Calidad de aceites y lubricantes

Les dejo una info de un tema q se toca en la catedra de Calidad:

1. Introducción

No existe en el mundo máquina alguna que por sencilla que sea no requiera lubricación, ya que con esta se mejora tanto el funcionamiento, como la vida útil de los equipos y maquinarias.
En el siguiente trabajo de investigación se ha querido estudiar las grasas y aceite lubricantes, desde su obtención a partir de las materias primas hasta sus diferentes usos, aplicaciones, especificaciones e importancia en el creciente mundo industrial.

Objetivo General
Conocer directamente un proceso industrial y la reacción química que ocurre en este.
Objetivos Especificos
Desarrollar la capacidad de gestión y liderazgo.
Poner en práctica los pasos que se deben realizar en el desarrollo de un trabajo investigativo
Analizar y comprender cada una de las etapas del proceso obtención de grasas y aceites lubricantes.
Saber que clase de reacción química se lleva a cabo en el proceso de fabricación de las grasas y aceites lubricantes.
Explicar la importancia que tienen los lubricantes en las partes mecánicas de un equipo máquina.
Conocer las variables que se deben tener en cuenta para el control de calidad de las grasas y aceites lubricantes.

2. Grasas y aceites lubricantes

Cuando dos cuerpos sólidos se frotan entre sí, hay una considerable resistencia al movimiento sin importar lo cuidadosamente que las superficies se hayan maquinado y pulido. La resistencia se debe a la acción abrasiva de las aristas y salientes microscópicas y la energía necesaria para superar esta fricción se disipa en forma de calor o como desgaste de las partes móviles. La fricción se puede reducir por el uso de partes móviles con energía de superficie baja que se deslizan con facilidad una sobre otra. El polietileno, el nylon y el olitetrafluoretileno tienen energías de superficies bajas. Aunque estos materiales son útiles en aplicaciones especializadas, es más usual emplear lubricantes para reducir la fricción.
Históricamente, el primer lubricante fue el sebo. Se utilizaba para engrasar las ruedas de los carros romanos ya en el año 1400 a.C. En la actualidad los lubricantes suelen clasificarse de acuerdo con sus necesidades, en grasas y aceites. Estas dos clases de lubricantes aparecieron teniendo en cuenta factores tales como velocidades de operación, temperaturas, cargas, contaminantes en el medio ambiente, tolerancias entre las piezas a lubricar, períodos de lubricación y tipos de mecanismos; la grasa generalmente se utiliza en la lubricación de elementos tales como cojinetes de fricción y antifricción, levas, guías, correderas y piñonería abierta.
El aceite, por su parte, tiene su mayor aplicación en la lubricación de compresores, motores de combustión interna, reductores, motorreductores, transformadores, sistemas de transferencia de calor, piñonería abierta, cojinetes de fricción y antifricción y como fluidos hidráulicos. Existen diferentes grados de grasas y aceites dependiendo de la necesidad que se tenga y de los factores de operación. Una mala sección es tan peligrosa como si se hubiese dejado el mecanismo sin lubricante alguno. Muchas de las fallas que ocurren en este campo tienen su origen aquí; de ahí la seguridad que se debe tener cuando se seleccione un lubricante.

Rasas Lubricantes
Concepto
La grasa es un producto que va desde sólido a semilíquido y es producto de la dispersión de un agente espesador y un líquido lubricante que dan las prosperidades básicas de la grasa. Las grasas convencionales, generalmente son aceites que contienen jabones como agentes que le dan cuerpo, el tipo de jabón depende de las necesidades que se tengan y de las propiedades que debe tener el producto.
La propiedad más importante que debe tener la grasa es la de ser capaz de formar una película lubricante lo suficientemente resistente como para separar las superficies metálicas y evitar el contacto metálico.
Existen grasas en donde el espesador no es jabón sino productos, como arcillas de bentonita. El espesor o consistencia de una grasa depende del contenido del espesador que posea, puede fluctuar entre un 5% y un 35% por peso según el caso.
El espesador es el que le confiere propiedades tales como resistencia al agua, capacidad de sellar y de resistir altas temperaturas sin variar sus propiedades ni descomponerse.

Proceso De Obtención De La Grasa
Equipos utilizados en el proceso de fabricación de grasas.
Reactor: Es un sistema cerrado que permite que dos o más compuestos reaccionen entre sí para formar un producto.
Mezclador: Es un tanque dotado con una hélice que permite que dos o más compuestos se mezclen para obtener un producto final.
Serpentín: Es un tubo o un conjunto de tubos adaptado a un sistema, que permite llevar a cabo un proceso de transferencia de calor.
Molino: Es un equipo dotado de un par de discos giratorios separados milimétricamente uno del otro, los cuales permiten el paso forzado de un producto altamente viscoso para proporcionarle unas condiciones requeridas.
Desairador: Es un equipo cuya función es eliminar las moléculas de aire que involuntariamente se introducen en un producto.

Bases Naftenicas (CnH2n). Es una base lubricante que determina la mayor parte de las características de la grasa, tales como: viscosidad, índice de viscosidad (I.V), resistencia a la oxidación y punto de fluidez.
Frecuentemente contienen una elevada proporción de asfalto; a altas temperaturas son menos estables que las parafificas. Generalmente no deben usarse temperaturas por encima de los 65oC.
Saponificación. Es un proceso por medio del cual una grasa (o algún otrocompuesto de un ácido con alcohol) reacciona con un ÁLCALI, para formar un jabón, glicerina u otro alcohol.
Las propiedades de los jabones dependen de los ácidos grasos y de las bases metálicas utilizadas en la saponificación, esto se puede verificar mediante la reacción.
HOOCR + MOH RCOOM + H2O

Ácido graso Base metálica Jabón Agua
Las bases metálicas son las que dan las características que se quieren lograr en la grasa, Así: las de calcio, aluminio y litio imparten buena resistencia a la acción del agua y a la humedad, mientras que las de sodio permiten soportar altas temperaturas.
Las deficiencias que puedan tener las grasas se pueden modificar mediante la adición de aditivos.
Descripción del proceso: El proceso de fabricación de una grasa inicia en un reactor donde se colocan a reaccionar un ácido graso, (animal o vegetal) con una base metálica como litio, sodio, calcio, aluminio, (saponificación). El producto obtenido de esta reacción llamado espesador o jabón es transportado hacia un mezclador donde se le adiciona el aceite lubricante (aditivos y base naftenica) proveniente de unos tanques de almacenamiento y que le dará al producto la consistencia requerida. Posteriormente por un filtro; el molino se encarga de darle a la grasa acabado, el cual consiste en proporcionarle a esta fibra y brillo.
Durante el paso por el molino, la grasa es agitada y absorbe burbujas de aire, las cuales son eliminadas posteriormente en un desairador que ayuda también a mejorar la presentación de la misma.
Cabe aclarar que no todas las grasas pasan por estos dos últimos equipos (molino, desairador), sino únicamente aquellas de
fibra (litio, sodio, aluminio, etc.); porque las elaboradas a base de jabón de calcio son de textura muy suave y utilizadas para trabajos a temperaturas bajas (180oC), y al pasarla por el molino la fricción interna de este aumenta la temperatura cambiándole su estado.
Para concluir el proceso, el producto obtenido es transportado (bombeo) hacia la zona de envasado, pasa por último distribuirlo en sus diferentes presentaciones.

3. Control de calidad

Pruebas que se realizan a las grasas
Prueba de extrema presión: Esta prueba se realiza para verificar la capacidad que tienen las grasas y los aceites para soportar carga. Consiste en colocar dos elementos metálicos giratorios en contacto y por el medio de ellos. El lubricante a prueba, aplicándoles una fuerza externa que se va aumentando proporcionalmente hasta que se frene los elementos metálicos. En ese momento se mide cuánta presión hay y el tipo de desgaste que se generó en la pieza.
Una grasa que tenga un aditivo de extrema presión debe superar las 150 lbf/ft presentando el más mínimo desgaste en las piezas.
Prueba de consistencia: La consistencia de las grasas se expresa de acuerdo con la cantidad de espesante y viene dada por la NLGI (National Lubricating Grease Institute) que las clasifica de acuerdo con la penetración trabajada. Para determinar ésta, se llena una vasija especial con grasa y se lleva a una temperatura de + 77oF (25oC). La vasija se coloca debajo de un cono de doble ángulo cuyo peso está normalizado (penetrómetro), la punta del cono toca apenas la superficie de la grasa, se suelta el cono y al cabo de cinco segundos se determina la profundidad a la cual ha penetrado el cono dentro de la grasa, se conoce como penetración y se mide en décimas de milímetro. La penetración es solamente la medida de la dureza a una temperatura específica.
La penetración de la grasa se puede dar en base a dos situaciones: Cuando ha sido trabajada y sin trabajar.
Penetración trabajada: Para determinar la penetración trabajada es necesario que la muestra de grasa haya sido sometida a
60 carreras dobles de un pistón, en un trabajador de grasa patrón como el de la Fig. 1. Este consiste en un disco perforado (pistón) que al subir y bajar dentro del cilindro, hace que la grasa pase de un lado a otro, hasta completar 60 carreras dobles, en este momento se considera que se han simulado las condiciones a las cuales puede trabajar la grasa en una máquina después de un tiempo determinado. Posteriormente se le determina la consistencia en el penetrómetro.
Penetración no trabajada: Para la penetración no trabajada se toma una muestra de grasa, no se somete a ningún batido y se coloca cuidadosamente en el recipiente de prueba, luego se le determina la consistencia en el penetrómetro.

Saludos