Ensayo Sobre Aceites Lubricantes 1s4z6c

República Bolivariana De Venezuela Ministerio Del Poder Popular Para La Educación Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño

ENSAYO SOBRE LOS ACEITES LUBRICANTES

Autor: Leonardo Torres C.I: 25341911

Maracaibo, Febrero 2018

Aceites Lubricantes Los Lubricantes, son una sustancia que, colocada entre dos piezas móviles, no se degrada y forma asimismo una capa que se interpone e impide el o entre las dos superficies, permitiendo así su movimiento incluso

a

elevadas

temperaturas

y

presiones.

conformados por una Base más Aditivos.

Los

mismos

están

De allí, que existan distintas

sustancias lubricantes dependiendo de su composición y presentación: por ejemplo los líquidos: de base (origen) mineral o vegetal, los cuales son necesarios para la lubricación hidrodinámica y son usados comúnmente en la industria, motores ó como lubricantes de perforación. Por su parte los semisólidos: son las denominadas "Grasas". Su composición puede ser mineral, vegetal y frecuentemente son combinadas con muchos tipos de lubricantes sólidos como el Grafito, Molibdeno o Litio. Mientras que los sólidos: son un tipo de material que ofrece mínima resistencia molecular interna por lo que por su composición ofrece óptimas condiciones de lubricación sin necesidad de un aporte lubricante líquido o semi-sólido. El más común es el Grafito aunque la industria está avanzando en investigación en materiales de origen metálico. Es de acotar, también que existe otra clasificación por su naturaleza, encontrándose entre ellos el mineral: que son los aceites provenientes del refinado del petróleo. Los sintéticos: creados de forma sintética y no tienen origen natural, cuya característica principal es que tienen mayor resistencia térmica y mejores propiedades anti-desgaste, éstos no tienen su origen directo del Crudo o petroleo, sino que son creados de Sub-productos petrolíferos combinados en procesos de laboratorio. Y finalmente los semisintéticos: que resultan de una mezcla de ambos aceites (mineral y sintético) el cuál le da propiedades diferentes a las que poseen cada uno como individual.

Aunado a esto se resalta, que los aceites básicos son un componente tipo hidrocarburo de aceites lubricantes terminados, diferente del aditivo o paquete de aditivos, producido por un mismo fabricante según las normas especificas de manufactura, independientemente del tipo de crudo y/o del sitio de producción, e identificado por un número de formula ó número de identificación del producto único, o ambos. Éstos son clasificados por el API en cinco grupos de acuerdo a su pureza o características. Estos aceites forman la base adicionar aditivos que los hacen aptos para diferentes usos. La selección del aceite básico utilizado en la formulación y su calidad marcará la calidad del producto final. Entre las características críticas: Estabilidad contra la oxidación. Esto es afectado por la cantidad de moléculas saturadas, el contenido de azufre, y el contenido de nitrógeno. Compatibilidad con otros aceites, retenes, y contaminantes. Esto es afectado por la demulsibilidad y el punto anilina. Seguridad – El punto de encendido y la toxicidad. Volatilidad – El punto de encendido y la evaporación (prueba NOACK). Características físicas – El color, translucencia, y limpieza (código ISO 4406). Índice de viscosidad – El punto de fluidez, cuanto tendrá que adicionar de polímeros, etc. Resultando que los aceites básicos minerales son refinados de petróleo, como gasolina, diesel, keroseno, asfalto, gases y otros químicos. Y los Aceites básicos sintéticos que resultan de una conversión de una mezcla de moléculas a otra mezcla compleja. Los más comunes son polialfaolefinas (PAO), Diesteres, Poliol esteres, y polyalkylene glycol (PAG).

Grupo I Los aceites que contienen menos que 90% moléculas saturadas, más de 0.03% azufre, o un índice de viscosidad entre 80 y 120 son clasificados como Grupo I. Estos son productos del proceso tradicional de destilación y refinación. Frecuentemente contienen 20 a 30% aceites aromáticos. Normalmente

tienen

un

índice

de

viscosidad

debajo

de

95.

Grupo II Los aceites que tienen más de 90% de sus moléculas saturadas, menos de 0.03% azufre, y un índice de viscosidad entre 80 y 120 son clasificados como API grupo II. Normalmente son hidrocraqueados o hidroprocesados después de una refinación tradicional. Este proceso satura las moléculas de hidrocarburos, creando un producto más resistente a la oxidación y absorción de hollín. También son más resistente a la evaporación. Son más transparente que aceites grupo I y tienen una vida útil mayor. Grupo III Los aceites que tienen más de 90% de sus moléculas saturadas, menos de 0.03% azufre, y un índice de viscosidad obre 120 son clasificados como API grupo III. Estos aceites son hidrocraqueados más que los del grupo II, usando mayores presiones y temperatura. En la mayoría de los países del mundo, estos aceites son llamados sintetizados o sintéticos, aunque no son desarrollados

como

los

aceites

sintéticos

tradicionales.

Grupo IV Los polialfaolefinas son fabricados por la sintetización de diferentes compuestos de petróleo u otros materiales para características específicas. Así pueden ser formuladas para cualquier rango de viscosidad. Son excelentes

cuando

las

temperaturas

son

extremas.

Grupo V Este grupo incluye todo lo que no entra en otras categorías, incluyendo PAG, ésteres de fosfato, silicona, polioéster, etc. A veces son utilizados en mezclas con los otros para mejorar sus propiedades. Los aceites formulados para autos o compresores principalmente de aceite grupo IV normalmente tienen algo de ésteres para mejorar su solvencia y mantener el sistema limpio, resistir mayores temperaturas y mantener los aditivos en suspensión.

Tabla del American Petroleum Institute

Características más importantes de cada grupo

Ahora bien, como se plantea al inicio, un lubricante está compuesto esencialmente por una base más aditivos. Las bases lubricantes son las que determinan la mayor parte de las características del aceite, tales como: viscosidad, resistencia a la oxidación, punto de fluidez. Estas pueden ser Minerales: Derivados del petróleo ó Sintéticas: Químicas. En cuanto al Indice de Viscosidad, (IV) es un método que adjudica un valor numérico al cambio de la viscosidad de temperatura. Un alto índice de viscosidad indica un rango relativamente bajo de viscosidad con cambios de temperatura y un bajo índice de viscosidad indica un alto rango de cambio de viscosidad con la temperatura. Es decir, si un aceite de alto índice de viscosidad y un aceite de bajo índice de viscosidad tienen la misma viscosidad a temperatura ambiente, a medida que la temperatura aumenta el aceite de alto IV se adelgazará menos, y por consiguiente, tendrá una viscosidad mayor que el aceite de bajo IV a temperaturas altas. Por su parte el punto de inflamación, corresponde a la temperatura en la cual el aceite despide suficientes vapores que se inflaman cuando una llama abierta es aplicable. Cuando la concentración de vapores en la superficie es lo suficientemente grande a la exposición de una llama, resultará fuego tan pronto como los vapores se enciendan. De aquí que el punto de fuego, se obtendrá de una temperatura a la cual los vapores serán liberados lo suficientemente rápido para soportar la combustión. Mientras que, el punto de fluidez de un aceite lubricante representa la mínima temperatura a la cual este fluye sin ser perturbado bajo la condición específica de la prueba. Los aceites contienen ceras disueltas que cuando son enfriados se separan y forman cristales que se encadenan formando una estructura rígida atrapando al aceite entre la red. Cuando la estructura de la cera esta lo suficientemente completa el aceite no fluye bajo las condiciones de la prueba. Por lo tanto la agitación mecánica puede romper la estructura cerosa, y de este modo tener un aceite que fluye a temperaturas menores a

su punto de fluidez. Es por ello que en ciertos aceites sin ceras, el punto de fluidez esta relacionado con la viscosidad. Además, los residuos de carbón, o cenizas sulfatadas de un aceite lubricante son el residuo en porcentaje que permanece una vez quemada una muestra de aceite. Donde el residuo inicial es tratado con ácido sulfúrico y se quema el residuo tratado. Es una medida de los componentes no combustibles (usualmente materiales metálicos) que contiene el aceite. Por lo general los aceites minerales puros no contienen materiales que forman cenizas. De lo expuesto anteriormente se deduce que, la función del lubricante radica en 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. De igual modo, desempeñan también la función de "selladores" ya que todas las superficies metálicas son irregulares (vistas bajo microscopio se ven llenas de poros y ralladuras). Por consiguiente, el lubricante "llena" los espacios irregulares de la superficie del metal para hacerlo "liso", además sellando así la "potencia" transferida entre los componentes. De allí la importancia de la viscosidad, puesto que si el aceite es muy ligero (baja viscosidad), no va a tener suficiente resistencia y la potencia se va a "escapar" mientras que si el aceite es muy pesado o grueso (alta viscosidad), la potencia se va a perder en fricción excesiva (y calor). Por lo que es necesario considerar que la viscosidad de cualquier fluido cambia con la temperatura, incrementa a medida que la temperatura disminuye y disminuye a medida que la temperatura aumenta. Es por ello, que se hace apremiante determinar las viscosidades de un aceite lubricante a temperaturas diferentes, tomando en cuenta que una vez seleccionado el aceite para la aplicación, la viscosidad debe ser lo suficientemente alta para

garantizar una película lubricante pero no tan alta que la fricción fluida sea excesiva. Otra función de los lubricantes es, que también contribuyen al enfriamiento de la maquinaria ya que acarrean calor de las zonas de alta fricción hacia otros lados (radiadores, etc.) éstos actúan enfriándola antes de la próxima pasada. En resumen se puede decir entonces, que 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.) y sellar. Para cumplir esta función es preciso recordar que está compuesto esencialmente por una base más aditivos, por lo tanto es preciso abordar también los aditivos, los cuales 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. Entre los tipos de aditivos se pueden encontrar los antioxidantes: que retrasan el envejecimiento prematuro del lubricante. Los antidesgaste extrema presión (EP): Forman una fina película en las paredes a lubricar, estos se emplean mucho en lubricación por barboteo (Cajas de cambio y diferenciales). Asimismo, los antiespumantes: que evitan la oxigenación del lubricante por cavitación reduciendo la tensión superficial y así impiden la formación de burbujas que llevarían aire al circuito de lubricación. Los antiherrumbre: que evitan la formación de óxido en las paredes metálicas internas del motor y la condensación de vapor de agua. Los detergentes: Son los encargados de arrancar los depósitos de suciedad fruto de la combustión. Los dispersantes: son los encargados de transportar la suciedad arrancada por los aditivos detergentes hasta el filtro o cárter del

motor. Los espesantes: es un compuesto de polímeros que por acción de la temperatura aumentan de tamaño aumentando la viscosidad del lubricante para que siga proporcionando una presión constante de lubricación. Y por ultimo los diluyentes: que son un aditivo que reduce los microcristales de cera para que fluya el lubricante a bajas temperaturas. A modo de conclusión, es de inferir que el lubricante cumple variadas funciones dentro de una máquina o motor, entre ellas disuelve y transporta al filtro las partículas fruto de la combustión y el desgaste, distribuye la temperatura desde la parte inferior a la superior actuando como un refrigerante, evita la corrosión por óxido en las partes del motor o máquina, evita la condensación de vapor de agua y sella actuando como una junta determinados componentes. Su propiedad es el petroleo con una destilación fraccionada; reducir la fricción entre partes se conoce como Lubricación y la ciencia que la estudia es la tribología. Todo lubricante se compone de una base, que puede ser mineral o sintética y un conjunto de aditivos que le confieren sus propiedades y determinan sus características, aclarando además que cuanto mejor sea la base menos aditivos necesitará, sin embargo se necesita una perfecta comunión entre estos aditivos y la base, pues sin ellos la base tendría unas condiciones de lubricación mínimas.

Referencias

http://www.monografias.com/trabajos10/lubri/lubri.shtml https://es.wikipedia.org/wiki/Lubricante https://www.youtube.com/watch?v=EmvietU6MGU https://www.quiminet.com/articulos/que-son-los-aceites-lubricantes-4024.htm http://www.widman.biz/Seleccion/basicos.html https://www.quiminet.com/articulos/aceites-basicos-en-la-industria-4113030.htm http://www.sencamer.gob.ve/sencamer/normas/829-02.pdf