Significado de la lubricación

La lubricación es el control de la fricción y el desgaste mediante la introducción de una película reductora de la fricción entre superficies móviles en contacto. El lubricante utilizado puede ser una sustancia fluida, sólida o plástica.

Aunque esta es una definición válida, no se da cuenta de todo lo que la lubricación consigue en realidad.

Se pueden utilizar muchas sustancias diferentes para lubricar una superficie. El aceite y la grasa son los más comunes. La grasa está compuesta por aceite y un agente espesante para obtener su consistencia, mientras que el aceite es lo que realmente lubrica. Los aceites pueden ser sintéticos, vegetales o minerales, así como una combinación de ellos.

La aplicación determina qué aceite, comúnmente denominado aceite base, debe utilizarse. En condiciones extremas, los aceites sintéticos pueden ser beneficiosos. Cuando el medio ambiente es motivo de preocupación, se pueden utilizar aceites base vegetales.

Los lubricantes que contienen aceite tienen aditivos que mejoran, añaden o suprimen propiedades dentro del aceite base. La cantidad de aditivos depende del tipo de aceite y de la aplicación para la que se va a utilizar. Por ejemplo, al aceite de motor se le puede añadir un dispersante.

Un dispersante mantiene la materia insoluble conglomerada para ser eliminada por el filtro al circular. En entornos que sufren temperaturas extremas, desde el frío hasta el calor, se puede añadir un mejorador del índice de viscosidad (VI). Estos aditivos son moléculas orgánicas largas que permanecen agrupadas en condiciones de frío y se deshacen en ambientes más calientes.

Este proceso cambia la viscosidad del aceite y le permite fluir mejor en condiciones de frío mientras mantiene sus propiedades a altas temperaturas. El único problema de los aditivos es que pueden agotarse y, para restablecerlos a niveles suficientes, generalmente hay que reponer el volumen de aceite.

La función de un lubricante

Las funciones principales de un lubricante son:

• Reducir la fricción
• Prevenir el desgaste
• Proteger el equipo de la corrosión
• Controlar la temperatura (disipar el calor)
• Controlar la contaminación (llevar los contaminantes a un filtro o cárter)
• Transmitir energía (hidráulica)
• Proporcionar un sello de fluido

A veces las funciones de reducir la fricción y prevenir el desgaste se utilizan indistintamente. Sin embargo, la fricción es la resistencia al movimiento, y el desgaste es la pérdida de material como resultado de la fricción, la fatiga por contacto y la corrosión. Hay una diferencia significativa. De hecho, no todo lo que causa la fricción (por ejemplo, la fricción de los fluidos) causa el desgaste, y no todo lo que causa el desgaste (por ejemplo, la erosión cavitacional) causa la fricción.

Reducir la fricción es un objetivo clave de la lubricación, pero hay muchos otros beneficios de este proceso. Las películas lubricantes pueden ayudar a prevenir la corrosión al proteger la superficie del agua y otras sustancias corrosivas. Además, desempeñan un papel importante en el control de la contaminación dentro de los sistemas.

El lubricante funciona como un conducto en el que transporta los contaminantes a los filtros para su eliminación. Estos fluidos también ayudan en el control de la temperatura absorbiendo el calor de las superficies y transfiriéndolo a un punto de menor temperatura donde puede ser disipado.

Tipos de lubricación

Hay tres tipos diferentes de lubricación: de frontera, mixta y de película completa. Cada tipo es diferente, pero todos dependen de un lubricante y de los aditivos dentro de los aceites para proteger contra el desgaste.

La lubricación de película completa puede dividirse en dos formas: hidrodinámica y elastohidrodinámica. La lubricación hidrodinámica se produce cuando dos superficies en movimiento de deslizamiento (una respecto a la otra) están totalmente separadas por una película de fluido.

La lubricación elastohidrodinámica es similar pero se produce cuando las superficies están en movimiento de rodadura (una respecto a la otra). La capa de la película en condiciones elastohidrodinámicas es mucho más fina que la de la lubricación hidrodinámica, y la presión sobre la película es mayor. Se llama elastohidrodinámica porque la película deforma elásticamente la superficie de rodadura para lubricarla.

Incluso en las superficies más pulidas y lisas, hay irregularidades. Estas sobresalen de la superficie formando picos y valles a nivel microscópico. Estos picos se denominan asperidades. Para que se cumplan las condiciones de película completa, la película lubricante debe ser más gruesa que la longitud de las asperezas. Este tipo de lubricación protege las superficies con mayor eficacia y es la más deseada.

La lubricación de límite se encuentra donde hay arranques y paradas frecuentes, y donde se dan condiciones de carga de choque. Algunos aceites tienen aditivos de extrema presión (EP) o antidesgaste (AW) para ayudar a proteger las superficies en caso de que no se puedan conseguir películas completas debido a la velocidad, la carga u otros factores.

Estos aditivos se adhieren a las superficies metálicas y forman una capa de sacrificio que protege el metal del desgaste. La lubricación límite se produce cuando las dos superficies están en contacto de tal manera que sólo la capa EP o AW es lo único que las protege. Esto no es lo ideal, ya que provoca alta fricción, calor y otros efectos indeseables.

La lubricación mixta es un cruce entre la lubricación de límite y la hidrodinámica. Mientras que la mayor parte de las superficies están separadas por una capa lubricante, las asperezas siguen entrando en contacto entre sí. Aquí es donde los aditivos vuelven a entrar en juego.

Con una mejor comprensión de este proceso, debería ser más fácil definir qué es realmente la lubricación. Es un proceso que consiste en separar las superficies o protegerlas de manera que se reduzca la fricción, el calor, el desgaste y el consumo de energía. Esto puede lograrse mediante el uso de aceites, grasas, gases u otros fluidos. Así que la próxima vez que cambie el aceite de su coche o engrase un rodamiento, comprenda que hay más de lo que parece.

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