LUBRICANTES SOLIDOS NATURALES:

Los compuestos lubricantes usados en las máquinas son en su mayoría sustancias grasas destinadas a evitar el contacto directo entre piezas metálicas en movimiento de rotación o desplazamiento por fricción, entre las cuales el lubricante intercala una fina película sobre los metales, evitando así el calentamiento y el desgaste al interponerse entre los mismos.

Desde los engranajes y ejes de un cronómetro, hasta, digamos por ejemplo, las ruedas de un tren, pasando en medio por cualquier tipo de máquinas, rodados, elásticos de flejes de autos, la intervención del lubricante se hace presente, sea en forma de líquido aceitoso liviano y transparente usado en relojes y máquinas de precisión, o bajo el aspecto pesado y compacto de grasas para rodados de transportes de cargas, etc.

Para las personas emprendedoras que buscan por vocación a la industria la oportunidad de elaborar un producto casero noble y de técnica sencilla, dedicamos estas lineas en las que presentamos la preparación de lubricantes caseros en su técnica más sencilla para hacer más accesible la oportunidad de iniciarse en la industria.

En muchas aplicaciones no se pueden utilizar grasas o aceites, ya sea por la dificultad de aplicarlos, por problemas de sellado o por condiciones ambientales desfavorables. Por lo tanto, ha sido necesario desarrollar una serie de lubricantes sólidos de baja fricción, tal como el Bisulfuro de Molibdeno (Mo S2), que previenen el desgaste y que mantienen una película más o menos permanente enlazada a las superficies metálicas. Son utilizados como lubricantes sólidos, entre otros, el Bisulfuro deMolibdeno, el grafito, bentonitas, el talco, greda (con base silicosa), óxido de Zinc (Zn O2) y otros.

GRAFITO:El grafito coloidal de horno elétrico, se ha venido utilizando por su gran untuosidad, para resolver problemas de lubricación que sin él se consideraban insalvables, tal como la lubricación seca a temperaturas extremas, separación de moldes, etc.

El grafito tiene gran dispersabilidad en un gran número de líquidos, una alta resistencia a la oxidación a elevadas temperaturas, es inatacable por ácidos y alcalinos y tiene idéntica polaridad en todas las partículas cargadas eléctricamente.

Además no se dilata por el calor, es adhesivo a las superficies metálicas y es buen conductor del calor y de la electricidad. El grafito puede ser natural o artificial. Cuando se utilice el grafito en dispersiones debe tenerse en cuenta, hacerlo con un criterio autorizado o consultar a la casa suministradora para que ella instruya convenientemente, pues aquí, más que en cualquier otra modalidad de lubricación, los errores pueden ser muy perjudiciales, ya que el medio dispersante a utilizar varía considerablemente.Tales dispersores generalmente son el agua destilada, el aceite mineral, elaceite de resino, los lubricantes y resinas sintéticas, naftas, octano, eptano, etc., añadiéndoseles el grafito, en diferentes proporciones. BISULFURO DE MOLIBDENO:El bisulfuro de molibdeno como lubricante se viene utilizando desde el año1950, en el que se descubrió que reunía muchas de las cualidades dellubricante ideal.El bisulfuro de molibdeno es resistente al ataque de muchos ácidos, es atacadopor el agua regia, ácido clorhídrico hirviente (CIH). No es magnético, es semiaislante.El lubricante seco solamente se utiliza con resultados satisfactorios cuando,por razones de extremas temperaturas, altas o bajas, no pueden mantenersepelículas líquidas y en atmósferas polvorientas, donde las películas líquida noresultan convenientes, así como en mecanismos de altísima precisión cuyaspiezas están montadas sin juego, o donde haya peligro de deterioro depelículas líquidas que pudieran alterar movimientos en aparatos ultrasensibles.Sin embargo, sus mejores resultados, tanto técnicos como comerciales los dacuando trabaja disuelto por una serie de solventes específicos para cada clasede trabajo a desempeñar.Estos productos los cuales se ha aditivado el bisulfuro de molibdenogeneralmente son: Fluidos minerales, aceites sintéticos, siliconas, grasas,consistentes de litio, resinas sintéticas, disolventes orgánicos y resinas

termoplásticas.Las condiciones y características que lo distinguen de los aceites lubricantesconvencionales, son las siguientes:1. Adherencia tenaz.2. Aumento de la capacidad de carga.3. Disminución del desgaste.4. Protección en el arranque en frío.5. Disminución de temperaturas operacionales.6. Absorción de impactos y vibraciones.

APLICACIONES DEL BISULFURO DE MOLIBDENOEntre las aplicaciones donde el bisulfuro de molibdeno se considera superior acualquier otro lubricante, pueden citarse:1. Cojinetes plásticos.2. Ambientales polvorientos y abrasivos.3. Estirado de alambres, perfiles y tubos en siderúrgica.4. Uniones roscadas, válvulas y husillos en aparatos de oxígeno y nitrógenolíquido.5. Como lubricante en el vacío.6. Aditivo o grasa como solución de severos problemas de desgastes en partesvitales de aviones y ferrocarriles.7. Ventiladores expuestos a altas temperaturas, empaquetaduras de asbesto detubos, puestas de caldera, industrias cementeras en especial.8. Montaje en general de trituradores de piedras, molinos, prensas, rodillos detractores, chumaceras, engranajes, pernos, tuercas, sin- fines, pasadores,bombas, ejes, turbinas.9. Industrias pesadas o livianas donde existan problemas de fuertes cargas,extrema temperatura, ambientes corrosivos y severos desgastes.10. Cojinetes de laminadores.

 

Tipos de lubricantes naturales

Las grasas y los aceites se producen en los tres reinos de la naturaleza, de manera que los tenemos presentes en el reino animal, vegetal y mineral. Sin lugar a dudas, los primitivos lubricantes fueron enteramente de origen animal y más adelante se emplearon los de origen vegetal en forma de aceites, y por último con los progresos de la química pudieron obtenerse los lubricantes minerales destilados de la hulla y del petróleo. No podemos decir que en el orden de enumeración hayan sido desalojados los citados en primer término por los que le siguen, porque en todos los cambios e innovaciones los cambios bruscos no existen; todo en la naturaleza se produce por medio de transiciones insensibles que lo llevan de uno a otro punto suavemente, insensiblemente, hasta que, por medio de combinaciones progresivas y/bien estudiadas, se alcanza el mejoramiento de un producto

Entre las grasas animales figuran en primer término las obtenidas de la fauna marítima, especialmente cetáceos, focas y lobos marinos; las grasas de vacunos, cerdos y caballos, entre ellas el aceite de pie de buey -llamado también aceite de pata- muy estimado como lubricante para las máquinas agrícolas. Luego siguen los derivados químicos de estas substancias: glicerinas, oleínas, ácidos grasos, etc., y las múltiples mezclas y combinaciones que con lodos estos productos se pueden fabricar.

Entre los lubricantes vegetales se encuentran casi todos los aceites y grasas no secantes obtenidas de las semillas oleaginosas, predominando por sus excelentes condiciones de lubricante para motores de aviación el aceite de ricino de alto grado de viscosidad.

Por último mencionaremos los lubricantes derivados de la destilación de la hulla y del petróleo especialmente, tales cómo la jalea de petróleo -vulgarmente vaselina- y el aceite de vaselina o aceite de parafina (vaselina liquida). Tenemos también un lubricante sólido que es el grafito que se emplea además en múltiples aplicaciones industriales de alto valor.

LUBRICANTES SINTÉTICOS

ORIGEN

Aceites preparados en laboratorio a partir de compuestos de bajo peso molecular para obtener compuestos de alto peso molecular con propiedades predecibles.Los lubricantes sintéticos son desarrollados y usados para aplicaciones especiales donde los productos obtenidos del petróleo no son adecuados.Los aceites sintéticos son fluidos fabricados sintéticamente y adecuados para la lubricación (por ejemplo, aceites de ésteres, por medio de síntesis catalítica de ácidos grasos con alcohol).Para determinados sectores de aplicación, estos líquidos cuentan con propiedades superiores a las de los aceites lubricantes minerales. Sin especificar más detalladamente los diferentes grupos de sustancias, las ventajas de los aceites sintéticos en el campo técnico de la lubricación son su alta estabilidad térmica y a la oxidación, la favorable relación viscosidad – temperatura, el alto punto de inflamación y el buen comportamiento en frío.

QUÍMICA DE LOS LUBRICANTES SINTÉTICOS

Los aceites sintéticos son producidos mediante reacciones químicas en las cuales la presión, la temperatura y la relación de los compuestos es cuidadosamente controlada. El costo de este producto es la suma de la materia prima mas el costo individual de cada proceso. La materia prima es en su gran mayoría obtenida del petróleo procesado térmicamente y del gas natural.El Etileno y sus derivados son las materias primas mas usadas en la elaboración de aceites sintéticos.

TIPOS DE LUBRICANTES SINTETICOS

Existe una gran cantidad de lubricantes sintéticos, cada uno de ellos posee características particulares que los hacen aptos para determinados equipos y aplicaciones. Los principales son:

HIDROCARBUROS SINTETIZADOSPOLI ALFA OLEFINAS (PAO)ALQUIL BENCENOS

POLIISOBUTILENOSESTERESESTERES DEACIDOS DIBASICOS(DIESTERES )ESTERES DE POLIOLESTERES DE FOSFATOPOLIALQUILEN GLICOLSILICONAS, SILICATOS, SILOXANOS.

HIDROCARBUROS SINTETIZADOS

Son elaborados mediante la combinación químicade varios hidrocarburos de bajo peso molecular. Dentro de este grupo, los más importantes son las polialfaolefinas, alquil bencenos y poliisobutilenos que son polímeros de una molécula original.

POLIALFAOLEFINAS

Son muy similares a los aceites parafínicos, pero de un nivel de refinación y pureza mucho más elevado. Son estructuras de hidrocarburos y no contienen azufre, fósforo, metales ni ceras.

CARACTERISTICAS: Buena estabilidad térmica, que les permite trabajar hasta los 180°C. Excelente fluidez a baja temperatura debido a que no contienen ceras, pudiendo operar entre los -42 y -65°C. Alto índice de viscosidad, superior a 135. Baja volatilidad. Buena resistencia a la oxidación, siempre y cuando se les incorporen aditivosantioxidantes. Cuando no los tienen, su capacidad antioxidante es inferior a la de los minerales,atribuida a la ausencia de azufre el cual oxidación. Son compatibles con los aceites minerales. Tienen capacidad limitada para disolver los aditivos que requiere el lubricante y tienden a contraer los sellos. Para superar estas desventajas, se agrega una determinada cantidad de diéster o polioléster y compuestos que mejoran el desempeño frente a los sellos. Prácticamente lasPAO ya se están aplicando en la mayoría de los campos de la lubricación.

APLICACIONES: Se emplean como fluidos base en lubricantes para motores, engranjes industriales y automotrices, transmisiones automáticas, compresores, turbinas, cojinetes que trabajan a altas temperaturas y como fluidos hidráulicos.

ALQUIL BENCENOS

Se producen mediante la reacción de una olefina con el benceno o con otros componentes aromáticos. Los alquil bencenos pueden ser lineales o ramificados dependiendo de las cadenas alquílicas unidas al anillo bencénico.

CARACTERISTICAS: muy buenas propiedades a baja temperatura, buena solubilidad de aditivos. El índice de viscosidad es bajo, aproximadamente 50 para los de cadena lineal y mucho menor para los de cadena ramificada.La estabilidad térmica es buena, muy similar a la de las PAO. Su lubricidad es comparable a la de las bases nafténicas.

APLICACIONES: En compresores, transformadores, sistemas de refrigeración, engranajes y sistemas hidráulicos. Cuando se cambia de aceite mineral a alquil bencenos, se puede producir descarbonación debido a su capacidad disolvente.

POLISOBUTILENOS

Se producen por la polimerización de los butenos e isobutilenos. Su principal aplicación es como aislante en transformadores. También se aplica en la extrusión del aluminio cuando éste se debe templar posteriormente. Se utiliza como complemento de básicos de hidrocarburos en formulaciones de aceites semisintéticos para motores de altas revoluciones, especialmente de dos tiempos, por su baja tendencia a producir humos y formar carbones

ESTERES

Los ésteres son el resultado de la reacción químicade un ácido orgánico y un alcohol.Cuando un ácido tiene dos grupos carboxilos (grupofuncional característico de los ácidos orgánicos)se llama diácido y el producto de su reaccióncon alcohol se denomina diéster. El alcohol quetiene más de un grupo hidroxilo (grupo funcionalcaracterístico de los alcoholes) se llama poliol. Elproducto de la reacción de un ácido orgánico conun poliol, recibe el nombre de éster de poliol.

DIESTERES

CARACTERISTICAS: Los diésteres presentan propiedades naturales de lubricidad y de alta detergencia y dispersancia, por lo que reciben el nombre de lubricantes de operación limpia. Su estabilidad térmica les permite trabajar hasta los180°C. Pueden operar a baja temperatura, ya que sus puntos de congelación están entre -50 y -60°C. El índice de viscosidad es alto, cercano a 140. Tienen baja volatilidad, alta solvencia tanto para los aditivos como para los depósitos, limpiando los lodos dejados anteriormente; tienden a disolver barnices y lacas. Reblandecen los

elastómeros de los sellos, por lo que se recomienda utilizar con estos aceites, sellos de vitón y buna N de nitrilo mediano a alto. Son compatibles con los aceites minerales y son biodegradables.

APLICACIONES, se emplean como lubricantes para: Compresores, maquinaria textil y automotores. En la fabricación de grasas que deben operar en rangos de temperatura muy amplios. Como fluidos hidráulicos de alta temperatura, y en pequeñas cantidades se utilizan con las PAO para mejorarles la solvencia de aditivos.

CAMBIO DE ACEITES MINERALES ADIESTERES

Drenar el aceite caliente inmediatamente después de parar el equipo. Drenar el aceite del filtro, enfriadores y líneas. Limpiar los depósitos, barnices, lodos y gomas de los cilindros y válvulas. Cambiar los elementos del filtro de aceite. Chequear, limpiar, o reemplazar los filtros de aire.

ESTERES DE POLIOL

CARACTERISTICAS: Son similares a las de losdiésteres, pero tienen mayor estabilidad a altas temperaturas que éstos. Los puntos de congelación varían entre - 30 y -70°C, dependiendo de los compuestos utilizados en la reacción. Poseen alto índice de viscosidad, superiores a 140, muy baja volatilidad, alta detergencia y dispersancia naturales; mayor biodegradabilidad y estabilidad a la oxidación que los diésteres y el ataque a los sellos es igual a éstos.

APLICACIONES: Tienen gran aplicación en la lubricación de turbinas de aviación, debido a su excelente desempeño a altas y bajas temperaturas, que son justamente las características de operación de estos equipos. En la lubricación de turbinas industriales; cadenas de los hornos; para la elaboración de grasas de altas temperaturas y resistentes al fuego y en aceites para motores de dos tiempos de bajas emisiones de humo. En la reacción de esterificación, se forma agua como subproducto, la cual debe ser eliminada. Cuando el agua está presente como contaminante en un lubricante tipo éster, bajo ciertas circunstancias puede producir la reacción conocida como hidrólisis, la cual invierte la reacción, formando nuevamente el alcohol y el ácido iniciales. Si los ácidos formados son fuertes, se pueden presentar problemas de corrosión. Algunos aditivos pueden estimular la hidrólisis, por lo que se debe ser muy crítico en la selección de los aditivos. El hierro y el zinc presentes también pueden promover la hidrólisis. Esta es más probable que ocurra en los diésteres que en los ésteres de poliol y en caso de que ocurra en éstos, los materiales formados son menos corrosivos

ESTERES DE FOSFATOSu síntesis se efectúa a partir del oxicloruro de fósforo y alcoholes o fenoles. Los fenoles pueden ser obtenidos sintéticamente o del alquitrán del carbón.

CARACTERISTICAS: Tienen excelentes propiedades de resistencia al fuego, las cuales provienen de la presencia de fosfato en una molécula orgánica. No significa ésto, que sean ininflamables. Si la fuente de energía es muy alta y las condiciones son favorables ocurre el fenómeno. Presentan moderada estabilidad térmica, buenas propiedades de lubricidad, buena adhesividad, baja

volatilidad. Sus características viscosidad-temperatura son muy pobres, por lo que su índice de viscosidad es muy bajo, entre 0 y 40. Su punto de congelación está entre -3 y -30°C. Poseen alto punto de llama, superior a 320°C, e igualmente un alto punto de autoignición el cual supera los 500°C. Atacan las pinturas y sellos convencionales, por lo que se recomiendan sellos de vitón y las resinas epóxicas cuando se requiere pintar las superficies.

APLICACIONES: Su principal aplicación es como fluido hidráulico resistente al fuego. En la lubricación de: compresores cuando la temperatura del aire de descarga es alta y de cojinetes de turbinas de vapor. Como aditivos antidesgaste en los lubricantes minerales y sintéticos, debido a que reacciona con el hierro de las superficies metálicas, formando aleaciones de fósforo, que actúan como un reducidor de fricción de bajo punto de fusión.

POLIALQUILEN GLICOLES- PAG

También llamados poliglicoles, pueden ser obtenidos por polimerización de óxidos de etileno, o de propileno o una mezcla de ambos para formar copolímeros. En este caso, la relación de óxido de etileno a óxido de propileno en la estructura de la molécula, tiene un efecto muy grande en la solubilidad con otros fluidos.

CARACTERISTICAS: Las características de los poliglicoles, dependen del monómero utilizado, así como de la relación entre éstos cuando se trata de copolímeros; del peso molecular y de los grupos terminales de la molécula los cuales pueden ser dioles, si el iniciador de la reacción es agua o glicol y un monoéter si el iniciador

es un alcohol. Los poliglicoles elaborados a partir de los óxidos de etileno, son solubles en agua e insolubles en hidrocarburos estando la cantidad de agua que pueden tolerar, determinada por las temperaturas de poliglicoles obtenidos a partir de óxidos de propileno, son solubles en hidrocarburos, pero no en agua. De ahí, la influencia de la relación de unos y otros en el desempeño de los copolímeros. Estas características de solubilidad, son importantes tenerlas en cuenta porque al utilizar un lubricante soluble en hidrocarburos, en contacto con ellos, tiende a absorberlos diluyendo el lubricante al punto en que la viscosidad es insuficiente para ofrecer una lubricación adecuada, lo que podría ocurrir en un compresor de gas. En este caso, se debe utilizar un PAG, insoluble en hidrocarburos. Los PAG, tienen muy buenas propiedades lubricantes, resistencia de película y capacidad antidesgaste, destacándose la extraordinaria capacidad para soportar todo tipo de cargas y scaracterística de muy baja fricción. Poseen muy buena estabilidad química y térmica, cuando los PAG se someten a condiciones extremas, también se forman ácidos, pero en lugar de formar cadenas poliméricas, se empiezan a descomponer con un decrecimiento gradual de la viscosidad; la ventaja de esta reacción es que no se forman depósitos pesados de carbón. Tienden a evaporarse durante su operación a las más altas temperaturas, utilizándose como portadores para la dispersión de grafito. Sus excelentes propiedades viscosidad-temperatura se manifiestan en los elevados índices de viscosidad, que pueden oscilar entre 150 y 400. Mediante la incorporación de aditivos antioxidantes adecuados se consiguen lubricantes estables de larga vida. Presentan puntos de fluidez relativamente bajos, entre -20 y - 50°C. Son biodegradables. Su compatibilidad con otros lubricantes es pobre, presentan inestabilidad al corte y una limitada solubilidad de aditivos. Se debe tener precaución en la selección de pinturas y sellos en los equipos que utilizan estos aceites pues no todos son resistentes a los PAG.

APLICACIONES: Su buena estabilidad a altas temperaturas, los hace importantes en la lubricación de compresores de aire y su insolubilidad con el gas natural (los que son insolubles) permite aplicarlos en compresores de gas de proceso. LosPAG se emplean en la lubricación de engranajes y cojinetes industriales que trabajen a altas temperaturas, como algunos encontrados en la industria textil, del caucho, del papel y plásticos, principalmente cuando su solubilidad en agua es importante.

Tienen aplicación como aceites de corte, pudiendo separarse de la solución acuosa a altas temperaturas, lubricando las superficies calientes de la herramienta y de la pieza de trabajo. Cuando se utiliza como fluido de temple de metales, la formación de la película de PAG en el metal caliente controla la velocidad de enfriamiento. Los insolubles en agua, se utilizan como fluidos de transferencia de calor, fluidos hidráulicos para alta temperatura y de resistencia al fuego, en la lubricación de compresores de refrigeración (R-12, R-22, con temperaturas en el evaporador hasta de 73°C) del tipo de tornillo con cámara de compresión húmeda (el aceite está en contacto con el refrigerante).

SILICONAS

Las siliconas son compuestos orgánicos con enlaces de silicio y oxígeno en sus moleculas. En ellas el silicio sustituye al carbón como elemento primario.

CARACTERISTICAS: Poseen índices de viscosidad excepcionalmente altos, superior a 300, bajo punto de fluidez y buena estabilidad térmica y a la oxidación. Si ésta ocurre, los productos de descomposición incluyen óxidos de silicio, que pueden ser abrasivos. Son químicamente inertes, no tóxicos, resistentes al fuego y repelentes del agua. La principal desventaja es su baja tensión interfacial por lo que tienden a expandirse y no forman una película lubricante efectiva. Son compatibles con un gran número de plásticos y elastómeros. Ofrecen poca protección contra el desgaste, y su respuesta a aditivos anti desgaste y reducidores de fricción es pobre debido a su baja solubilidad con ellos, razón que limita su aplicación sólo en condiciones hidrodinámicas (en las cuales hay una película completa de lubricante separando las superficies metálicas). Tienen baja volatilidad.

APLICACIONES: El principal uso de las siliconas es como fluido base en grasas que operen en temperaturas de un rango muy amplio, o muy altas; en grasas para válvulas que tienen contacto con el gas cloro y otros agentes químicos oxidantes o corrosivos, también son usados como fluidos hidráulicos especiales y en la lubricación de compresores y cojinetes de los ventiladores de los hornos

CARACTERISTICAS, tienen excelentes propiedades:Viscosidad-temperatura y estabilidad térmica, bajo punto de fluidez, buena estabilidad frente a la oxidación.Se descomponen fácilmente en presencia de agua.

APLICACIONES: Se utilizan como fluidos de transferencia de calor y como fluido hidráulico especial. Se emplean también en transformadores y su rango de utilización se extiende entre -22 y 260°C.

ESTERES DE POLIFENIL

CARACTERISTICAS: Poseen una excelente estabilidad térmica que les permite trabajar a temperaturas cercanas a los 500°C, resistencia a la oxidación a altas temperaturas y a la radiación. Sin embargo su uso está restringido a temperaturas ambientes, por su alta viscosidad.

APLICACIONES: Se utilizan como fluidos de transferencia de calor, como lubricante para bombas de alto vacío, como fluido base para grasas resistentes a la radiación y en complejos de generación de energía atómica.

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LUBRICANTES SEMISINTETICOSEl término Semisintético implica un producto terminado en cual su fase sintética no ha sido completada o se encuentra combinada con material no sintético.CaracterísticasSon demasiado variables ya que dependen de las diferentes combinaciones de bases que se realiza, tanto en calidad como en cantidad. Sus principales características son:- Mayor índice de viscosidad- Puntos de fluidez más bajos- Mayor punto de inflamación- Mayor resistencia a la oxidación- Baja volatilidadLos principales beneficios de este lubricante son:- Ahorro de lubricante- Mayores periodos de cambio- Ahorro de energía motriz

- Temperatura más baja de operación- Suave arranque en frió- Buena protección contra el desgaste

CARACTERISTICAS DEL ACEITE SINTETICO

Estructura MolecularLos lubricantes sintéticos están especialmente diseñados para proporcionar un excepcional rendimiento tanto a elevadas como a bajas temperaturas. Más concretamente las ventajas son las siguientes:- Excelente arranque: Los aceites base convencionales contienen trazas de ceras que dificultan el movimiento del aceite en frío. Esto puede retrasar algunos segundos la llegada del aceite a algunos puntos del motor; esos segundos son críticos pues se producen desgastes. Los aceites sintéticos están especialmente formulados por lo que al no contener ceras desaparece éste problema. Esto significa mejor arranque y menores desgastes.- Intervalos de cambio de aceite más largos: Los aceites sintéticos son mucho mejores frente a los procesos de oxidación y pueden estar en servicio durante largos intervalos antes de su cambio. Esto significa que se utiliza menos aceite, ahorrando dinero y ayudando a mejorar el Medio Ambiente.- Motores más limpios: En los procesos de oxidación se producen lodos y depósitos que se quedan en el motor. Los lubricantes sintéticos son resistentes a estos procesos disminuyendo en gran medida la formación de lodos y depósitos. Esto hace que el motor esté más limpio y que trabaje de forma más eficaz.

Algunas Ventajas y desventajas de los AceitesSintéticos- Son más costosos (4-8 veces el aceite mineral )- No se deben mezclar- Para ciertas condiciones de trabajo son difíciles de conseguir

Aspectos que deben tener en cuenta al implementar un Lubricante Sintético- Verificar la compatibilidad de los sellos con el aceite.

- Debido a la alta detergencia natural de los aceites sintéticos, el equipo donde se vaya a implementar el aceite debe estar completamente limpio.- Se debe chequear periódicamente el nivel de aceite.- Nunca se de debe rellenar con una aceite diferente al que se esté usando y menos si es de base mineral.

Características y Ventajas• Elevado Índice de Viscosidad > 120• Elevada estabilidad térmica• Buena resistencia a la oxidación• La velocidad de oxidación de un aceite se puede medir de acuerdo con el TAN ( número ácido total)Algunos no son inflamables a altas temperaturas.• Mínima cantidad de residuos de evaporación.• Adecuada protección contra la corrosión en ambientes críticos• Buena demulsibilidad• Baja tendencia a la formación de espuma.• Elevada conductividad térmica.• Alta adhesividad a las superficies metálicas.• Alta miscibilidad a bajas temperaturas y baja solubilidad a altas temperaturas, con todos los freones, en caso de los aceites para refrigeración.• Conservación de la energía.Reducen el consumo de energía en los equipos que lubrican, aproximadamente en un 11 % .• Bajo coeficiente de tracción.Selección de un aceite SintéticoSe deben tener en cuenta los siguientes factores para justificar el empleo de un aceite sintético:- Control de la fricción de desgaste.- Temperatura de operación.- Compatibilidad con los productos de proceso.- Control de la corrosión y de la herrumbre.- Paros en la producción.- Control de contaminantes, como gases de hidrocarburo (propano, isobutano, etileno), agua, sal, ácidos, etc.- Alta detergencia y capacidad de limpieza natural.- Tendencia a ablandar los cauchos (usados en los equipos como retenes).Rangos de temperatura de trabajo para diferentes lubricantes sintéticos. °C- Hidrocarburos sintetizados - 40 180

- Esteres de ácido dibásticos - 38 180- Esteres de poliol - 25 222- Poliglicoles - 29 222- Esteres de fosfato - 26 149- Para un aceite sintético- Hallar el adecuado grado ISO.- Seleccionar la base sintética requerida.- Hacer el análisis de costo, con el fin de determinar su factibilidad económica.- Verificar que exista un equivalente en el mercado.- Compatibilidad con otros aceites

¿Cómo se elaboran los aceites sintéticos?

Un material sintetizado, es el que se produce por combinación química o por construcción de moléculas complejas derivadas de moléculas menos complejas. Los lubricantes sintéticos están hechos de un SCRATCH, durante el proceso de destilación del petróleo. Los básicos de lubricantes sintéticos son también producidos de gas etileno. El gas etileno es destilado durante el proceso de destilación y reacciona para formar moléculas complejas, saturadas que son utilizadas para la producción de básicos sintéticos.Debido a que el etileno es utilizado como un producto para producir refrigerantes automotrices (anticongelantes), el alto costo de la materia prima es debido a la alta demanda por el gas etileno. Este alto costo del gas, es una de las razones para que los lubricantes sintéticos tengan un costo más alto.

Menor coeficiente de fricción de los SintéticosEste es otro importante ítem a favor de los aceites sintéticos, dado que su uniformidad molecular permite mayor economía de energía al reducir las pérdidas por fricción.

Valores típicos de coeficiente de fricción

Distribución de pesos moleculares

Ventajas de rendimiento de los aceites sintéticos• Los aceites sintéticos están hechos a medida por la mano del hombre y tienen controlada su estructura molecular.• No hay componentes de bajo peso molecular, por lo tanto la volatilidad y el consumo de aceite, están reducidos hasta un 40%.• No hay componentes perjudiciales de alto peso molecular que impacten en la fluidez a baja temperatura y en la formación de residuos. Rendimiento de los aceites minerales• Los aceites minerales son mezclas de hidrocarburos, con diversas propiedades.• Los componentes de bajo peso molecular (PM) impactan la volatilidad del aceite y producen mayor consumo de aceite.• Los componentes de peso molecular altoafectan la fluidez en baja temperatura y la formación de residuos.

Los lubricantes sintéticos permiten también realizar un importante ahorro de energía, de acuerdo al tipo de maquinaria o componente en el que es utilizado.

Compresores:Reciprocante 3-7%Tornillo 2-5%Centrífugo 3-5%Turbinas 1-3%Caja de Engranajes 1-5%

Rodamientos:Ventiladores 3-5%Bombas 3-5%Motores 3-5%

Principales Ventajas de los Aceites SintéticosUn índice muy importante a tener en cuenta es la cantidad de carbón presente en 208L de lubricante, comparando los aceites minerales con el sintético diester, para lo cual se realiza el siguiente cálculo:208 kgs. x 0.45%* = 0,936 kgs. (Aceite mineral)208 kgs. x 0.02%* = 0,0416 kgs. (Aceite sintético diester)

¿Qué hace a los lubricantes sintéticos diferentes?

A diferencia de los aceites minerales, que son una mezcla compleja de hidrocarbones producidos naturalmente, los básicos sintéticos

son productos elaborados en su mayoría con la misma molécula en configuración y tamañoLos aceites básicos producidos por la Madre Naturaleza a partir del petróleo, carecen de una estructura molecular uniforme y varían dependiendo de la calidad y la procedencia del crudo. Los aceites sintetizados, no varían, lo que mejora su habilidad para desempeñarse en un amplio rango de temperaturas. Adicionalmente a su tamaño y estructura uniforme, los fluidos sintéticos, tienen también idénticas uniones moleculares muy fuertes y una estructura saturada. Debido a que la síntesis es hecha de un gas, los sólidos como las ceras, no son contenidas en los productos finales, como sucede en los procedimientos para elaborar básicos tradicionales. Además, los sintéticos tienen un alto índice de viscosidad natural, -que hace que el aceite se adelgace menos con las altas temperaturas y que se engruese menos en las bajas temperaturas-

Ventajas de los lubricantes sintéticos.

La combinación de una estructura molecular uniforme, idénticos y fuertes enlaces moleculares, una estructura molecular saturada y un producto libre de cera, proporcionana los básicos sintéticos grandes ventajas de desempeño sobre los aceites básicos convencionales.

.Gran protección en altas y bajas temperaturas.

La principal ventaja en el desempeño de los aceites sintéticos es su aplicación en un amplio rango de temperaturas de servicio. Los sintéticos tienen una mayor resistencia de película --mas protección-- y gran estabilidad térmica bajo una gran variedad de temperaturas de operación, cuando son comparados con los aceites minerales. Los sintéticos proporcionan completa lubricación rápidamente y reducen el desgaste de los componentes.

Fluidez superior a bajas temperaturas.

Los sintéticos, tienen un desempeño sobresaliente en bajas temperaturas, proporcionan un mejor flujo al arranque en extremadamente bajas temperaturas, así como gran estabilidad en altas temperaturas. Dado que un alto porcentaje del desgaste ocurre en el arranque de los equipos y los sintéticos pueden fluir

mejor y proporcionar la protección necesaria, el equipo queda protegido. El punto de congelación de un aceite lubricante, es la más baja temperatura a la que un aceite puede fluir. Los aceites convencionales contienen ceras disueltas, cuando un aceite se enfría, las ceras comienzan a separarse como cristales que se unen. Estos cristales forman una estructura rígida que atrapa el aceite en pequeños espacios en la estructura. Cuando la estructura de cristales de cera es suficientemente completa, el aceite ya no fluye.El uso de los sintéticos en aplicaciones externas durante el invierno en regiones árticas, permite menores reemplazos de componentes y una operación libre de interrupciones en muy bajas temperaturas.

Desempeño Superior.

La estructura molecular uniforme de los sintéticos, proporciona una mayor resistencia de película. Los aceites sintéticos, pueden ser utilizados en situaciones de lubricación a película delgada o lubricación escasa, debida a altas cargas y bajas velocidades o altas velocidades, alto torque y alta potencia, donde los lubricantes convencionales fallan. Por eso es que los sintéticos son utilizados ampliamente en autos de competencia. Adicionalmente, los sintéticos tienen una película muy estable al corte y no requieren de un aditivo para mejorar es característica aún en altas o bajas temperaturas. Los sintéticos tienen una menor volatilidad, lo que repercute en un menor consumo de aceites. El uso de los sintéticos, requiere menor relleno de aceite, debido a una menor tasa de evaporación.

¿Cuándo utilizar sintéticos?

Los lubricantes proporcionan funciones básicas, como el control de la fricción, temperatura, desgaste y corrosión. Los lubricantes sintéticos, deben ser utilizados donde una o más de esas funciones no pueden ser cubiertas por los lubricantes convencionales.Aplicaciones típicas de la industria para los sintéticos incluyen ambientes de trabajo muy calientes, o sucios, altas cargas y bajas velocidades o exposición a climas muy fríos. Deberán evitarse aplicaciones en las que los sistemas sean especialmente sucios y querequieren un cambio frecuente de aceites para mantener un aceptable nivel de limpieza ISO, o cuando las fugas en los sistemas no pueden ser fácil o económicamente eliminadas.

Los productos mas avanzados disponibles actualmente.

Los lubricantes sintéticos son los productos más avanzados, elaborados por la industria de los aceites. Estos productos deberán ser utilizados donde se requieran capacidades extraordinarias de protección y donde los lubricantes tradicionales fallan.Desafortunadamente, los sintéticos no están siendo utilizados efectivamente en la industria. Hay muchas aplicaciones en los equipos, donde los sintéticos deberían estarse utilizando y podrían salvar miles de dólares anualmente. En la mayoría de los casos, el alto costo de los sintéticos es una razón por la cuál los usuarios no seleccionan un aceitesintético. Sin embargo, en la mayoría de los casos, el alto costo de los sintéticos, se paga por sí mismo, en términos de ahorros en su desempeño prolongado y en la mejoría de la operación y protección de los equipos y sus componentes.

- Grasas sintéticas: En este grupo se incluyen las grasas basadas en aceites sintéticos, tales como aceites ésteres y siliconas, que no se oxidan tan rápidamente como los aceites minerales. Las grasas sintéticas tienen por ello un mayor campo de aplicación. Se emplean distintos espesantes, tales como jabón de litio, bentonita y PTFE (teflón). La mayoría de las calidades están de acuerdo a determinadas normas de pruebas militares, normalmente las normas American MIL para aplicaciones y equipos avanzados, tales como dispositivos de control e instrumentación en aeronaves, robots y satélites. A menudo, estas grasas sintéticas tienen poca resistencia al rozamiento a bajas temperaturas, en ciertos casos por bajo de -70º C.

USOS_ Bandas y cadenas transportadoras._ Equipo agrícola, de construcción y de minería._ Equipo automotriz y marino._ Rodamientos de motores eléctricos._ Rodamientos de bolas._ Rodamientos de rodillos._ Rodamientos axiales._ Operación a altas temperaturas._ Máquinas y herramientas._ Turbinas de vapor, bombas, compresores

Ventiladores.

CARACTERÍSTICAS_ Alto punto de goteo._ Buena estabilidad mecánica._ Buena adecuación a altas velocidades y buenaadherencia._ Excelente resistencia a la oxidación y al ambiente húmedo._ El alto índice de viscosidad del aceite sintético le permite operar dentro de un amplio rango de temperaturas, sin cambios apreciables en el comportamiento de la grasa._ Vida útil prolongada permitiendo períodos de lubricación mas largos._ Adecuadas para ser usadas en presencia de empaques y sellos )._ No son corrosivas para el hierro, bronce, latones y aluminio._ Excelentes cualidades anti desgaste._ Permite soportar altas cargas en forma continua cargas variables por largos períodos de tiempo.

REFRIGERANTES

Refrigerantes tradicionales de CFC

Refrigerante R12 

El Difluordiclorometano es un representante del grupo CFC. Está caracterizado por presentar un PDO alto ( =1) y un elevado potencial de calentamiento global (PCG = 8500). Es un gas claro con un olor específico, 4,18 veces más pesado que el aire. Es uno de los más difundidos y seguros en la operación de los refrigerantes. En una atmósfera que contiene una fracción en volumen mayor a un 30% del R'12, la asfixia tiene lugar como resultado de la falta del oxígeno. La concentración de tolerancia (CT) en particular bajo la exposición de dos horas, corresponde a un contenido en el aire en términos de fracción en volumen de 38,5...30,4%. No es un explosivo, pero a una temperatura superior T > 330 oC se descompone con formación de cloruro de hidrógeno, fluoruro de hidrógeno anhidro y  trazas del gas venenoso llamado fósgeno. Se mezcla en toda proporción en aceites, no conduce la corriente eléctrica y se diuelve muy poco en agua. La fracción en volumen de humedad en R-12 para refrigeradores domésticos no debe exceder 0,0004 %. R12 deshidratado es neutral a todos los

metales. Se caracteriza por una alta fluidez que facilita su penetración a través de los pequeños poros del hierro comercial. Al mismo tiempo gracias a la alta fluidez del R-12 los aceites refrigerantes penetra a través de las partes gomosas y reduce su escape. Ya que el R-12 es un buen disolvente de muchas sustancias orgánicas, durante la manufactura de almohadillas se usan gomas especiales, sevanita o paronita. En los equipos de refrigeración, el R-12 fue ampliamente usado para obtener temperaturas medias.     

Refrigerante R11 

El Fluortriclorometano, es un gas pesado (4,74 veces tan pesado como el aire), relacionado al grupo de los CFCs. Se caracteriza por un alto PDO ( = 1). De acuerdo con el Protocolo de Montreal desde Enero de 1996 debió detenerse la producción del R -11. Para el organismo humano el R-11 es inofensivo, no es explosivo, se disuelve en toda proporción en aceites minerales. Es insoluble en agua, permitiendo una proporción de humedad en masa no mayor que 0,0025%. El refrigerante deshidratado es neutral a todos los metales, excepto a las aleaciones que contienen más de un 20 % de magnesio. La temperatura de ebullición normal es de 23,8 oC. El efecto refrigerante volumétrico de R11 es bajo, es usado en máquinas de refrigeración bajo temperatura de ebullición por encima de -20 oC.  R11 fue ampliamente usado en aire acondicionados industriales, compresores de turbinas de potencia media y alta.

Refrigerante R502.

Una mezcla azeotrópica de los refrigerantes R22 y R115. La proporción en masa de R22 constituye el  48,8%, y de  R115, el 51,2%. Está relacionado con el grupo de los CFCs. Tiene las siguientes características ecológicas: PDO = 0,33; PCG = 4300. No es explosivo,  tiene baja toxicidad y es químicamente inerte a los metales. R502 se mezcla en aceites, los coeficientes de tranferencia de calor durante la ebullición y condensación son cercanos a los valores correspondientes al R-22.  R502 es muy poco soluble en agua. La concentración de tolerancia de este refrigerante en el aire es de 3000 mg/m3. Su efecto de refrigeración volumétrico es más alto y la temperatura de descarga es aproximadamente  20 oC más baja que la del R-22, que se manifiesta positivamente sobre la temperatura de la bobina del motor eléctrico durante la operación del compresor de refrigeración

hermético. R502 fue usado en dispositivos de refrigeración de compresión a temperatura baja.  

Refrigerantes tradicionales de HCFC

Refrigerante R22.

El Difluorclorometano se relaciona con el grupo de los HCFCs. Tiene un bajo potencial de agotamiento de la capa de ozono (PDO = 0,05) y un potencial de calentamiento global no muy alto PCG = 1700, es decir las características ecológicas del R - 22 son mejores que las del R-12 o del R-502. Es un as claro con un débil olor a cloroformo, más venenoso que el R-12, no es explosivo ni combustiona en atmósfera de oxígeno. Comparado con el R12, y el R22 es menos soluble en aceite, pero fácilmente penetra a través de los poros y es inerte a los metales. La industria de refrigeración produce aceites de alta calidad para el R-22. Bajo temperatura más altas que 330 oC, R22 se descompone en presencia de metales produciendo las mismas sustancias que R-12. Es poco soluble en agua. La fracción de humedad en el no debe exceder 0,0025%. El coeficiente de transferencia de calor durante la ebullición y condensación es 25 - 30 % más alto que el de R-12. Sin embargo, R22 tiene más alta presión de condensación y temperatura de descarga (en máquinas refrigerantes).  La concentración de tolerancia de este refrigerante en el aire es de 3000 mg/m3   bajo exposición de una hora. Este refrigerante es ampliamente usado para obtener temperaturas bajas en dispositivos de refrigeración de compresión, en sistemas de aire acondicionado y en bombas de calentamiento. En dispositivos de refrigeración que operen con R22, es necesario usar aceites minerales o alquilbencenos. Usted no puede mezclar R-22 con R-12 ya que se formará una mezcla azeotrópica.

Por su poder de efectividad R-502 and R22 son relativamente similares. Los dispositivos refrigerantes que usan R502 como fluido actuante pueden ser adaptados para usar R22. Sin embargo, como se estableció arriba,  R22 tiene más alta presión de vapor saturado y consecuentemente más alta temperatura de descarga. 

Refrigerante R123 

Se relaciona con el grupo HCFC. La temperatura de ebullición bajo presión atmosférica es 27,9 oC. El potencial de degradación del ozono es PDO = 0,02, y el potencial de calentamiento global es  = 90. La masa molecular es 152,9. El refrigerante fue desarrollado para sustituir de los dispositivos refrigerantes al R - 11. El efecto de refrigeración teórico del ciclo con R123 constituye el  0,86 relativamente al del R-11. La temperatura de condensación y la presión son 10 .. 15 % más baja que las del R11. En combinación con el  R123, se recomienda usar aceites refrigerantes alquilbencenos o la mezcla de aceite mineral con alquilbencenos

Propósito del Aceite para RefrigeraciónEl aceite para refrigeración es necesario para una operación adecuada del compresor, en un sistema de refrigeración mecánica. Además de lubricar las partes móviles del compresor, el aceite realiza las siguientes funciones: a) remueve el calor de los cojinetes y lo transfiere al exterior, b) ayuda a formar un sello más positivo, cuando están cerradas las válvulas de succión y descarga, y c) amortigua el ruido generado por las partes móviles dentro del compresor. En los compresores abiertos, el aceite también evita que el sello de la flecha se seque y se deteriore. En compresores rotativos y de tornillo, el aceite forma un sello entre el rotor y las paredes internas de la cámara de compresión, para retener el vapor de refrigerante mientras está siendo comprimido.El aceite para refrigeración es un mal necesario, se necesita para la operación adecuada del compresor, pero inevitablemente, se va con el refrigerante y puede causar varios problemas en el sistema, Debido a que se mezcla y viaja con el refrigerante,el aceite debe cumplir con algunos requerimientos especiales para realizar sus funciones en el compresor, sin crear problemas que no puedan resolverse en otras partes del sistema. Para un mantenimiento efectivo, se requiere una total comprensión de dichos requerimientos especiales.

Requerimientos del Aceite paraRefrigeración

El conocimiento de las características de los aceites para refrigeración, incumbe principalmente a los fabricantes de equipo. Sin embargo, es importante para los técnicos y mecánicos en refrigeración, comprender los principios básicos de selección de aceites, para que puedan resolver los problemas que pudieran

resultar, por no usar los aceites adecuados en las instalaciones de refrigeración.Un buen aceite para refrigeración debe reunir las cualidades que a continuación se enlistan.1. Mantener su viscosidad a altas temperaturas.2. Mantener buena fluidez a bajas temperaturas.3. Ser miscible con los refrigerantes a las temperaturas de trabajo.4. Tener buena (alta) capacidad dieléctrica.5. No tener materia en suspensión.6. No debe contener ácidos corrosivos o compuestos de azufre.7. No formar depósitos de cera (flóculos) a las bajas temperaturas del sistema.8. No dejar depósitos de carbón al entrar en contacto con superficies calientes dentro del sistema.9. No contener humedad.10. No formar espuma.11. Ser química y térmicamente estable en presencia de refrigerantes, metales, aislamientos, empaques, oxígeno, humedad y otros contaminantes. Tal aceite para refrigeración sería perfecto para todos los sistemas, pero no existe. Por lo tanto, se seleccionará el aceite que más se acerque a estas propiedades y que cubra las necesidades específicas del sistema.

Propiedades de los Aceites Lubricantes

La lubricación es la separación de partes en movimiento por una película de aceite, mientras más cercanas están estas partes unas de otras, más importante se vuelve la lubricación.El aceite circula a través del sistema con el refrigerante.Los aceites para refrigeración deben tener ciertas propiedades, porque se mezclan con los refrigerantes. El aceite entra en contacto directo con los devanados calientes del motor, en unidades herméticas y semiherméticas; por lo que debe ser capaz de soportar temperaturas extremas, y no ser dañino al refrigerante y al equipo. Además, debe mantener viscosidad suficiente, para permitir una lubricación adecuada. Asimismo, el aceite se enfría a la más baja temperatura del sistema, y debe permanecer fluido en todas las partes. La fluidez de la mezcla aceite - refrigerante, es determinada por el refrigerante utilizado, las temperaturas, las propiedades del aceite y su miscibilidad con el refrigerante.Todos los compresores requieren lubricación. Los fabricantesde compresores, generalmente recomiendan el tipo de lubricante y la viscosidad que debe usarse, para asegurar una operación

adecuada y la durabilidad del equipo. Esta recomendación se basa en varios criterios, tales como la lubricidad, compatibilidad con los materiales de construcción, estabilidad térmica y miscibilidad con el refrigerante. Para asegurar una operación eficiente, es importante seguir las recomendaciones del fabricante.