos aditivos permanecen pegados a las superficies de las partes en movimiento, formando una película de aceite, que evita el desgaste entre ambas superficies.      ADITIVOS DETERGENTES: La función de estos aditivos es lavar las partes interiores en el motor, que se ensucian por las partículas de polvo, carbonilla, etc., que entran a las partes del equipo a lubricar, motor, etc.      ADITIVOS DISPERSANTES: Este tipo de  aditivos pone en suspensión las partículas que el aditivo detergente lavó y las disipa en millones de partes, reduciendo su impacto para la zona a lubricar.     CLASIFICACION DE LOS ACEITES LUBRICANTES PARA MOTORES SAE (Society of Automotive Engineers) - Sociedad de Ingenieros Automotrices API (American Petroleum Institute) – Instituto Americano del Petróleo ASTM (American Society for Testing Materials) - Sociedad Americana de Prueba de Materiales Otras clasificaciones de fabricantes, etc.    SAE - GRADO DE VISCOSIDAD DEL ACEITE     El índice SAE, TAN solo indica como es el flujo de los aceites a determinadas temperaturas, es decir, su VISCOSIDAD. Esto no tiene que ver con la calidad del aceite, contenido de aditivos, funcionamiento o aplicación para condiciones de servicio especializado.     La clasificación S.A.E. está basada en la viscosidad del aceite a dos temperaturas, en grados Farenheit,  0ºF  y  210ºF, equivalentes a -18º C y 99º C, estableciendo ocho grados S.A.E. para los monogrados y seis para los multigrados. Grado SAE   Viscosidad Cinemática cSt @ 100°C   0W 3,8 5W 3,8 10W 4,1 15W 5,6 20W 5,6 25W 9,3 20 5,6 - 9,3 30 9,3 - 12,5 40 12,5 - 16,3 50 16,3 - 21,9 60 21,9 - 26,1      Por ejemplo, un aceite SAE 10W 50, indica la viscosidad del aceite medida a -18 grados y a 100 grados, en ese orden. Nos dice  que el ACEITE se comporta en frío como un SAE 10 y en caliente como un SAE 50. Así que, para una mayor protección en frío, se deberá recurrir a un aceite que tenga el primer número lo más bajo posible y para obtener un mayor grado de protección en caliente, se deberá incorporar un aceite que posea un elevado número para la segunda.    API - CATEGORIA DE SERVICIO     Los rangos de servicio API, definen una calidad mínima que debe de tener el aceite. Los rangos que comienzan con la letra C (Compression (compresión)– por su sigla en ingles) son para motores tipo DIESEL, mientras que los rangos que comienzan con la letra S (Spark (chispa) - por su sigla en ingles) son para motores tipo GASOLINA. La segunda letra indica la FECHA o época de los rangos, según tabla adjunta. ACEITES MOTORES GASOLINA ACEITES MOTORES DIESEL SA ANTES 1950 CA ANTES 1950 SB 1950-1960 CB 1950-192 SC 1960-1970 CC 1952-1954 SD 1965-1970 CD/CD II 1955-1987 SE 1971-1980 CE 1987-1992 SF 1981-1987 CF/CF-2 1992-1994 SG 1988-1992 CF-4 1992-1994 SH 1993-1996 CG-4 1995-200 SJ 1997-2000 CH-4 2001 SL 2001 "4" = 4 Tiempos   4.- Características de los lubricantes La viscosidad SAE Es la característica más importante para la elección de los aceites y se define como la resistencia de un liquido a fluir. Es la inversa de la fluidez y se debe a la fricción de las partículas del liquido. La viscosidad se valora según los métodos usados para su determinación, y las unidades, en orden decreciente a su exactitud, son: Viscosidad dinámica o absoluta. La unidad de viscosidad absoluta es el poise, que se define como la viscosidad de un fluido que opone determinada fuerza al deslizamiento de una superficie sobre otra a velocidad y distancia determinadas. Corrientemente se emplea el centipoise, que es la centésima parte del poise y equivale a la viscosidad absoluta del agua. Viscosidad cinemática. Es la relación entre la viscosidad dinámica y la densidad del liquido. La unidad es el stoque (St), aunque prácticamente se emplea el centistoke, que equivale a la centésima parte de aquel y es aproximadamente la viscosidad cinemática del agua a 20 °C. Viscosidad relativa. En la práctica, la medición de la viscosidad se hace en aparatos denominados viscosímetros, en los cuales se determina el tiempo que tarda en vaciarse un volumen fijo de aceite a determinada temperatura y por un tubo de diámetro conocido. Los mas empleados son los Engler, Redwood y Saybolt. Los grados de viscosidad así determinados deben acompañarse siempre de la inicial del viscosímetro y de la temperatura de ensayo; por ejemplo: 5 °E a 50 °C, 25 S.S.U. a 210 °F, etc COLOR y FLUORESCENCIA: Cuando observamos un aceite lubricante a través de un recipiente transparente el color nos puede dar idea del grado de pureza o de refino y la fluorescencia del origen del crudo. DENSIDAD: La densidad de un aceite lubricante se mide por comparación entre los pesos de un volumen determinado de ese aceite y el peso de igual volumen de agua destilada, cuya densidad se acordó que sería igual a 1, a igual temperatura. Para los aceites lubricantes normalmente se indica la densidad a 15ºC. VISCOSIDAD: Es la resistencia que un fluido opone a cualquier movimiento interno de sus moléculas, dependiendo por tanto, del mayor o menos grado de cohesión existente entre estas. ÍNDICE DE VISCOSIDAD: Se entiende como índice de viscosidad, el valor que indica la variación de viscosidad del aceite con la temperatura. Siempre que se calienta un aceite, éste se vuelve más fluido, su viscosidad disminuye; por el contrario, cuando el aceite se somete a temperaturas cada vez más bajas, éste se vuelve más espeso o sea su viscosidad aumenta. UNTUOSIDAD: La untuosidad es la propiedad que representa mayor o menor adherencia de los aceites a las superficies metálicas a lubricar y se manifiesta cuando el espesor de la película de aceite se reduce al mínimo, sin llegar a la lubricación límite.  PUNTO DE INFLAMACIÓN: El punto de inflamación de un aceite lo determina la temperatura mínima a la cual los vapores desprendidos se inflaman en presencia de una llama. PUNTO DE COMBUSTIÓN: Si prolongamos el ensayo de calentamiento del punto de inflamación, notaremos que el aceite se incendia de un modo más o menos permanente, ardiendo durante unos segundos, entonces es cuando se ha conseguido el punto de combustión. PUNTO DE CONGELACIÓN: Es la temperatura a partir de la cual el aceite pierde sus características de fluido para comportarse como una sustancia sólida. ACIDEZ: Los diferentes productos terminados, obtenidos del petróleo bruto pueden presentar una reacción ácida o alcalina. En un aceite lubricante, una reacción ácida excesiva puede ser motivo de un refinado en malas condiciones. A esta acidez se le llamaacidez mineral. ÍNDICE DE BASICIDAD  T.B.N: Es la propiedad que tiene el aceite de neutralizar los ácidos formados por la combustión en los motores. El T.B.N. (total base number) indica la capacidad básica que tiene el aceite. Si analizamos un aceite usado el T.B.N residual nos puede indicar el tiempo (en horas) que podemos prolongar los cambios de aceite en ese motor. DEMULSIBILIDAD: Es la mayor o menor facilidad con que el aceite se separa del agua, esto es, lo contrario de emulsibilidad. Aceites para Motores Diesel  ULTRADIESEL Características:  Lubricante de calidad premium elaborado con tecnología de vanguardia para ser utilizado en motores diesel de avanzado y reciente diseño (bajas emisiones). Su exclusiva formulación excede los máximos niveles de calidad API (American Petroleum Institute) para motores diesel y gasolina CH-4/SJ, además de los anteriores: CG-4/SJ, CF-4/SH, CE/SG, CF y CF-2; y posee las aprobaciones MACK EO-M y VOLVO VDS-II. La tecnología de aditivos empleada en este producto ha sido desarrollada para satisfacer los exigentes requisitos de lubricación de los motores de servicio pesado europeos (ACEA E5-99, E4-96 y E3-96); ha sido acreditado con el Sello de Calidad Norven por cumplir y/o exceder los requisitos de la norma venezolana COVENIN 936-1. Su tecnología MPA (Mayor Protección Antioxidante) permite al motor operar eficientemente bajo las condiciones más severas de servicio, controlar efectivamente el desgaste y extender el período de cambio. Su elevada reserva alcalina (12 TBN) le brinda a este aceite una excelente capacidad para minimizar el desgaste corrosivo al neutralizar los ácidos procedentes del proceso de combustión de los motores diesel.  Usos:  Recomendado principalmente para motores diesel de alta velocidad, de aspiración natural o sobrealimentados de diseño reciente (bajas emisiones) que operan en condiciones severas de servicio, utilizados tanto en la industria del transporte comercial (camiones, autobuses), de la construcción y del agro (maquinarias pesadas/agrícolas) como en aplicaciones Industriales estacionarias. Por satisfacer al mismo tiempo el nivel de calidad API SJ para motores a gasolina, se recomienda para la eficiente lubricación de vehículos de cualquier tipo y marca, siendo también adecuado en motores a GNV o GLP que requieran un aceite de esta categoría. MAXIDIESEL EO-K/2 Características:  El MAXIDIESEL EO-K/2 es un aceite lubricante monogrado, formulado con MPA (Máxima Protección Antioxidante) la nueva tecnología de aditivos especialmente desarrollada para impartir a los productos PDV una mayor resistencia contra la oxidación y una mezcla de básicos altamente refinados, resultando un lubricante con excelentes características antidesgaste, antiespumantes, antioxidantes, antiherrumbrantes y anticorrosivas. Sus propiedades detergentes / dispersantes contribuyen a minimizar la formación de depósitos en el motor, manteniéndolo limpio por períodos de tiempo mayores, prolongando de esta manera su vida operacional. Cumple y/o excede con los requerimientos de las exigentes especificaciones MACK EO-K y MACK EO-K/2 y del nivel de servicio API CE/SF.  Usos:  Especialmente formulado para la lubricación de motores diesel de alta velocidad fabricados por MACK, que operan en condiciones severas de servicio y que son utilizados en el transporte comercial, la industria de la construcción y en actividades agrícolas. MAXIDIESEL PLUS Características:  Aceite monogrado formulado con MPA (Máxima Protección Antioxidante), la nueva tecnología de aditivos especialmente desarrollada para impartir a los productos PDV una mayor resistencia contra la oxidación y una mezcla de básicos altamente refinados, con lo que se obtiene un lubricante con excelentes propiedades dispersantes / detergentes que minimiza la formación de depósitos en el motor. Sus características antidesgaste, antiherrumbrantes, antiespumantes y anticorrosivas garantizan la adecuada lubricación de los motores diesel a los cuales está destinado. Satisface las especificaciones correspondientes a los servicios CF/CF-2/SF de la clasificación API/ASTM/SAE y cumple  los requisitos de las siguientes especificaciones: MACK EO-J, MIL-L-2104D, MIL-L-46152B. En el grado SAE 40, cumple también con los límites de cenizas de General Motors para motores Detroit Diesel, por lo que satisface el nivel de calidad CF-2. Igualmente satisface los requerimientos de las especificaciones de aceites para transmisiones automotrices CATERPILLAR TO-2 y ALLISON C-3. Así mismo pasa la etapa 10 de la prueba FZG para engranajes. Cuenta con el sello de calidad NORVEN y excede los requisitos de la norma venezolana COVENIN Nº 936-1  Usos:  Formulado específicamente para la lubricación de motores diesel de alta velocidad, de aspiración natural o sobrealimentados que operan en condiciones severas de servicio, utilizados tanto en la industria del transporte y de la construcción como en aplicaciones estacionarias Industriales. En los grados de viscosidad adecuados se utiliza en convertidores de torsión, transmisiones automotrices y sistemas hidráulicos de camiones, tractores y maquinarias de construcción en general. Por cumplir adicionalmente con el nivel de calidad API SF para motores a gasolina puede ser utilizado satisfactoriamente en la lubricación de flotillas de vehículos o maquinarias donde existan indistintamente motores diesel o a gasolina que requieran ese nivel de calidad. MAXITREN EMD Características:  Aceite lubricante de última generación con un elevado nivel de detergencia/dispersancia que garantiza una limpieza excepcional de los motores; una adecuada reserva alcalina (TBN) que permite la utilización de combustibles con alto azufre; libre de Zinc y Cloro, lo que permite proteger los pasadores de Plata y reducción de los costos por reciclaje del aceite usado; y maximizar los intervalos de drenaje de aceite aún utilizando combustibles con alto azufre. Satisface los requisitos de calidad establecidos por LMOA (Locomotive Maintenance Officer Association) como GENERATION V. Posee aprobación de EMD (Electromotive Division de GM). Adicionalmente, está catalogado como “GENERATION IV Long  Life” de la GE y cumple con los niveles de calidad API CF y CD.  El MAXITREN EMD ofrece las siguientes ventajas en comparación con la anterior Generación IV:  1. Reducción en el desgaste de camisas y anillos, extendiendo su vida útil.  2. Motores más limpios por su alta detergencia que minimiza los depósitos sobre y bajo la corona de los pistones y deck de válvulas.  3. Extensión de los períodos de drenaje y de los filtros de aceite.  4. Libre de Cloro. Conclusión 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 mejorar la eficiencia de operación. Por ejemplo, los lubricantes desempeñan también la función de "selladores" ya que todas las superficies metálicas son irregulares (vistas bajo microscopio se ven llenas de poros y ralladuras El lubricante "llena" los espacios irregulares de la superficie del metal para hacerlo "liso", además sellando así la "potencia" transferida entre los componentes. Si el aceite es muy ligero (baja viscosidad), no va a tener suficiente resistencia y la potencia se va a "escapar"…si el aceite es muy pesado o grueso (alta viscosidad), la potencia se va a perder en fricción excesiva (y calor). En general cuando los anillos de un motor empiezan a fallar, se dice que el motor "quema aceite", ya que el aceite se escapa entre los anillos y la camisa del pistón, perdiendo así también potencia…Si el aceite se ensucia, actuará como abrasivo entre los componentes, gastándolos. Los lubricantes también trabajan como limpiadores ya que ayudan a quitar y limpiar las partículas de material que se desprenden en el proceso de fricción (figura 3), ya que de otra forma estos actuarían como abrasivos en la superficie del material. Otro uso de los lubricantes es para impartir o transferir potencia de una parte de la maquinaria a otra, por ejemplo en el caso de sistemas hidráulicos (bomba de dirección, etc.). No todos los lubricantes sirven para esto y no todos los lubricantes deben cumplir esta función. Bibliografía MOTT, Robert L. "Mecanica Fluidos Aplicada". 4 Edición, Editorial Prentice Hall FRANZINI, Joseph B. "Mecánica de fluidos con aplicaciones en ingeniería." 9ª ed. McGraw-Hill, D. L. 1999. Trabajos Consultados: MOLINA, Javier. "Lubrication Sistem Plataform" Presented by Lubrication Systems Business Manager SKF. LatinAmericaArea 2006-08-11. VIÑOLAS, Jose. "Introducción a la Lubricación" Campus Tecnológico Universidad de Navarra.14/09/2004. Páginas Web consultadas: http://www.ciec.org.ve/ambiente/decretompr.htm http://www.fondonorma.org.ve www.lubricantes.elf.com/ www.monografias.com