LUBRICACIÓN INDUSTRIAL (SEXTA PARTE)

¿Por qué es importante una grasa y qué la hace diferente del aceite en la lubricación?.

Anteriormente hemos indicado que conforme aumenta la velocidad en la aplicación particular, se requerirá que el lubricante sea menos viscoso, y lo contrario si es que la carga en la aplicación aumenta. Así tenemos, por ejemplo, el caso de los rodamientos, que soportan cargas tanto estáticas como dinámicas, pero a la vez tienen partes móviles que al girar y hacer contacto con las diferentes superficies del mismo, requerirán un lubricante para aliviar los efectos de la fricción, y al mismo tiempo "que éste no se escurra". Tenemos entonces que recurrir en este caso a las grasas.

 

Grasas son entonces lubricantes que deben permanecer en su lugar, manteniendo un aceite disponible para cuando una pieza (cojinete, rodamiento, eje, etc.) lo requiere. Para esto podemos considerar que es como aceite en una esponja. La esponja saturada por aceite está sentado en el cojinete o su mazo esperando que la pieza chupe el aceite que necesite. La grasa tiene que ser resistente a las fuerzas de gravedad, fuerzas centrífugas, presiones, etc.

 

La dureza de la grasa se llama CONSISTENCIA, y es medida por un péndulo que se coloca sobre la grasa para medir cuanto penetra. Esta penetración es medida y tomada como referencia por la National Lubricating Grease Institute (NLGI) de EEUU para identificar la consistencia de las grasas. Precisamente la denominación NLGI es la que nos indicará esta característica:

 

En un artículo anterior hemos indicado en forma esquematizada además que las grasas se componen de un aceite base, un espesante y aditivos que son de tres tipos: ANTIOXIDANTES, ANTI-CORROSIVOS y ANTIDESGASTE (conocidos como EP o de extrema presión). Ahora citaremos , teniendo presente todo lo indicado anteriormente, algunas consideraciones prácticas, que dicho sea de paso, derribarán algunos mitos respecto a las grasas que conocemos:

 

 • Las grasas “multi-propósito” normalmente son formuladas con aceite básico entre ISO 150 y ISO 220, ya que esta es la viscosidad más común para los diseños típicos de reductores y rodamientos.

 

• Las grasas “multi-propósito” pueden tener aditivos o no. Solamente la ficha técnica y el precio indicará la protección que provee.

 

• La “grasa para chasis” no tiene una especificación técnica ni requerimiento en términos generales. En algunas marcas tendrá aditivos EP, en otras no.

 

• La “grasa para rodamientos” tampoco tiene una especificación técnica. El vendedor debería preguntar “¿Qué rodamientos?” “¿Cuántas rpm?” “¿Qué temperatura?” “¿Donde se aplica y cómo?”.

 

• La “grasa azul” o “grasa roja” tampoco tiene especificación técnica. Es un colorante que cada marca pone a sus grasas para facilitar el uso en una planta, identificando sus grasas.

 

EL SKYLON Y EL MOTOR SABRE

Tal vez ya muchos lectores y amigos conocen acerca de este proyecto inglés, el SKYLON, que se remonta al año 1982 y cuyos prototipos estarán listos aún de aquí a 5 años, pero se tratará sin duda de una verdadera revolución en el campo aeronáutico civil o militar. El presente artículo versará más precisamente acerca de los motores (reactores) llamados SABRE que impulsan al SKYLON, no obstante podemos irnos haciendo una idea general del avión en sí y donde es que van ubicados los motores. Veamos algunas imágenes del diseñador, la empresa REACTION ENGINES LIMITED.

 



Nosotros describiremos (en español) el motor SABRE en los aspectos más relevantes de la ingeniería y funcionalidad.

Es necesario destacar que el SABRE no es ni un motor convencional ni cohete motor a reacción, sino un híbrido que utiliza aire del ambiente a bajas velocidades / altitudes, y se almacena oxígeno líquido a mayor altitud.

En la parte delantera del motor hay una entrada de cono simple que ralentiza el aire a velocidades subsónicas utilizando dos reflexiones de choque. Parte del aire pasa entonces a través de un pre-enfriador en el núcleo central, y el resto pasa directamente a través de un anillo de derivación. El núcleo central de SABRE detrás del pre-enfriador utiliza un turbo-compresor que funciona siguiendo un ciclo Joule-Brayton de helio gaseoso que comprime el aire y lo inyecta a cuatro cohetes de ciclo combinado de las cámaras de combustión del motor de alta presión. El oxígeno también alimenta a la unidad de combustión, utilizando una turbobomba.

¿Cuál es la función del pre-enfriador?

A medida que el aire entra en un motor a velocidades supersónicas / hipersónicos, se vuelve muy caliente debido a los efectos de compresión. Las altas temperaturas son tradicionalmente tratadas en motores a reacción mediante el uso de cobre pesado o materiales a base de níquel, mediante la reducción de la relación de presión del motor, y por estrangulación de nuevo en el motor a las velocidades más altas para evitar la fusión. Sin embargo, para un avión como Skylon, tales materiales pesados son inutilizables, y maximizar el empuje es necesario para levantar vuelo a la mayor brevedad minimizando las pérdidas por efecto de la gravedad. En lugar de ello, el uso de un circuito de refrigerante de helio gaseoso enfría drásticamente el aire desde 1000 ° C a -150 ° C en un intercambiador de calor evitando al mismo tiempo la licuefacción del aire o bloqueo de la congelación de vapor de agua. Este intercambiador es el "pre-enfriador".

El turbocompresor y el ciclo Brayton de Helio.

Como se indicó más arriba, el turbocompresor es accionado por una turbina de gas que ejecuta un ciclo Brayton de helio, en lugar de por los gases de combustión como en un motor a reacción convencional. El turbocompresor es accionado por el calor de desecho recogido por el ciclo de helio. El helio "caliente" del pre-enfriador de aire se recicla por enfriamiento en un intercambiador de calor con el combustible de hidrógeno líquido. El ciclo Brayton, refrigera las partes críticas del motor y al mismo tiempo acciona las turbinas. El calor pasa entonces del aire al helio. Esta energía térmica se utiliza para alimentar varias partes del motor y para vaporizar hidrógeno quemado en las cámaras de combustión.

En el video siguiente podremos apreciar una animación completa del funcionamiento de los motores, resumiendo gráficamente lo explicado más arriba.

Estimados amigos. Este es el mes de aniversario del blog y por he elegido un tema especial. Las próximas entregas continuaremos con lo referente a lubricación industrial. Sean bienvenidos quienes visiten y se unan a nuestra página de Facebook. Esperamos como siempre sus comentarios e inquietudes. Un cordial saludo para todos.

LUBRICACIÓN INDUSTRIAL (QUINTA PARTE)

El otro producto de importancia en la lubricación son las GRASAS, que a diferencia de los aceites, soportarán condiciones de operación muchísimo más adversas y su selección dependerá de muchos otros factores, conforme se irá viendo más adelante.
¿Pero básicamente cómo está formada una GRASA INDUSTRIAL?, veamos el esquema siguiente:

 

Las grasas están entonces constituidas por tres ingredientes fundamentales cuyas proporciones determinarán las características finales deseadas para una aplicación particular. En el caso de la maquinaria industrial, por ejemplo, son bastante comunes las grasas para rodamientos:

 

 

Algunas grasas, como iremos viendo más adelante, y gracias precisamente a los espesantes y/o aditivos, es que tendrán un color que no necesariamente es aquel al que estamos "habituados" a ver.

 

Poco a poco iremos conociendo de cerca estos productos entonces, tanto a nivel de características físico-químicas, como de aplicaciones específicas. Nos veremos en los próximas publicaciones.

LUBRICÁCIÓN INDUSTRIAL (CUARTA PARTE)

DESIGNACIONES: Hemos indicado que un aceite lubricante responde a diferentes designaciones (independientemente de la marca) y que precisamente lo convierten en característico para una aplicación determinada. Cada uno de los siguientes grupos (designaciones) miden la viscosidad con su propia escala:

 

La International Standards Organization (ISO) clasifica la viscosidad de los lubricantes industriales. El sistema de clasificación ISO es una serie de grados de viscosidad del lubricante (VG), basados en la viscosidad cinemática a 40°C. La viscosidad es medida en mm2/sec (equivalente a cSt).

 

La American Gear Manufacturers Association (AGMA) Establece los estándares para oxidación, carga y demulsibilidad para lubricantes de engranes. Define la viscosidad de los lubricantes empleando los grados de viscosidad ISO. Especifica los tipos de lubricantes para engrane por pruebas de desemeño y composición. Identifica tres categorías principales de lubricantes de engranes: Inhibidos, Antidesgaste y Compuestos .

 

 

LUBRICACIÓN INDUSTRIAL (TERCERA PARTE)

ACEITES LUBRICANTES:

El presente artículo tratará sobre los aspectos más relevantes para el caso de los aceites lubricantes. Sabemos que estos pueden ser a base de origen vegetal (como el aceite de semilla de ricino), animal (verbigracia, el aceite de esperma de ballena), mineral (derivados del petróleo) y sintéticos. Los dos primeros tipos se consideran o bien obsoletos y poco eficientes, o bien su producción requiere poner especies en peligro de extinción. Debido a ello es que en el mercado de aceites lubricantes predominan los dos últimos.

Un aceite lubricante estará entonces compuesto por una "base" (mineral o sintética) y un conjunto de productos químicos llamados "aditivos", los cuales a su vez pueden ser agrupados en tres tipos principales (aunque algunos aditivos cumplan mas de una función):

*Modificadores: Estos aditivos modifican las características del aceite básico para hacerlo más   apropiado para su uso.

*Protectores del Aceite: Estos aditivos protegen al lubricante para prolongar su vida.

*Protectores de Superficie: Estos aditivos protegen las superficies metálicas para reducir la corrosión, fricción y desgaste

¿Cuál es mejor?, ¿Un aceite de base mineral o uno de base sintética?

Es una pregunta que muchas veces se me ha formulado. Independientemente de la aplicación, puede hacerse aquí una comparación interesante.

Podemos apreciar aquí el desempeño de un aceite sintético en comparación con uno mineral en aplicaciones de altas temperaturas y cargas. La no uniformidad de las moléculas en el caso de los aceites minerales involucra un rendimiento deficiente al no obtenerse con estos una película continua.

 

 

 

 

Una ventaja adicional que presentan los aceites sintéticos, es que al tener una "base" con estructura molecular menos compleja, pueden contener a una mayor cantidad de "aditivos", que evidentemente harán un producto final superior.  La duración del aceite sintético será entonces mayor.

 

LUBRICACIÓN INDUSTRIAL (SEGUNDA PARTE)

¿Cómo saber si un lubricante será el adecuado para tal o cual aplicación?. Es una pregunta típica en el mantenimiento industrial y que nosotros iremos respondiendo poco a poco, dada la complejidad del tema. En el presente artículo se hará un primer esbozo.

 

Hablar de lubricantes es inevitablemente hablar de VISCOSIDAD, que es la resistencia ofrecida por una sustancia a "fluir" o desplazarse, y la viscosidad conlleva precisamente al tipo de lubricante que será necesario para una determinada aplicación. Centrémonos en el gráfico siguiente:

Luego, los parámetros fundamentales para la selección de un lubricante son:

• Velocidad.
• Carga de trabajo.
• Temperatura.

Si la velocidad es alta, entonces la temperatura debido a la fricción suele ser alta y los lubricantes de baja viscosidad proporcionarán una fricción viscosa más baja y una mejor transferencia de calor. Por otro lado, si las cargas de trabajo son altas, entonces los lubricantes de baja viscosidad tenderán a ser expulsados de la zona de contacto (como se trata de explicar en el gráfico).

Ahora también que el tipo de mecanismo lubricado aportará restricciones adicionales. Tenemos por ejemplo el caso de mecanismos de relojería pueden emplear cualquier tipo de lubricante, pero no sucede lo mismo con los "engranajes abiertos", los cables de acero y las cadenas dado que aquí el problema es evitar que el lubricante sea "expulsado" de la superficie en movimiento y he aquí que se hace necesario usar grasas o productos con adhesivos especiales. A ello dedicaremos un artículo especial.
En el caso de otros mecanismos, como los "engranajes cerrados" (aquí dedicaremos también un artículo especial), más específicamente en las cajas reductoras que requieren lubricación periódica, es muchas veces más fácil ubicar el lubricante adecuado, dado que está recomendado por el fabricante y se especifica claramente en la placa de la caja, como puede verse abajo:

 

Esta información también puede encontrarse en las respectivas fichas técnicas de las cajas reductoras.
Otra pregunta que cabe formularse aquí (y muchas veces se me ha hecho llegar) es: ¿tiene que ser necesariamente la marca que me recomiendan?, y la respuesta es  NO, dado que un lubricante de un tipo y marca dadas, tiene equivalentes (superiores e inferiores en calidad y precio) en otras marcas a la dada. A todo ello dedicaremos entonces un aparte a fin de aclarar la mayor cantidad de posibles inquietudes. El próximo artículo versará sobre todo lo concerniente a "aceites".

.Muchas gracias por su atención a la presente. Sigamos entonces en contacto vía FACEBOOK o TWITTER para hacerme llegar preguntas puntuales o comentarios. Un abrazo desde la distancia.

 

LUBRICACIÓN INDUSTRIAL (PRIMERA PARTE)

En nuestro medio, en la mayoría de empresas industriales se suele entender la lubricación como un componente importante dentro del mantenimiento a corto y largo plazo en la maquinaria, como una actividad rutinaria que tiene como finalidad el mantener y aún alargar la vida útil de las componentes involucradas en ellas, pero en realidad la lubricación implica muchas cuestiones más. La lubricación tiene como finalidades primordiales:

• Prevenir el desgaste,
• Reducir la fricción,
• Remover calor,
• Prevenir el óxido y corrosión,
• Remover contaminantes.

Y además la lubricación juega un rol importantísimo dentro de los costos de producción y operación de las mismas industrias manufactureras, así como del sector de transportes. Tengamos en cuenta lo siguiente:

 

Esta nueva serie de artículos tratará entonces el tema de la LUBRICACIÓN INDUSTRIAL, no haciendo mucho énfasis en conceptos sino en aplicaciones, recomendaciones, y sobre todo "estrategias de solución de problemas prácticos".  Trataremos todo lo concerniente a LUBRICANTES (aceites y grasas) así como EQUIPOS DE LUBRICACIÓN (manuales y automáticos, desde los sistemas más sencillos hasta los más complejos y de última tecnología).

 

Quedo entonces atento a todas las inquietudes que se me formulen directamente en este blog, vía Facebook o Twitter. Muchas gracias por acompañarme nuevamente.