Fundamentos de la Lubricación Industrial: Tipos, Funciones y Propiedades Clave

Funciones Esenciales de la Lubricación

• Disminuir el Rozamiento (Fricción): El contacto sólido con sólido produce desgaste prematuro en las piezas sometidas a fricción, generando gran cantidad de calor. La lubricación también disminuye la potencia requerida del motor al reducir la fuerza de rozamiento entre dos piezas.
• Refrigerar: El lubricante tiene la capacidad de disipar el calor generado por los componentes que están a alta temperatura. Posteriormente, este calor se transfiere al ambiente a través del radiador de aceite o el cárter.
• Favorecer la Estanqueidad: El aceite que queda entre los segmentos del motor aumenta la estanqueidad entre el cilindro y dichos segmentos, mejorando la eficiencia de la combustión.
• Proteger contra la Corrosión: Para proteger los elementos metálicos y las aleaciones que forman el motor, los lubricantes poseen propiedades anticorrosivas que pueden mejorarse con aditivos específicos.
• Eliminar Impurezas: El aceite arrastra consigo partículas pequeñas que se desprenden de los elementos. Las transporta por el sistema de lubricación hasta el filtro, donde quedan retenidas, evitando que circulen y dañen otros componentes.

Clasificación de los Tipos de Lubricación

Lubricación Fluida

Se caracteriza por la existencia de una película de lubricante que separa completamente las superficies en movimiento.

• Hidrodinámica: Cuando un eje gira dentro de un cojinete, la presión de la película de lubricante que separa los dos elementos se crea por el movimiento de la superficie al alcanzar cierta velocidad. Es fundamental la velocidad para mantener la separación.
• Hidrostática: Se produce cuando se introduce aceite, aire o agua a presión externa entre las superficies que están en contacto para poder separarlas. La separación no depende de la velocidad del movimiento.
• Elastohidrodinámica: Ocurre en cojinetes que soportan cargas altas o engranajes que transmiten mucha potencia. Cuando hay contacto, aumenta la viscosidad del lubricante y las superficies se deforman elásticamente. A medida que disminuye la carga, el metal recupera su forma original.

Lubricación Marginal (o de Capa Límite)

En este régimen se produce una bajada de la viscosidad y, al no haber una capa gruesa de lubricante, no es posible tener una lubricación fluida.

Para que se dé este tipo de lubricación se tienen que cumplir las siguientes condiciones:

• Aumento de la carga.
• Poca área de contacto.
• Baja velocidad de la superficie móvil.
• Aumento de la temperatura del lubricante.
• Disminución de la cantidad de lubricante suministrado.

Otros Regímenes de Lubricación

Estos regímenes se definen en función de la relación entre el espesor de la película lubricante (E) y la rugosidad de la superficie (R).

• Por Película Completa: El espesor de la película de lubricante (E) es mayor que la rugosidad (R) en la superficie de contacto.
• Mixta: En algunos puntos el E es mayor que el R y en otros puntos menor. Existe contacto parcial entre las asperezas.
• Límite: Se da cuando el E es casi inexistente. La protección depende de las propiedades químicas de los aditivos.

Características y Composición de los Lubricantes

Aceites Base

Constituyen la mayor parte del volumen del lubricante y determinan sus propiedades fundamentales.

• Minerales

  Son derivados del petróleo y están formados por compuestos parafínicos, nafténicos y aromáticos. Los parafínicos suelen encontrarse en mayor proporción, alcanzando hasta el 70% de la composición.

• Semisintéticos

  Son compuestos por una base mineral (alrededor del 70-80%) y una base sintética (20-30%) que mejora las propiedades del lubricante.

• Sintéticos

  Son aceites que se elaboran a partir de ingredientes naturales, fragmentando y reconstruyendo las moléculas. Así se consigue eliminar las moléculas que no tienen calidad lubricadora y se reemplazan por otras de mejor rendimiento.

Aditivos

Son compuestos químicos que se añaden a los aceites base para mejorar sus propiedades existentes o incorporar nuevas funcionalidades.

• Detergentes
• Neutralizantes
• Dispersantes
• Antioxidantes
• Mejoradores de la viscosidad
• Reductores del desgaste
• Anticongelantes
• Anticorrosivos
• Antiespumantes
• Aditivos de extrema presión (EP)

Viscosidad

La viscosidad es la resistencia de los fluidos a fluir. En el caso de tener dos placas, una inferior que es fija y otra superior, esta última puede moverse aplicándole una fuerza. La viscosidad determina la fuerza necesaria para mantener el movimiento relativo entre las capas del fluido.