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• EMILIO AGUDELO ROJAS

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Taller 2 lubricación. 1. Qué es lubricar una superficie metálica. es el proceso o técnica empleada para reducir el rozamiento entre dos superficies que se encuentran muy próximas y en movimiento una respecto de la otra, interponiendo para ello una sustancia entre ambas denominada lubricante que soporta o ayuda a soportar la carga (presión generada) entre las superficies enfrentadas. La película de lubricante interpuesta puede ser un sólido, (por ejemplo, grafito, MoS2),1 un líquido (grasa) o excepcionalmente un gas la lubricación también puede describir fenómenos donde tal reducción del rozamiento ocurra sin intervención humana, como puede ser el aquaplaning sobre una carretera. 2. Cuáles beneficios se obtiene de lubricar las superficies metálicas. La lubricación elimina el contacto directo de las superficies metálicas, impide su desgaste y reduce al mínimo el rozamiento que produce pérdida de potencia. En la figura de estos dos piñones observamos el efecto causado al usar la misma película de aceite

3. Cuáles son las funciones de un lubricante. El uso de un aceite lubricante en buenas condiciones es fundamental, en especial cuando se trata de máquinas rotativas o en las que se da una transferencia de carga a través del lubricante . Con unas propiedades fisicoquímicas adecuadas, un estado óptimo de los aditivos, una contaminación mínima y niveles de desgaste normales, un aceite logra una mayor operatividad y una reducc ión de costes directos. En dicho estado óptimo, el lubricante cumple las siguientes funciones: •

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Generar una película cuya función es minimizar la fricción entre las partes metálicas, ya que un rozamiento continuado provocaría una tasa de desgastes anormales. Refrigerar las diferentes partes de la máquina . La temperatura normal de operación tiene un efecto a largo plazo tanto en los componentes como en el lubricante. Este último tiene, entre sus funciones principales, transferir el calor generado a zonas más frías. De esta manera logra minimizar la degradación térmica. Mantener la zona limpia de las diferentes impurezas que se generan en las áreas de trabajo.

A parte de estas funciones principales, en función del tipo de máquina o aplicación, los aceites pueden y deben cumplir otras funciones como, por ejemplo: • • •

Desaireación: Evitar y reducir en la medida de los posible la presencia de aire en la zona de trabajo o evaluarla lo más rápido posible. Demulsibilidad: Separar el agua del aceite para un purgado poster ior. Protección de la máquina frente a la corrosión.

4. Cuáles elementos debemos lubricar.

Al haber movimientos relativos hay fricción y desgaste, luego se debe efectuar buena lubricación.

Elementos de máquinas más importantes que requieren lubricación: •Cables •Cadenas •Acoples •Trenes de engranajes •Cojinetes •Rodamientos

Ejemplo

5. Qué factores afectan la lubricación.

El proceso habitual de degradación de un lubricante se origina a partir de fenómenos asociados con el entorno y el trabajo que realiza el fluido. Algunas de las causas más representativas son: La oxidación: fenómeno más habitual debido a la presencia de oxígeno en el aire La nitración. La sulfatación: dependiendo del elemento químico que lo genere.

La degradación no se produce de forma repentina, sino de manera gradual debido a una progresiva aparición de ácidos carboxílicos producto de la degradación . Dicho de otra forma, aumenta la acidez del lubricante. En función del equipo, ciertos factores afectan a la degradación y prevalecen sobre otros. Por ejemplo, en una turbina de gas la degradación se produce sobre todo por factores como la temperatura. En cambio, en un motor marino, el factor ácido tendrá mayor peso ya que muchos componentes de este tipo atacarán a la maquinaria y el aceite tendrá entonces la misión de evitarlo. El tipo de base lubricante también tiene influencia sobre el fenómeno de degradación. Las bases consideradas minerales presentan una degradación progresiva en el tiempo, mientras que en las sintéticas se observa un comportamiento muy estable.

6. Cuáles son los factores de operación que afectan la lubricación. La degradación de los lubricantes sintéticos y minerales afecta a la operatividad de todo tipo de maquinaria industrial, si no se toman las medidas adecuadas para evitar que este deterioro dañe componentes críticos o la máquina en su conjunto. Puede implicar elevados costes por paradas no planificadas e incluso acarrear consecuencias catastróficas. Cuando se logra reducir el riesgo operacional, por medio de acciones proactivas que garanticen la disponibilidad y mantenibilidad de las máquinas , se incide de forma directa en la productividad del negocio. En este sentido, al realizar una valoración de los diferentes riesgos operacionales en cada uno de los procesos y subprocesos de la operación, cabe destacar la influencia de la vida útil de máquinas rotativas en la mayoría de ellos. A raíz de esto y conociendo la influencia de la lubricación en el correcto funcionamiento de este tipo de maquinaria crítica, lleva a preguntar se qué factores influyen en la degradación de lubricantes como, por ejemplo:

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Velocidad Carga o presión Temperatura

7. Tipos o sistemas de lubricación.

Estática Como el propio título establece, este tipo de lubricación se da en elementos donde el lubricante no se desplaza, es estático, en estos casos suelen usarse grasas semisólidas que forman un conjunto con el propio mecanismo. Un ejemplo claro de este tipo de lubricación serían los rodamientos.

Dinámica La lubricación dinámica establece la premisa de que el lubricante desarrolle un movimiento, dentro de este grupo, se encuentran diferentes categorías en función del tipo de movimiento.

Por Barboteo Este tipo de lubricación utiliza el propio mecanismo para impulsar el aceite sobre los elementos, en ocasiones como se aprecia en el dibujo, se le acoplan unos impulsores denominados «cucharillas». Este sistema se utiliza en pequeños motores que funcionan a bajo régimen ya que al no ser una lubricación muy precisa no tolera grandes cargas sobre el tren alternativo por lo que no es de uso muy común.

A Presión El sistema de lubricación a presión es el más usado tanto en automoción como en motores marinos. Dentro de los motores lubricados a presión podemos diferenciar 2 subtipos; •

Lubricación a presión a «Baño de Aceite»

En el caso de la lubricación a presión a «baño de aceite», el aceite del cárter, se suministra por medio de una bomba y de unos conductos a las superficies o elementos con rozamiento, a continuación, el aceite se escurre de los componentes y vuelve al cárter por gravedad.

0) Filtro de Malla (Chupador) 1) Cárter 2) Bomba de Aceite 3) Válvula de Alivio de la presión de aceite (by-pass) 4) Enfriador de Aceite 4b) By-Pass del enfriador 5) Válvula de alivio del filtro 6) Filtro de Aceite 7) Manómetro de presión de aceite 8) Cigüeñal 9) Galería Principal de Aceite 10) Pistones 11) Árbol de Levas 12) Toberas de lubricación de levas taqués 13) Turbo Compresor 14) Eje de balancín (Flauta) 15) Conductos de Aceite hacia balancines 16) Compresor de Aire 17) Conducto de Aceite hacia eje de levas 18) Bomba de inyección

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Lubricación a presión a «Cárter seco»

En el caso de la lubricación a presión a «Cárter seco», el aceite no se aloja en el cárter, sino en un depósito externo, este se suministra por medio de una bomba y de unos conductos a las superficies o elementos con rozamiento, a continuación, el aceite se escurre de los componentes y vuelve al cárter por gravedad, el cárter cambia su función de almacenamiento

En este esquema podemos diferenciar perfectamente los siguientes elementos: 1) Cárter seco 2) Depósito de aceite 3) Depuradora de aceite 4) Bomba de trasiego 5) Bombas de circulación 6) Enfriadores de aceite 7) Filtros de aceite

Mixta Este tipo de lubricación es una combinación de los métodos anteriormente mencionados, tanto lubricación a presión como barboteo estos sistemas se aplican en motores mono cilindro, o motores de régimen relativamente bajo, no tienen tantos conductos como sistema a presión y el cigüeñal no incluye perforaciones, por lo que abarata los costes.

8. Cómo se clasifican los lubricantes, según su naturaleza.

Aceites Minerales: Los aceites minerales proceden del Petróleo, y son elaborados del mismo después de múltiples procesos en sus plantas de producción, en las Refinarías. El petróleo bruto tiene diferentes componentes que lo hace indicado para distintos tipos de producto final, siendo el más adecuado para obtener Aceites el Crudo Parafínico. Aceites Sintéticos Los Aceites Sintéticos no tienen su origen directo del Crudo o petróleo, sino que son creados de Subproductos petrolíferos combinados en procesos de laboratorio. Al ser más largo y complejo su elaboración, resultan más caros que los aceites minerales. Dentro de los aceites Sintéticos, estos se pueden clasificar en: OLIGOMEROS OLEFINICOS • • •

ESTERES ORGANICO POLIGLICOLES FOSFATO ESTERES

9. Cómo están compuestos los lubricantes a partir de crudos del petróleo. Un lubricante está compuesto esencialmente por una base + aditivos Las bases lubricantes determinan la mayor parte de las características del aceite, tales como: Viscosidad, Resistencia a la oxidación, Punto de fluidez. Las bases del aceite lubricante están hechas de una composición de fluido base que proviene del crudo de petróleo en un 85% a 95% siendo el compuesto que permite lubricar las piezas móviles del motor de tu vehículo, evitando así que acumulen calor. Este fluido base se complementa con una combinación de aditivos que pueden rondar entre el 5% y 15% aportando al lubricante las propiedades necesarias para el tipo de aplicación que se utilizará. Los aditivos también buscan regular la viscosidad del aceite, protegiendo así las diferentes piezas móviles contra el desgaste Constantemente se están realizando cambios y mejores en la industria de lubricantes, cambiando los productos a medida que los requerimientos de los nuevos tipos de herramientas y maquinarias cambian. Un conocimiento básico de la tecnología empleada en los distintos tipos de aceites lubricantes te ayudará a elegir los mejores lubricantes para cada necesidad

10. Tipos de aceite lubricantes derivados del petróleo, de acuerdo el servicio al que se han de aplicar. Los distintos tipos de aceites lubricantes que actualmente se usan en la industria para lubricar maquinaria y herramientas son en su gran mayoría de origen mineral y son extraídos del petróleo, pero existen otros tipos de aceites lubricantes como animal y vegetal, los cuales tiene un poder de lubricación mayor, sin embargo éstos últimos tienen muy poca estabilidad, se oxidan muy rápido y se descomponen fácilmente produciendo sustancias ácidas que atacan las superficies metálicas de tus herramientas y máquinas. Es por esta razón que en la lubricación de equipo de trabajo profesional se emplean, preferentemente, aceites minerales.

11. Qué es un lubricante sintético. Un lubricante sintético es un derivado del petróleo o sustancias químicas debidamente balanceadas. Se puede definir como un producto elaborado a partir de una reacción química entre varios materiales de bajo peso molecular para obtener otro de alto peso molecular, con propiedades específicas y características lubricantes superiores a las de los aceites derivados del petróleo que se utiliza como materia prima o base lubricante igualmente, se emplean en lugares donde los aceites no ofrecen una protección confiable, ya sea porque operan a altas o bajas temperaturas o en ambientes críticos Su desarrollo se debe, principalmente, a que cada día la maquinaria que se produce es más sofisticada y los mecanismos trabajan bajo condiciones de operación más críticas, resultandos insuficientes los lubricantes minerales. A esto se suma la crisis energética, que ha creado la necesidad de formular y fabricar lubricantes de larga duración En este aspecto, las actividades militares y la industria aeroespacial han desempeñado un papel muy importante en las nuevas formulaciones de dichos productos. Los lubricantes sintéticos se emplean cuando se requieren ampliar las frecuencias entre reubicación, reducir el consumo de potencia, disminuir la reposición de partes (repuestos) y alcanzar la máxima capacidad productiva de la maquinaria.