página
de contenidoLUBRICACION Y LUBRICANTES
Introducción
Lubricación es básica y necesaria para la operación de casi todas las maquinarias. Sin lubricación, casi todas las maquinarias no funcionan, o si funcionan lo hacen por poco tiempo antes de arruinarse. Por más ilógico que parezca, lubricación es en general una faceta ignorada por el dueño "típico" de un vehículo.
Mucha gente dice: "Bah! Aceite es aceite" o "todas las grasas son iguales", mientras que otros son absolutamente leales a una marca de productos lubricantes. Con suerte, nosotros tendremos el deseo de obtener la información necesaria para elegir los lubricantes ideales y a bajo costo.
A veces los fenómenos más mundanos son los menos entendidas. Por ejemplo, la gravedad y la luz, dos cosas que son esenciales para nuestras vidas, pero son poco entendidas…lo mismo pasa con la lubricación. La mayoría de nosotros, los que hemos hecho uno o dos cambios de aceite nos consideramos "expertos" en la materia. En realidad, lubricación es muy compleja. Realmente hay que aplaudir a los fabricantes que nos proveen con tantos productos para elegir, con alta consistencia de calidad de botella a botella y de lata a lata, sin que nosotros necesitemos saber "un comino" de lubricación…
Varios estudios hechos acá en USA concluyeron que si la tecnología actual de lubricación fuera accesible a toda la población, se mejoraría el producto bruto interno un 7%!!!
Imagínense que la cantidad de petróleo que el barco petrolero Exxon Valdez (se acuerdan de hace unos años atrás?) perdió en el mar en Prince William Sound (Alaska) no se compara con seis veces más aceite refinado que se gotea al pavimento de motores con pérdidas, anualmente, acá en USA solamente…seis veces más!!!
De todas maneras, lo que nos interesa a nosotros es mejorar el rendimiento, reducir el consumo, y alargar la vida de los componentes de nuestro vehículo que dependen de lubricación. A eso vamos…
Como probablemente ustedes ya saben, muchas de las grandes marcas vendedoras de lubricantes no tienen fábricas y destilerías propias; ellos le compran a otros. Una de estas marcas (que no voy a nombrar) tiene 22% del mercado en USA, pero no fabrica nada…por otro lado, muchas de las destilerías no venden con etiqueta propia, sino que ponen etiquetas de otros…en este momento, hay más de 6.100 marcas de aceites de motor pero menos de 150 plantas de refinería…(!)
Para poder vender más que la competencia, muchas de las marcas basan sus propagandas en cosas como hizo Castrol, que es una abreviatura de Castor Oil (aceite de castor) que hace 30 años se usaba en competición, pero ahora no; o Pennzoil, que basa su calidad en la vieja veta de petróleo crudo en Pennsylvania, que era buenísima, pero se secó hace décadas!!!, y ahora le compra a otros…incluso hay marcas que venden con la atracción de "misterio", como por ejemplo "Marvel Mystery Oil" o "Mystic XXX Grease"…puros cuentos…
Por suerte, si sabés buscar hay productos buenos, especialmente con la nueva tecnología de aditivos. Ojo que los hay buenos y malos; los malos no te joden el motor, pero tampoco ayudan…son una pérdida de plata. Los buenos, son a veces buenos, y a veces buenísimos.
Hay algunos buenos que también son malos…cómo es eso? Así: hay algunos aceites penetrantes para aflojar bulones oxidados que ayudan para eso, pero lo que el fabricante no te dice es que son aceites ácidos, que si los dejás ahí, ayudan a la futura corrosión y óxido, haciendo la extracción del bulón mucho más difícil la próxima vez (!).
Teoría de Lubricación
La industria de lubricantes constantemente mejora y cambia sus productos a medida que los requerimientos de los automóviles nuevos cambian y nuevos procesos químicos y de destilación son descubiertos. Sabiduría básica de tecnología de lubricación te ayudará a elegir el mejor juego de lubricantes para tu vehículo, sea nuevo o viejo.
Para este artículo, nos vamos a limitar a tratar los lubricantes (aceites y grasas) "comunes" al uso normal. Cosas que no vamos a tratar por ahora (tal vez lo haga al final del artículo) son lubricantes de goma, lubricantes secos, lubricantes de silicona y lubricantes clorinados. Tampoco hablaremos de tecnologías nuevas como rulemanes de aire y rulemanes magnéticos.
Lubricantes son materiales puestos entremedio de partes en movimiento con el propósito de 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. Por ejemplo, lubricantes trabajan en función de "sellador" ya que todas las superficies metálicas son irregulares (vistas bajo microscopio se ven llenas de poros y rayaduras) y el lubricante "llena" los espacios irregulares de la superficie del metal para hacerlo "liso", además sellando así la "potencia" transferida entre los componentes. Si el aceite es muy liviano, no va a tener suficiente resistencia y la potencia se va a "escapar"…si el aceite es muy pesado, la potencia se va a perder en fricción excesiva (y calor). En general cuando los aros de un motor empiezan a fallar, se dice que el motor "quema aceite", ya que el aceite se escapa entre los aros y la camisa del pistón, perdiendo así también potencia…Si el aceite se ensucia, actuará como abrasivo entre los componentes, gastándolos.
Otro ejemplo: lubricantes trabajan como limpiadores ya que ayudan a quitar y limpiar los depósitos producidos por derivados de la combustión (una especie de carbón que es una mezcla de nafta o gasoil quemado, agua y productos de la descomposición del lubricante mismo). Más adelante cuando hablemos de aditivos detergentes se entenderá más todavía. Si el aceite es muy liviano, no va a poder limpiar lo suficiente y no proveerá aislación de esta "basura"; si es muy pesado se va a mover muy despacio y no va a poder entrar en los lugares más ajustados. Aceite sucio, sea pesado o liviano, simplemente seguirá agregando "basura", sin ayudar a la limpieza. El aceite "justo" va a ayudar a remover la "basura" y mandarla al filtro. En general la función limpiadora del lubricante es ayudada con un filtro, para que el aceite pueda retornar (limpia, una vez que pasó por el filtro) a limpiar una vez más las superficies bajo presión y fricción.
Otro uso de lubricantes es para impartir o transferir potencia de una parte de la maquinaria a otra, por ejemplo en el caso de sistemas hidráulicos (bomba de dirección, etc). No todos los lubricantes sirven para esto y no todos los lubricantes deben cumplir esta función.
Lubricantes también contribuyen al enfriamiento de la maquinaria ya que acarrean calor de las zonas de alta fricción hacia otros lados (radiadores, etc) enfriándola antes de la próxima pasada.
Tipos de lubricación
El tipo de lubricación que cada sistema necesita se basa en la relación de los componentes en movimiento. Hay tres tipos básicos de lubricación: limítrofe, hidrodinámica, y mezclada. Para saber qué tipo de lubricación ocurre en cada caso, necesitamos saber la presión entre los componentes a ser lubricados, la velocidad relativa entre los componentes, la viscosidad del lubricante y otros factores. Hace poco se ha empezado a hablar de un cuarto tipo de lubricación: elasto-hidrodinámica, pero no la voy a mencionar ya que no aporta conceptos únicos y se usa solamente en aplicaciones de muy alta tecnología.
Lubricación limítrofe ocurre a baja velocidad relativa entre los componentes y cuando no hay una capa completa de lubricante cubriendo las piezas. Durante lubricación limítrofe, hay contacto físico entre las superficies y hay desgaste. La cantidad de desgaste y fricción entre las superficies depende de un número de variables: la calidad de las superficies en contacto, la distancia entre las superficies, la viscosidad del lubricante, la cantidad de lubricante presente, la presión, el esfuerzo impartido a las superficies, y la velocidad de movimiento. Todo esto afecta la lubricación limítrofe.
La mayor cantidad del desgaste ocurre al prender el motor. Esto sucede por la baja lubricación limítrofe, ya que el aceite se ha "caído" de las piezas al fondo del carter…produciendo contacto de metal-a-metal. Una vez que arrancó el motor, una nueva capa de lubricante es establecida con la ayuda de la bomba de aceite a medida que los componentes adquieren velocidad de operación.
En algún momento de velocidad crítica la lubricación limítrofe desaparece y dá lugar a la lubricación hidrodinámica. Esto sucede cuando las superficies están completamente cubiertas con una película de lubricante. Esta condición existe una vez que una película de lubricante se mantiene entre los componentes y la presión del lubricante crea una "ola" de lubricante delante de la película que impide el contacto entre superficies. Bajo condiciones hidrodinámicas, no hay contacto físico entre los componentes y no hay desgaste. Si los motores pudieran funcionar bajo condiciones hidrodinámicas todo el tiempo, no habría necesidad de utilizar ingredientes anti-desgaste y de alta presión en las fórmulas de lubricantes. Y el desgate sería mínimo!
La propiedad que más afecta lubricación hidrodinámica es viscosidad. La viscosidad debe ser lo suficientemente alta para brindar lubricación (limítrofe) durante el arranque del motor con el mínimo de desgaste, pero la viscosidad también debe ser lo suficientemente baja para reducir al mínimo la "fricción viscosa" del aceite a medida que es bombeada entre los rulemanes y las bancadas, una vez que llega a convertirse en lubricación hidrodinámica. Una de las reglas básicas de lubricación es que la menor cantidad de fricción innecesaria va a ocurrir con el lubricante de menor viscosidad posible para cada función específica. Esto es ya que cuanto más baja la viscosidad, menos energía es desperdiciada bombeando el lubricante.
Por ejemplo, los locos que corren los "Dragsters" de NHRA y IHRA en el cuarto de milla acá en USA le ponen aceite de "0" ó "5", pues reduce la fricción interior del motor, dándoles máxima potencia (pero alto desgaste, ya que la viscosidad es demasido baja). Ellos quieren la mayor cantidad de HP, y no les calienta si hay desgaste, ya que desarman el motor después de cada carrera…
Lubricación mezclada es exactamente eso: una mezcla inestable de lubricación limítrofe e hidrodinámica. Por ejemplo, cuando prendés el motor (o cuando arranca un componente), la velocidad de los componentes aumenta velozmente y por una pequeña fracción de segundo se produce lubricación mezclada. En otras situaciones, cuando el esfuerzo y la velocidad de los componentes varía ampliamente durante el uso (durante manejo en montaña o en tráfico, por ejemplo) la temperatura puede hacer que el lubricante se "queme" más rápido y que así la lubricación hidrodinámica sea difícil de adquirir (ya que el lubricante ha perdido el beneficio de ciertos aditivos que se "quemaron"), dejando así el motor trabajando en una condición de lubricación mezclada, que producirá más desgaste.
Por ejemplo, mucha gente anda en un cambio más alto que el que deben usar, cosa que causa pocas vueltas de motor, y tal vez menor consumo, pero aumenta el desgaste tremendamente. Cómo es eso? Digamos que un motor viene en 3ra a 3.000 vueltas, o en 4ta a 2.000 vueltas…digamos que el vehículo se acerca a una pendiente…el conductor decide dejarlo en 4ta para subir…el motor empieza a trabajar más duro (mayor esfuerzo) para subir…la temperatura interior y el esfuerzo interno del motor aumenta, pero las vueltas del motor no…el aceite se calienta, la fricción aumenta (fíjense en los relojes, y verán, o fíjense en la cantidad de aceite en medio del carril en la ruta en el lado de la subida de una pendiente, pero NO en el lado de la bajada)…porqué? Por que el motor levanta presión, temperatura y fricción en la subida, y no en la bajada. Al aumentar el esfuerzo, sería lógico aumentar la cantidad de aceite que pasa por cada superficie bajo fricción, pero al dejar el motor en 4ta, las vueltas siguen siendo 2.000, como en la recta antes de la subida, por más que el esfuerzo del motor es mucho mayor en la subida y para mantener buena lubricación se necesitarían más vueltas en el motor…bájenle un cambio! Se debe aumentar las vueltas para que la bomba de aceite pueda mandar más lubricante sobre los componentes bajo mayor fricción!
Es más o menos así:
Esto es un ejemplo de lubricación hidrodinámica perdiendo efecto y convirtiéndose en lubricación mezclada (de alto desgaste de componentes). Lo bueno es que las subidas no son eternas , así que ningún motor trabaja en condiciones de lubricación mezclada 100% del tiempo, sino no duraría mucho.