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• Elmer Cueva Requelme

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VISCOSIDAD 1. INTRODUCCIÓN

Viscosidad,

propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia a fluir; los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad. La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad, que se mide con un recipiente (viscosímetro) que tiene un orificio de tamaño conocido en el fondo. La velocidad con la que el fluido sale por el orificio es una medida de su viscosidad.

La importancia de la viscosidad correcta La viscosidad es la característica más importante de la lubricación de cualquier máquina. Si la viscosidad del aceite es muy baja para la aplicación, el desgaste es mayor por falta de colchón hidrodinámica. o Si la viscosidad del aceite es muy alta para la aplicación, el consumo de energía es mayor, el desgaste puede ser mayor por falta de circulación y el aceite se calentará por fricción. o

Solamente la viscosidad correcta maximizará la vida útil y la eficiencia del motor, transmisión, sistema hidráulico o lo que sea la aplicación. Un aceite delgado es menos resistente a fluir. Por eso su viscosidad es baja. Un aceite grueso es más resistente a fluir y por eso tiene una viscosidad más alta. Las viscosidades de los aceites normalmente son medidas y especificadas en centistoke (cSt) a 40°C o

100°C. Frecuentemente se habla de esta viscosidad como viscosidad dinámica o viscosidad cinemática. Esto es la viscosidad absoluta dividido por la densidad del aceite. En la practica es determinada midiendo el tiempo necesario para que pase una cantidad específica de aceite por un tubo capilar por gravedad a 40°C y/o 100°C. Por esta misma definición podemos ver que el aceite más viscoso ofrece más resistencia y consume más energía para moverse y permitir el movimiento de las piezas del motor, reductor, transmisión, sistema hidráulico o cualquier otro sistema que tenemos Normalmente se habla de viscosidad ISO para aceites industriales y viscosidad SAE para aceites automotriz. Los términos de viscosidad ISO y SAE no implican ninguna combinación de aditivos ni propósito específico. Solamente refieren a la viscosidad Cuando la temperatura ambiental es menor a 20°C, un aceite monogrado como un SAE 40, SAE 20W-50 o SAE 25W-60 no circula ni protege el motor en el momento del encendido. Además, este aceite es demasiado viscoso para pasar por el filtro de aceite. Esto causa la apertura de la válvula de alivio de presión en el filtro de aceite (o la base del filtro) y aceite sucio circula por el motor sin filtrarse Por eso se desarrollaron los aceites multigrados. Un aceite multigrado es un aceite menos viscoso, con aditivos (polímeros) que expanden en el calor para actuar como un aceite más viscoso. Los aceites baratos utilicen un aceite básico de poca calidad o poca resistencia, corregido por muchos polímeros. Estos aceites pierden su viscosidad con el uso y terminan aumentando el desgaste del motor. Los aceites sintéticos típicamente no contienen polímeros para mejorar su viscosidad. Simplemente son de alta viscosidad con un indice natural de viscosidad que cubren todas las temperaturas.

VISCOSIDAD ABSOLUTA O DINÁMICA Es la fuerza tangencial por unidad de área, de los planos paralelos por una unidad de distancia, cuando el espacio que los separa esta lleno con un fluido y uno de los planos se traslada con velocidad unidad en su propio plano con respecto al otro también denominado viscosidad dinámica; coeficiente de viscosidad La unidad de viscosidad dinámica en el sistema internacional (SI) es el pascal segundo (Pa.s) o también newton segundo por metro cuadrado (N.s/m2), o sea kilogramo por metro segundo(kg/ms): Esta unidad se conoce también con el nombre de poiseuille(Pl) en Francia, pero debe tenerse en cuenta que no es la misma que el poise (P) descrita a continuación: El poise es la unidad correspondiente en el sistema CGS de unidades y tiene dimensiones de dina segundo por centímetro cuadrado o de gramos por centímetro cuadrado. El submúltiplo el centipoise (cP), 10-2 poises, es la unidad más utilizada para expresar la viscosidad dinámica dado que la mayoría de los fluidos poseen baja viscosidad. La relación entre el pascal segundo y el centipoise es: 1Pa.s = 1 N.s/m = 1 kg/(m.s) = 103 cP1cP = 10-3 Pa.s La viscosidad dinámica es conocida también como absoluta. Viscosidad es la resistencia interna al flujo de un fluído, originado por el roce de las moléculas que se deslizan unas sobre otras. Analiza esto: en un sólido, existe una estructura cristalina donde unas moléculas se enlazan deforma rígida y su estructura no cambia; en cambio, en un fluído las moléculas no permanecen en el mismo lugar dentro de la masa, sino que se mueven, pero a la ves tratan de mantenerse unidas: ese esfuerzo por permanecer en un lugar fijo es la resistencia al flujo y determina la viscosidad. La viscosidad dinámica se toma del tiempo que tarda en fluir un líquido a través de un tubo capilar a una determinada temperatura y se mide en "poises" (gr/cm*seg). Es decir, es inherente a cada líquido en particular pues depende de su masa.

VISCOSIDAD CINEMÁTICA Es la razón de viscosidad a densidad de masa. En el sistema internacional (SI) la unidad de viscosidad cinemática es el metro cuadrado por segundo (m2/s). La unidad CGS correspondiente es el stoke (St), con dimensiones de centímetro cuadrado por segundo y el centistoke (cSt), 10-2 stokes, que es el submúltiplo más utilizado.1m /s = 106 cSt1cSt = 10-6 m /s

Se obtiene como cociente de la viscosidad dinámica (o absoluta) y la densidad. La unidad en el SI es el (m²/s). La unidad física de la viscosidad cinemática en el sistema CGS es el stoke

(abreviado S o St), cuyo nombre proviene del físico irlandés George Gabriel Stokes (18191903). A veces se expresa en términos de centistokes (cS o cSt). 1 stoke = 100 centistokes = 1 cm²/s = 0,0001 m²/s La viscosidad cinemática representa esta característica desechando las fuerzas que generan el movimiento. Es decir, basta con dividir la viscosidad dinámica por la densidad del fluído y se obtiene una unidad simple de movimiento: cm /seg (stoke), sin importar sus características propias de densidad. Unidades de viscosidad En el SI (Sistema Internacional de Unidades), la unidad física de viscosidad dinámica es el pascal-segundo (Pa·s), que corresponde exactamente a 1 N·s/m² o 1 kg/(m·s). La unidad cgs para la viscosidad dinámica es el po ise (1 poise (P) ≡ 1g·(s·cm)−1 ≡ 1dina·s·cm−2 ≡ 0,1 Pa·s), cuyo nombre homenajea al fisiólogo francés Jean Louis Marie Poiseuille (1799-1869). Se suele usar más su submúltiplo el centipoise (cP). El centipoise es más usado debido a que el agua tiene una viscosidad de 1,0020 cP a 20 °C. 1 poise = 100 centipoise = 1 g/(cm·s) = 0,1 Pa·s 1 centipoise = 1 mPa·s En el sistema imperial, el Reyn fue nombrado en honor de Osborne Reynolds: 1 Reyn = 1 lb f •sec• inches -2 = 6.89476 × 10 6 cp = 6890 Pa × s

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 en general están conformados por una Base más Aditivos

2. Las características principales de los lubricantes. Viscosidad Es la propiedad más importante que tienen los aceites y se define como la resistencia de un fluido a fluir. Es un factor determinante en la formación de la película lubricante. Como medida de la fricción interna actúa como resistencia contra la modificación de la posición de las moléculas al actuar sobre ellas una tensión de cizallamiento. 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 cizallamiento (t ) por el gradiente de velocidad (D). m =t / D El aceite se adhiere tanto a la superficie en movimiento como la superficie estacionaria. El aceite en contacto con la superficie en movimiento se desliza con la misma velocidad (U) de la superficie, mientras que el aceite en contacto con la superficie estacionaria tiene velocidad cero. La película de aceite puede visualizarse como una serie de capas de aceite que se deslizan a una fracción de la velocidad U, la cual es proporcional a la distancia desde la superficie estacionaria.

3. Aspectos Generales De Los Lubricantes ¿Cómo está compuesto un lubricante? 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 lubricantes pueden ser  

Minerales: Derivados del petróleo Sintéticas: Químicas.

Funciones De 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 mejorar la eficiencia de operación

Los lubricantes también contribuyen al enfriamiento de la maquinaria ya que acarrean calor de las zonas de alta fricción hacia otros lados (radiadores, etc.) enfriándola antes de la próxima pasada. En resumen, las principales funciones de los aceites lubricantes son:        

Disminuir el rozamiento. Reducir el desgaste Evacuar el calor (refrigerar) Facilitar el lavado (detergencia) y la dispersancia de las impurezas. Minimizar la herrumbre y la corrosión que puede ocasionar el agua y los ácidos residuales. Transmitir potencia. Reducir la formación de depósitos duros (carbono, barnices, lacas, etc.) Sellar

¿Cómo se clasifican los aceites lubricantes? Los lubricantes se diferencian por:   

Por su composición. Por su calidad. Por su grado de viscosidad.

Según su Composición pueden ser:   

De base mineral. De base semisintética. De base sintética.

4. Los Aditivos Los aditivos son sustancias químicas que se añaden en pequeñas cantidades a los aceites lubricantes para proporcionarles o incrementarles propiedades, o para suprimir o reducir otras que le son perjudiciales. Aditivos Destinados A Retardar La Degradación Del Lubricante. Aditivos Detergentes-Dispersantes. Los aditivos detergentes-dispersantes tienen la misión de evitar que el mecanismo lubricado se contamine aun cuando el lubricante lo esté. La acción de estos dispersantes es la evitar acumulaciones de los residuos, los cuales se forman durante el funcionamiento de la máquina o motor y mantenerlos en estado coloidal de suspensión por toda la masa del aceite. Aditivos Anticorrosivos y antioxidantes. Para proteger contra la corrosión a los

materiales sensibles por una parte, y por otra para impedir las alteraciones internas que pueda sufrir el aceite por envejecimiento y oxidación