GRASAS LUBRICANTES

GRASAS LUBRICANTES

Las grasas lubricantes son aceites minerales espesados con jabones. El jabón actúa como base o soporte del aceite.Tanto las propiedades de la base como del aceite lubricante, así como las proporciones de cada uno de estos componentes, proporcionan las características físico-químicas que son las que determinan el uso y aplicaciones de cada tipo.

CARACTERISTICAS DE LAS GRASAS
Las principales características de las grasas son:

1. CONSISTENCIA:
Es el grado de dureza o resistencia a la penetración. Generalmente depende de los elementos que la componen, de la cantidad, y del proceso de elaboración.
La consistencia se mide con el Penetrómetro.
El ensayo se reduce a dejar el Penetrómetro sobre la superficie de la grasa, sin más fuerza que la de su propio peso y durante 25 seg. Se observa en la carátula lo que ha penetrado en décimas de milímetro. Esta prueba se realiza a una temperatura estándar de 25ºC.
El peso del Penetrómetro es de 150 gramos de peso.
La A.S.T.M (American Society Testing Materials) Sociedad Americana para prueba de Materiales, y la NLGI (National Lubricating Grease Institute)

Instituto Nacional de Grasas, determinan la penetración en el siguiente cuadro:

2. ESTABILIDAD:
La estabilidad de una grasa es la constante que determina el comportamiento del producto en lo referente a la separación del jabón y del aceite ante las duras agresiones de temperatura, velocidad y presión, que deben soportar durante su trabajo o bien durante el almacenamiento prolongado.
El fenómeno de no estabilidad se aprecia por la formación de una capa superficial de aceite líquido sobre la masa total de la grasa. Son poco estables las grasas a base de calcio.

3. REVERSIBILIDAD:
Se entiende por reversibilidad en una grasa la propiedad de recuperar su estructura primitiva una vez separados el aceite y el jabón por acción de su elevada temperatura y velocidad. Es casi una propiedad imprescindible en las grasas destinadas a la lubricación de rodamientos.

4. PUNTO DE FUSION Y DE GOTA:
Es la temperatura en la cual una grasa deja de compenetrarse como tal y se transforma en un aceite y un jabón ambos por separado. Si se prosigue calentando la fluodificación se irá incrementando hasta que se desprenda una gota.

5. ADHERENCIA O PEGAJOSIDAD:
La adherencia o pegajosidad de una grasa la determina casi exclusivamente la clase de jabón empleado. Las grasas fibras presentan mayor adherencia que las mantequillosas.

Esta propiedad es importante cuando se trata de engrasar sistemas muy revolucionados (giratorios).

OTRAS GRASAS
También existen otras clases de grasas que no son las de aceites minerales espesados con jabones. Citaremos entre ellas:
A. Grasas fabricadas con lubricantes sintéticos espesados con jabones, o aceites de siliconas
B. Grasas fabricadas con lubricantes espesados, no con jabones sino con arcillas coloidales (Bentone).
C. Grasas fabricadas con bisulfuro de molibdeno, grafito, etc.
El empleo de las grasas a base de siliconas va extendiéndose rápidamente a pesar de su menor capacidad lubricante con respecto a las de aceites minerales y de su precio muchísimo más elevado, por su perfecto comportamiento ante la temperatura, la cual no le afecta hasta pasados los 200ºC.
Además, una de las propiedades más interesantes de este tipo de grasas es la gran diferencia en pérdida de peso con las normales ante un mismo ataque térmico.
En las grasas de muy buena calidad elaboradas a base de aceites minerales, la pérdida de peso experimentado al exponerlas a una temperatura de 65ºC durante cuarenta horas, es de un 35 a un 40% mientras que la misma experiencia realizada con las de siliconas da un valor oscilante alrededor del 4%.

SELECCIÓN DE LUBRICANTES

ACEITE CONTRA GRASAS:
El uso de uno u otro dependerá más o menos, del diseño del cojinete, de las condiciones de trabajo y del tipo de máquina que se va a lubricar.

VENTAJAS DE LAS GRASAS
1. La frecuencia de lubricación es usualmente menor cuando se usa grasa que cuando se usa aceite. Esto hace a la grasa ideal para puntos de lubricación de difícil acceso.

2. La grasa es menos propensa a derramarse del alojamiento de un cojinete, por su naturaleza plástica, especialmente en lugares poco cubiertos.

3. Usualmente se necesita menos grasa para la buena lubricación de un cojinete que la que se necesitaría en el caso de usarse aceite.

4. La grasa actúa como un sello contra el polvo, la suciedad y el agua.

VENTAJAS DE LOS ACEITES:

1. El aceite se adapta más a todas las partes de una máquina, como cojinetes engranajes y correderas.

2. El aceite es más fácil de manipular en el vaciado y llenado de cárteres o depósitos cerrados. Por ejemplo: Caja de velocidades.

3. Es más fácil controlar la cantidad correcta de lubricante en un cojinete cuando se utiliza aceite.

4. El aceite es más adecuado para una escala amplia de temperatura y condiciones de operación. Si debido a las altas temperaturas de operación se requiere el enfriamiento del aceite podemos usar un sistema circulatorio de aceite, o serpentines de enfriamiento.

5. Los aceites ofrecen una escala más amplia de viscosidad a elegir para un campo más amplio de velocidades y cargas a soportar que con las grasas.

6. Es posible un campo más amplio de elección de métodos de aplicación con el aceite que con las grasas.
En la siguiente grafica se indica la cantidad de aceite o grasa a suministrar cuando se trata de lubricar rodamientos.
Cuando se utiliza aceite, el nivel del aceite debe llegar hasta la mitad del rodillo o bola mas baja.
Si se utiliza grasa se aplica una cantidad aproximada de ¼ a 1/3 del volumen de la cavidad disponible.

LUBRICANTES SÓLIDOS
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 de Molibdeno, 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, el aceite de recino, 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 año 1950, en el que se descubrió que reunía muchas de las cualidades del lubricante ideal.
El bisulfuro de molibdeno es resistente al ataque de muchos ácidos, es atacado por 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 mantenerse  películas líquidas y en atmósferas polvorientas, donde las películas líquida no resultan convenientes, así como en mecanismos de altísima precisión cuyas piezas están montadas sin juego, o donde haya peligro de deterioro de películas líquidas que pudieran alterar movimientos en aparatos ultrasensibles.
Sin embargo, sus mejores resultados, tanto técnicos como comerciales los da cuando trabaja disuelto por una serie de solventes específicos para cada clase de trabajo a desempeñar.
Estos productos los cuales se ha aditivado el bisulfuro de molibdeno generalmente 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 lubricantes convencionales, 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 MOLIBDENO
Entre las aplicaciones donde el bisulfuro de molibdeno se considera superior a cualquier 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 nitrógeno líquido.
5. Como lubricante en el vacío.
6. Aditivo o grasa como solución de severos problemas de desgastes en partes vitales de aviones y ferrocarriles.
7. Ventiladores expuestos a altas temperaturas, empaquetaduras de asbesto de tubos, puestas de caldera, industrias cementeras en especial.
8. Montaje en general de trituradores de piedras, molinos, prensas, rodillos de tractores, 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.

ADITIVOS:

Los lubricantes modernos contienen cada vez y más frecuentemente pequeñas cantidades de sustancias químicas llamadas aditivos, entre los cuales podemos mencionar: Aditivos para elevar el índice de viscosidad, aumentar la resistencia a la oxidación, dar propiedades detergentes, incrementar la resistencia de la película lubricante, dar productos de extrema presión, cambiar el color, bajar el punto de congelación etc. Son elaborados normalmente para llenar ciertos requerimientos de lubricación, en general son más caros que los aceites minerales puros y no se justifica su uso salvo que las condiciones de operación sean tales que requieran el uso de estos aditivos.

IMPORTANTE:

Por ser los aditivos compuestos químicos pueden producir efectos adversos, que deben conocerlos quien los vaya a utilizar, su desconocimiento uede llegar a causar daños graves en los mecanismos o en el lubricante.

Si se tiene en su uso conviene consultar el servicio técnico de la casa que distribuye los aditivos.

CLASES DE ADITIVOS:

Los aditivos pueden dividirse en dos grandes grupos, según los efectos que producen.

1. Inhibidores:

Destinados a retardar la degradación del aceite, actuando como detergente, dispersante, antioxidantes y anticorrosivos.

2. Aditivos mejoradores:

De las cualidades básicas físicas, con acción sobre el índice de viscosidad, el punto mínimo de fluidez, el poder antiespumante, la untuosidad, la extrema presión y la rigidez dieléctrica, aumento del punto de inflamación y reducción del pùnto de congelación entre otras.

Lo anterior significa que para conseguir cada cualidad sea preciso adicionar el aditivo correspondiente, ya que en el mercado existen productos que pueden proporcionar varias ventajas simultáneamente.

Nunca es recomendable adicionar a un mismo tiempo un aceite con varios aditivos, a no ser que la casa fabricante lo recomiende, evitándose además mezclar aditivos de diferentes casas fabricantes.

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ENTRADAS RELACIONADAS

• MTD UNIDAD 2: LUBRICANTES Y COMBUSTIBLES 
• MTD UNIDAD 9: Cojinetes y lubricación hidrodinámica
• MEDICIÓN DE LA VISCOSIDAD EN ACEITES 
• PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETROLEO
• TRIBOLOGIA   
• APLICACIÓN DE LOS LUBRICANTES  
• APLICACIÓN DE LAS GRASAS   

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FUENTE:

Luis Burgio "SEMINARIO DE TRIBOLOGIA Y LUBRICACIÓN"

BIBLIOGRAFÍA
• ELEMENTOS DE MAQUINAS, Lubricación de maquinarias, SENA.1985.
• TRIBOLOGIA Y LUBRICACIÓN INDUSTRIAL Y AUTOMOTRIZ. Albarracin Pedro. Tomo 1, segunda edición.
• MECANICA DE FLUIDOS. Mott. Ed. Prentice Hall.
• FUNDAMENTOS DE MANUFACTURA MODERNA. Groover, J:P. Ed. Prentice Hall.