MANTENIMIENTO

Cortesía Blog TIO 14 - Julian Fernandez Castaño


LUBRICANTES Y TIPOS DE MANTENIMIENTO

Introducción



Los lubricantes son sustancias aplicadas a las superficies de rodadura, deslizamiento o contacto de las máquinas para reducir el rozamiento entre las partes móviles. Los primeros lubricantes fueron los aceites vegetales y las grasas animales. Sin embargo, desde finales del siglo XIX más del 90% de todos los lubricantes se derivan del petróleo o del aceite de esquistos, productos abundantes que pueden destilarse y condensarse sin descomponerse.



Un buen lubricante tiene que tener cuerpo, o densidad, ser resistente a los ácidos corrosivos, tener un grado de fluidez adecuado, presentar una resistencia mínima al rozamiento y la tensión, así como unas elevadas temperaturas de combustión e inflamación, y estar libre de oxidación o espesamiento. Hay pruebas químicas para determinar todas estas propiedades en un lubricante.



Los lubricantes permiten un buen funcionamiento mecánico al evitar la abrasión o agarrotamiento de las piezas metálicas a consecuencia de la dilatación causada por el calor. Algunos también actúan como refrigerantes, por lo que evitan las deformaciones térmicas del material. En la actualidad los lubricantes se aplican muchas veces mecánicamente para un mejor control, por lo general mediante válvulas, anillos o cadenas giratorias, dispositivos de inmersión o salpicado o depósitos centrales y bombas. La grasa y otros lubricantes similares se aplican mediante prensado, presión o bombeo. Para un lubricado eficaz hay que elegir el método de aplicación más adecuado además de seleccionar un lubricante.



CLASES DE LUBRICANTES 

Mineral:

Los aceites minerales proceden del Petróleo, y son elaborados del mismo después de múltiples procesos en sus plantas de producción, en las Refinarías. El petróleo bruto tiene diferentes componentes que lo hace indicado para distintos tipos de producto final, siendo el más adecuado para obtener Aceites el Crudo Parafínico.  



Semi-Sintetico:

Los aceites Semi-sintéticos son una mezcla de un aceite mineral con uno sintético, es bien seguro mezclarlos pero es más inteligente (económicamente) crear uno completamente nuevo.



Sintetico:



Los aceites sintéticos tienen un contenido mínimo de bases minerales del petróleo modificadas en laboratorios para balancear su composición molecular y dar propiedades diferentes a las bases minerales. Son hechas por procesos químicos donde se reestructuran las moléculas para que se conviertan en estructuras más estables y por ende menos influenciadas a reaccionar adversamente ante otros compuestos. Los lubricantes sintéticos tienden a no contener átomos de carbono sueltos que reaccionan. Estos carbones reaccionan combinándose con el oxigeno creando así ácidos dentro del motor. Los lubricantes sintéticos son diseñados para hacer su trabajo eficientemente sin tener que cargar a sus espaldas el exceso de aditivos y compuestos que acompañan a los lubricantes minerales. 







¿QUÉ HACE UN LUBRICANTE?


El trabajo principal del lubricante es evitar que las piezas metálicas entren en contacto para que así no haya fricción y por ende desgaste dentro del motor o piezas en movimiento (esto es lo ultimo que nosotros queremos que pase dentro de nuestro motor). Adicionalmente, su trabajo es disipar el calor que se genera por la fricción, además de transferirlo fuera del ciclo de la combustión.

Otra de las funciones de un buen aceite, es que debe mantener en suspensión todos los contaminantes que son creados por la combustión de la gasolina, como lo son los silicatos y ácidos; el lubricante debe limpiar los motores internamente de estos depósitos que son dañinos.

Imagínense que el lubricante tiene que hacer todos estos trabajos en condiciones extremas de presión y calor extremo sin dejarse vencer por fatiga o muerte negra, El Destructor Silencioso de tu motor. 



CARACTERÍSTICAS DE UN LUBRICANTE 



El Grado
Se define por la clasificación SAE:
SAE es la sigla de Society of Automotive Engineers, una asociación que ha establecido los criterios de clasificación de los aceites basándose en su viscosidad. Los números 20, 30, 40, 50 y 60 clasifican a los lubricantes de cárter según su viscosidad a 100°C.
Para los aceites multigrados el grado es dado por dos números separados por la letra W: 
-El primer número seguido por "W" (Winter) representa la viscosidad a baja temperatura, 5W, 10W, 15W... más pequeño el número, más fluido se mantiene el lubricante a baja temperatura y facilita el arranque
-El segundo número representa la viscosidad a alta temperatura, 20, 30, 40, 50. Más alto este número, más viscoso se mantiene el aceite a alta temperatura.
La viscosidad SAE :
 Es la característica más importante para la elección de los aceites y se define como la resistencia de un liquido a fluir. Es la inversa de la fluidez y se debe a la fricción de las partículas del liquido. La viscosidad se valora según los métodos usados para su determinación, y las unidades, en orden decreciente a su exactitud, son: 

Viscosidad dinámica o absoluta.
La unidad de viscosidad absoluta es el poise, que se define como la viscosidad de un fluido que opone determinada fuerza al deslizamiento de una superficie sobre otra a velocidad y distancia determinadas. Corrientemente se emplea el centipoise, que es la centésima parte del poise y equivale a la viscosi­dad absoluta del agua.

Viscosidad cinemática.
Es la relación entre la viscosidad dinámica y la densidad del liquido. La unidad es el stoque (St), aunque prácticamente se emplea el centistoke, que equivale a la centésima parte de aquel y es aproximadamente la viscosidad cinemática del agua a 20 °C. 

Viscosidad relativa.
En la práctica, la medición de la viscosidad se hace en aparatos denominados viscosímetros, en los cuales se determina el tiempo que tarda en vaciarse un volumen fijo de aceite a determinada temperatura y por un tubo de diámetro conocido. Los mas empleados son los Engler, Redwood y Saybolt. Los grados de viscosidad así determinados de­ben acompañarse siempre de la inicial del viscosímetro y de la temperatura de ensayo; por ejemplo: 5 °E a 50 °C, 25 S.S.U. a 210 °F, etc.
La viscosidad mide la resistencia a fluir de un líquido. El lubricante es más fluido en caliente y más viscoso en frío.
Existen dos pruebas para medir la viscosidad: la viscosidad Saybolt universal y la viscosidad Saybolt Furol
La utilización de lubricantes fluidos en frío permite reducir los desgastes al arrancar gracias a una lubricación rápida de todas las piezas del motor.

 CLASIFICACION DE ACUERDO A SU ESTADO FISICO

Solidos : Los lubricantes sólidos se emplean cuando las piezas han de funcionar a temperaturas muy extremadas y cuando intervienen elevadas presio­nes unitarias.

Talco: Tiene una dureza entre 1 y 1,5, densidad relativa entre 2,7 y 2,8, y muestra exfoliación basal perfecta. Su color puede variar desde el verde manzana, el gris o el blanco hasta el plateado. Brilla con un lustre entre perlado y graso

Grafito: El grafito es negro y opaco y tiene un lustre metálico y una densidad de entre 2,09 y 2,2 g/cm3. Al ser muy blando (dureza entre 1 y 2) mancha cualquier cosa que toque y tiene tacto graso o escurridizo. Es el único material no metálico que conduce bien la electricidad; sin embargo, a diferencia de los otros conductores eléctricos, transmite mal el calor

PARTES DE UNA MAQUINA QUE REQUIERE LUBRICACION

Rodamientos
De Bolas
DE Rodillos Cilindricos
De Rodillos  Conicos
De Agujas 
Cojinetes 

Sólidos (Bujes)
 Partiodos
Medios
Multiples
De Guia
Axiales

Características:
Para cada lubricante, dentro de su gran variedad de aplicaciones, hay unas características que, en mayor o menor grado, deben cumplir. Las principales son: viscosidad, untuosidad, punto de combustión, punto de inflamación, porcentaje de coquización, punto de congelación y punto de descongelación. Las secundarias son: poder anticorrosivo, poder antioxidante, poder anties-pumante, poder detergente y resistencia a eleva-das presiones.
Viscosidad:
Es la característica mas importante para la elección de los aceites y se define como la resistencia de un liquido a fluir. Es la inversa de la fluidez y se debe a la fricción de las partículas del liquido. La viscosidad se valora según los métodos usa-dos para su determinación, y las unidades, en or-den decreciente a su exactitud, son:
Viscosidad dinámica o absoluta. La unidad de viscosidad absoluta es el poise, que se define como la viscosidad de un fluido que opone de-terminada fuerza al deslizamiento de una superficie sobre otra a velocidad y distancia determinadas.
Corrientemente se emplea el centipoise, que es la centésima parte del poise y equivale a la viscosi­dad absoluta del agua.
Viscosidad cinemática. Es la relación entre la viscosidad dinámica y la densidad del liquido. La unidad es el stoque (St), aunque prácticamente se emplea el centistoke, que equivale a la centésimaa parte de aquel y es aproximadamente la viscosidad cinemática del agua a 20 °C.
Viscosidad relativa. En la practica, la medición de la viscosidad se hace en aparatos denominados viscosímetros, en los cuales se determina el tiempo que tarda en vaciarse un volumen fijo de aceite a determinada tempera-tura y por un tubo de diámetro conocido. Los mas empleados son los Engler, Redwood y Saybolt.
Los grados de viscosidad así determinados de­ben acompañarse siempre de la inicial del viscosímetro y de la temperatura de ensayo; por ejemplo: 5 °E a 50 °C, 25 S.S.U. a 210 °F, etc.
Números SAE. Establecidos por la Society of Automotive Engineers para especificar gamas de viscosidades de aceites para automóviles. Los mimeros de invierno (SAE-5W, 10W, 20W) se de-terminan a temperaturas bajo cero, y los de ve-rano (SAE-20, 30, 40, 50, 60) a 100 °C.
Índice de viscosidad. La viscosidad de los lubricantes disminuye al elevarse la temperatura. Y es necesario conocer los grades de variacion, principalmente cuando los lubricantes se ban de emplear en maquinas o motores que trabajan a altas temperaturas.
La escala de los índices de viscosidad fue establecida tomando aceites de diferentes procedencias y clasificándolos desde 0 (mucha variación) hasta 100 (muy poca variación). En la practica, se consideran:
Bajo: menos de 40
Medio: de 40 a 80
Alto: mas de 80
Untuosidad
Es la capacidad que tienen los aceites de adherirse a la superficie de los órganos lubricados. No se valora porque no existe una unidad de medida ni aparatos normalizados que permitan su medición.
Punto de inflamación
Es la temperatura a la cual, bajo ciertas condiciones, hay que calentar un lubricante para que los vapores emitidos se inflamen al aproximar una llama.
Punto de combustión
Es la temperatura que debe alcanzar un lubri­cante para que empiece a arder ininterrumpidamente. Se considerara llegado al punto de combustión cuando el lubricante arda durante cinco segundos por lo menos.
Porcentaje de coquizacion
Los aceites que son sometidos a temperaturas demasiado elevadas y que no disponen del aire suficiente para arder debidamente se carbonizan, produciendo una especie de coque que perjudica la superficie lubricada. Para determinar la tendencia a la coquizacion, se calcula el porcentaje de coque producido en una atmósfera limitada.
Punto de congelación
Es la temperatura a la cual los aceites dejan de fluir, solidificándose. Se determina enfriando progresivamente el lubricante en un tubo de ensayo hasta que este se pueda poner horizontal sin que el aceite se derrame.
Punto de descongelación
Es la temperatura a la cual, en el calentamiento, deja de estar bloqueada una pieza que había quedado sujeta por el lubricante al congelarse este.
Poder anticorrosivo
Es la propiedad de un lubricante de proteger a los órganos mecánicos contra la corrosión. Puede mejorarse añadiendo agentes anticorrosivos
Poder antioxidante
Es la propiedad de mantenerse estable a altas temperaturas, con la cual, al no oxidarse el lubri­cante, tampoco aumenta su acidez, y no se forman en su seno partes insolubles que con el tiempo originarían lodos.
Poder antiespumante
Es la propiedad de impedir la retención de burbujas de aire en el aceite. Se mejora añadiendo agentes que reducen la tendencia a formar es-puma.
Poder detergente
En los motores de explosión se producen residuos en el proceso de la combustión y de la descomposición del lubricante que contribuyen al rápido desgaste de sus distintos órganos. Por esta razón se añaden al lubricante productos detergentes que arrastran los posibles sedimentos y los mantienen en suspensión en el aceite.
Poder lubricante a elevadas presiones
Es la capacidad de mantener la película lubri­cante entre las superficies de las piezas aun en el caso de someterlas a elevadas presiones untadas.
Clasificación
Según su consistencia, los lubricantes se pueden clasificar en:
Sólidos.
Pastosos.
Líquidos.
Dentro de cada clase, pueden ser de origen mine­ral, vegetal y animal.
Lubricantes sólidos:
Los lubricantes sólidos se emplean cuando las piezas han de funcionar a temperaturas muy extremadas y cuando intervienen elevadas presio­nes unitarias.
Los mas empleados son el grafito y el bisulfuro de molibdeno, que sirven para fabricar cojinetes auto lubricados y como aditivos de aceites y grasas. También se emplean para el mismo fin materiales tan variados como talco, mica, azufre, parafinas, etc.
Tratamiento Lubsec
Es un tratamiento que tiene por objeto recubrir con una capa de lubricante seco las superficies de fricción de las piezas. Se realiza dando a la pieza un fosfatado al magnesio o al cine y aplicando encima una capa de polvo impalpa­ble de molibdeno disperse en una resina termo-estable.
Lubricantes pastosos - grasas
Las grasas son dispersiones de aceite en jabón. Se emplean para lubricar zonas imposibles de engrasar con aceite, bien por falta de condiciones para su retención, bien porque la atmósfera de polvo y suciedad en que se encuentra la ma-quina aconseja la utilización de un lubricante pastoso.
Una de las características mas importantes de las grasas es el punto de goteo, es decir, la temperatura mínima a la cual la grasa contenida en un aparato especial empieza a gotear por un orificio situado en la parte inferior. Es muy importante, ya que permite conocer la temperatura máxima de empleo.
Según el jabón que las forma, las grasas pueden ser calcicas, sodicas, al aluminio, al litio, al bario, etc. Y sus características y aplicaciones son las siguientes:
Grasas calcicas. Tienen un aspecto mantecoso, son insolubles en agua, resisten 80 °C y son muy económicas. Se emplean para lubricar rodamientos situados en los chasis de los automóviles y rodamientos de maquinas que trabajen a poca velocidad y a menos de 70 °C.
Grasas sodicas. Tienen un aspecto fibroso, son emulsionables en agua, resisten 120 °C y son poco fusibles. Se emplean para rodamientos en que no haya peligro de contacto con el agua.
Grasas al aluminio. Son de aspecto fibroso y transparente, insolubles en el agua, muy adhesi-vas y muy estables. Resisten hasta 100 °C. Se em­plean en juntas de cardan, cadenas, engranajes y cables, y en sistemas de engrase centralizado.
Grasas al litio. Son fibrosas, resisten bastante bien el agua y pueden utilizarse desde —20 hasta 120°C. Se emplean para aplicaciones generales (rodamientos, pivotes de mangueta en automóviles), conteniendo, si es necesario, bisulfuro de molibdeno.
Grasas al bario. Son fibrosas y mas resistentes al agua que las de litio, y su máxima temperatura de empleo es de 180°C. Se emplean para usos generales.
Lubricantes líquidos:
Llamados en general aceites lubricantes, se dividen en cuatro subgrupos:
Aceites minerales. Obtenidos de la destilación fraccionada del petróleo, y también de ciertos carbones y pizarras.

Aceites de origen vegetal y animal. Son denominados también aceites grasos y entre ellos se encuentran: aceite de lino, de algodón, de colza, de oliva, de tocino, de pezuria de buey, glicerina, etc.
Aceites compuestos. Formados por mezclas de los dos primeros, con la adición de ciertas sustancias para mejorar sus propiedades.
Aceites sintéticos. Constituidos por sustan­cias liquidas lubricantes obtenidas por procedimientos químicos. Tienen la ventaja sobre los demás de que su formación de carbonillas es prácticamente nula; su inconveniente consiste en ser mas caros.
Entre los subgrupos mencionados, merecen es­pecial atención los aceites minerales, por ser los lubricantes líquidos mas empleados. Se obtienen por la destinación del petróleo bruto, de la cual se originan también otros productos (eter, gasolina, petróleo, gas oil, fuel-oil, etc.). Una vez destilados, son convenientemente tratados para purificarlos y mejorar sus propiedades básicas con aditivos.
Selección de lubricantes:
Actualmente están desapareciendo en la industria los llamados lubricantes para uso general, que han sido desplazados por los adecuados a cada aplicación especifica. Según sea esta, se pueden citar los siguientes:
• Para cojinetes a fricción.
• Para rodamientos a bolas y rodillos.
• Para engranajes.
• Para automóviles.
• Para compresores frigoríficos.
• Para compresores de aire.
• Para la industria textil.
• Para turbinas hidráulicas.
• Para maquinas de vapor.
• Para mandos hidráulicos.
• Para mecanizado de metales.
• Para transformadores eléctricos. De todos ellos, aquí se relacionan los mas utiliza-dos, ya que no se pretende hacer un tratado so­bre lubricantes.
Lubricantes para cojinetes a fricción
Para esta aplicación interesa fundamentalmente la viscosidad del aceite, la cual deberá elegirse de acuerdo con las condiciones de trabajo, carga que actue sobre el eje, velocidad de giro y temperatura de funcionamiento, con objeto de poder mantener un espesor mínimo de película. En la tabla II se exponen las viscosidades mas gene-ricas.
Todos los lubricantes tienen su nivel de viscosi­dad, medido siempre en grados Engler a 50° de temperatura, que indican su aplicación.

Clases de lubricantes

La lubricación, se basa en evitar daños o roces entre los mecanismos mecánicos del motor y así evitar costosas reparaciones o subidas importantes de temperatura del motor o desgastes por fricción.
Los lubricantes usados actualmente se clasifican atendiendo a su viscosidad y sistema de Sociedad de Ingenieros Automotrices en seis grupos: S.A.E. estos son numéricos y corresponden al grado de viscosidad de estos, siendo él mas fluido los del numero más bajo y los mas viscosos los de mayor viscosidad: 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50
Estos lubricantes clasificados con arreglo al correspondiente número de S.A.E. son luego reagrupados en cuatro clases diferentes:
1.- Regular
2.-Premium
3.-Heavy Duty
4.-Multigrado
Regular.
Son los aceites mas utilizados en motores de moderadas condiciones de servicio en la que la velocidad del motor y la carga son reducida la mayor parte del tiempo.
Premium
Estos ya se emplean en los motores con un rendimiento superior. Estos lubricantes ya contienen anticorrosivos y aditivos para impedir el envejecimiento del motor, así como para aumentar la adherencia de la película de aceite.
Heavy Duty
Es ideal para motores que están sometidos a grandes trabajos y condiciones muy severas de funcionamiento, incluyendo con frecuencia paradas y arrancadas donde la formación de sedimentos y el desgaste corrosivo producen problemas de funcionamiento
Multigrado
Son aceites que poseen la propiedad de aumentar la viscosidad de los aceites cuando el motor funciona a elevadas temperaturas que no cuando lo hace a bajas; con ello se disminuye el efecto que causa la temperatura en la viscosidad de los aceites normales


TIPOS DE MANTENIMIENTO



Mantenimiento Correctivo


Este mantenimiento también es denominado “mantenimiento reactivo”, tiene lugar luego que ocurre una falla o avería, es decir, solo actuará cuando se presenta un error en el sistema. En este caso si no se produce ninguna falla, el mantenimiento será nulo, por lo que se tendrá que esperar hasta que se presente el desperfecto para recién tomar medidas de corrección de errores. Este mantenimiento trae consigo las siguientes consecuencias:



·         Paradas no previstas en el proceso productivo, disminuyendo las horas operativas.



·         Afecta las cadenas productivas, es decir, que los ciclos productivos posteriores se verán parados a la espera de la corrección de la etapa anterior.



·         Presenta costos por reparación y repuestos no presupuestados, por lo que se dará el caso que por falta de recursos económicos no se podrán comprar los repuestos en el momento deseado.}



Mantenimiento Preventivo


Este mantenimiento también es denominado “mantenimiento planificado”, tiene lugar antes de que ocurra una falla o avería, se efectúa bajo condiciones controladas sin la existencia de algún error en el sistema. Se realiza a razón de la experiencia y pericia del personal a cargo, los cuales son los encargados de determinar el momento necesario para llevar a cabo dicho procedimiento; el fabricante también puede estipular el momento adecuado a través de los manuales técnicos. Presenta las siguientes características,



·         Se realiza en un momento en que no se esta produciendo, por lo que se aprovecha las horas ociosas de la planta



·         Se lleva a cabo siguiente un programa previamente elaborado donde se detalla el procedimiento a seguir, y las actividades a realizar, a fin de tener las herramientas y repuestos necesarios “a la mano”.



·         Cuenta con una fecha programada, además de un tiempo de inicio y de terminación preestablecido y aprobado por la directiva de la empresa.



·         Esta destinado a un área en particular y a ciertos equipos específicamente. Aunque también se puede llevar a cabo un mantenimiento generalizado de todos los componentes de la planta.



·         Permite a la empresa contar con un historial de todos los equipos, además brinda la posibilidad de actualizar la información técnica de los equipos.



·         Permite contar con un presupuesto aprobado por la directiva.







Mantenimiento Preditivo


Consiste en determinar en todo instante la condición técnica (mecánica y eléctrica) real de la máquina examinada, mientras esta se encuentre en pleno funcionamiento, para ello se hace uso de un programa sistemático de mediciones de los parámetros más importantes del equipo. El sustento tecnológico de este mantenimiento consiste en la aplicaciones de algoritmos matemáticos agregados a las operaciones de diagnóstico, que juntos pueden brindar información referente a las condiciones del equipo. Tiene como objetivo disminuir las paradas por mantenimientos preventivos, y de esta manera minimizar los costos por mantenimiento y por no producción. La implementación de este tipo de métodos requiere de inversión en equipos, en instrumentos, y en contratación de personal calificado. Técnicas utilizadas para la estimación del mantenimiento predictivo:



·         Analizadores de Fourier (para análisis de vibraciones)

·         Endoscopia (para poder ver lugares ocultos)

·         Ensayos no destructivos (a través de líquidos penetrantes, ultrasonido, radiografías, partículas magnéticas, entre otros)

·         Termovisión (detección de condiciones a través del calor desplegado)

·         Medición de parámetros de operación (viscosidad, voltaje, corriente, potencia, presión, temperatura, etc.) 

Mantenimiento Proactivo

Este mantenimiento tiene como fundamento los principios de solidaridad, colaboración, iniciativa propia, sensibilización, trabajo en equipo, de moto tal que todos los involucrados directa o indirectamente en la gestión del mantenimiento deben conocer la problemática del mantenimiento, es decir, que tanto técnicos, profesionales, ejecutivos, y directivos deben estar concientes de las actividades que se llevan a acabo para desarrollas las labores de mantenimiento. Cada individuo desde su cargo o función dentro de la organización, actuará de acuerdo a este cargo, asumiendo un rol en las operaciones de mantenimiento, bajo la premisa de que se debe atender las prioridades del mantenimiento en forma oportuna y eficiente. El mantenimiento proactivo implica contar con una planificación de operaciones, la cual debe estar incluida en el Plan Estratégico de la organización. Este mantenimiento a su vez debe brindar indicadores (informes) hacia la gerencia, respecto del progreso de las actividades, los logros, aciertos, y también errores.



Mantenimiento Reactivo


Operar hasta que falla el equipo. Solo debería ser usado cuando el costo de detección y control excede los beneficios. Normalmente usado solo cuando hay equipo de respaldo. Si una falla afecta producción, resulta ser el mantenimiento más costoso.