Universidad de Guayaquil Facultad de Ingeniería Química Laboratorio de Procesos de Petróleo y Petroquímica Tema Grasas y Aceites Integrantes María Concepción Acosta Fabres Jorge Javier Álvarez Sánchez Kevin Xavier Huilcarema Enríquez Richard Enrique Marshall Sánchez Génesis Dayana Santillán Matamoros Docente Ing. Qca. Sandra Peña Murillo Msc. Año Lectivo 2014-2015
Introducción No existe en el mundo máquina alguna por sencilla que sea que no requiera lubricación, ya que con esta se mejora tanto el funcionamiento, como la vida útil de los equipos y maquinarias. 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. 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 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. 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.
Grasas Lubricantes Las grasas lubricantes pueden definirse como sólidos o semifluidos resultado de la dispersión de un agente espesante en un líquido lubricante. En tanto que no pueden decirse exactamente líquidos o sólidos, se identifican como sólidos plásticos con propiedades viscoelásticas. Contienen del 65 al 95% en peso de aceite lubricante, del 5 al 35% de espesante y del 0 al 10% de aditivos (líquidos y/o sólidos). Dependiendo de la cantidad de sólidos, el producto resultante se clasifica como grasa (<10% sólidos), grasa-pasta (del 10 al 40% de sólidos) y pasta (>40 % sólidos). Generalmente clasificadas a partir de su grado de fluidez y/o consistencia, las grasas lubricantes también se agrupan en función de sus componentes mayoritarios. Por ello, se habla de grasas minerales, sintéticas y totalmente sintéticas, en función de si están basadas en aceite mineral, en aceite sintético y en aceite sintético y espesante sintético, respectivamente.
Ventajas Las ventajas más relevantes, derivadas del uso de una grasa lubricante en comparación con un aceite, son las siguientes: Mayor adherencia a superficies Mejor capacidad de sellado y aislamiento del medio Excelente protección contra el desgaste Superior lubricación frente a altas cargas y bajas velocidades Superior protección contra la corrosión Más amplio rango de temperaturas de operación Más efectiva absorción de ruido y vibraciones Menor migración del punto de lubricación
Propiedades Dentro de las propiedades que define o clasifican a las grasas destacan las siguientes: Punto de Fusión Es la temperatura a la cual comienza a formarse un menisco convexo en la punta de un tubo perteneciente a un recipiente normalizado diseñado expresamente para la realización de este ensayo. Punto de Gota Es una propiedad de las grasas directamente relacionada con la temperatura. Refleja el momento en que la grasa se licúa al calentarla. A esta temperatura, se desprende y cae la primera gota del ensayo anterior. Consistencia Así como la viscosidad es una característica de la fluidez de los aceites, la consistencia es una característica de plasticidad, que indica el grado de deformación que es capaz de resistir una grasa bajo la aplicación de una fuerza. La consistencia también recibe los nombres de “grado de dureza” o de “resistencia de penetración”.
Capacidad de Carga Mide la mayor o menor carga que aguanta una película de grasa antes de romperse.
Ensayo Shell de 4 Bolas Este dato también se encuentra en las especificaciones de los fabricantes. El fundamento es de deslizamiento de una bola que gira a 1770 rpm sobre otras tres bolas fijas, con la muestra de grasa a 27°C durante intervalos de diez segundos e incrementos de carga crecientes. Sirve para predecir las características de desgaste con otros metales. Ensayo Adams Mide la cantidad de aceite destilado del seno de la grasa tras trabajar ésta en un cojinete a una determinada temperatura y a un determinado número de revoluciones. Cuanto menos aceite destile, mejor es el comportamiento de la grasa. Estabilidad Frente a la Oxidación Este ensayo consiste en depositar cuatro gramos de grasa en cada uno de los 5 platillos existentes en el interior de un balón hermético de oxigeno normalizado y presurizado a una determinada temperatura. Contenido en Agua y Resistencia al Lavado con Agua Las posibles burbujas de agua dispersas en el seno de una grasa, además de facilitar la corrosión, podrían llegar a ser causa del contacto directo metal-metal, por lo que es perjudicial.
Tipos de Grasas Al combinar diferentes químicas de aditivos, aceites base y tipos de espesantes, se formulan grasas para cumplir con los requisitos de especificaciones de industrias y consumidores finales concretos. En líneas generales, las grasas se clasifican en tres categorías: Grasas básicas: con bajos requisitos de especificaciones, son formulaciones típicas para fines generales que pueden producirse en grandes volúmenes, a precios competitivos. En general, se encuentran en jabones a base de litio, calcio o sodio, pero también pueden incluir grasas de presión extrema y bases de litio más complejas. Grasas de alto rendimiento: con requisitos más exactos en cuanto a especificaciones y que con frecuencia se encuentran en jabones más complejos, se fabrican con aceites base altamente refinados o sintéticos y se formulan para cumplir con las exigencias de aplicaciones más desafiantes. Además, éstas son grasas especiales que se fabrican a la medida para reunir estrictas especificaciones de rendimiento en aplicaciones específicas y que se formulan especialmente con aditivos y lubricantes sólidos de mayor costo. Grasas básicas La mayoría de las grasas que se usan en la actualidad son productos básicos con: bajos requisitos de especificaciones aplicaciones para fines generales gran volumen de producción precios competitivos bases de litio, calcio o sodio para jabones y, a veces, incluyen formulaciones a base de litio más complejas o de presión extrema
Grasas de alto rendimiento El predominio de las grasas de alto rendimiento es cada vez mayor a medida que los gobiernos e industrias avanzan hacia requisitos ambientales y de rendimiento más estrictos. Las grasas de alto rendimiento se caracterizan por: altos requisitos de especificaciones aplicaciones más desafiantes menor volumen de producción formulaciones complejas para jabones aceites base altamente refinados o sintéticos Grasas especiales Las grasas especiales constituyen una parte del mercado en crecimiento y se caracterizan por: requisitos de rendimiento más estrictos para clientes específicos una aplicación específica que requiera la solución de un problema complejo de lubricación bajo volumen de producción aditivos de alto rendimiento lubricantes sólidos
Aceites Lubricantes Los aceites lubricantes no sintéticos, son mezclas de aceites básicos parafínicos y aditivos. Los aceites básicos parafínicos son las bases para la manufactura de los aceites lubricantes automotrices. Los aceites básicos parafínicos de alta calidad son mezclados entre sí y con aditivos, permitan obtener lubricantes de muy alta calidad. En general los crudos se clasifican en parafínicos y nafténicos, con base en la familia de hidrocarburos que predomina en su composición. Para la producción de aceites básicos se emplean los crudos de base parafínica.
Propiedades
Viscosidad Es la resistencia al desplazamiento relativo de sus partículas debido a la actividad molecular (resistencia a fluir). Índice de viscosidad Es un valor que representa la variación de la viscosidad con la temperatura. Punto de congelación La tendencia a congelarse crece con el contenido de parafinas (aditivos nafténicos y tensoactivos) Punto de inflamación Los vapores se inflaman e inmediatamente se apagan ante una llama Punto de combustión El aceite arde en forma continua; es del orden de 35 °C mayor que la anterior Punto de Autoinflamación El aceite arde sin necesidad de llama Punto de fusión de una grasa El punto de goteo mide la temperatura a la cual fluye la primera gota de grasa
Efecto emulsionante La dispersión de agua en un lubricante puede ser deseable (aditivos emulsionantes) o no (centrifugado) Efecto espumante La dispersión de aire es siempre indeseable, pues favorece la oxidación y aumenta el rozamiento (aditivos antiespumantes) Poder detergente Las sustancias gomosas producen atascamientos y aglutinan partículas sólidas que actúan como abrasivos (aditivos que las mantienen en suspensión) Número de neutralización (envejecimiento) Rigidez dieléctrica (transformadores), baja volatilidad (temple), etc. Hidrogenación Dificulta la oxidación mediante la saturación de las dobles o triples ligaduras de los carbonos mediante burbujeo en hidrógeno en presencia de catalizadores (platino). Con el mismo objeto se agregan aditivos antioxidantes (BHT y otros)
Tipos de Aceites Aceites lubricantes minerales 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. Aceites lubricantes Sintéticos Los Aceites Sintéticos no tienen su origen directo del Crudo o petróleo, sino que son creados de Sub-productos petrolíferos combinados en procesos de laboratorio. Al ser más largo y complejo su elaboración, resultan más caros que los aceites minerales. Dentro de los aceites Sintéticos, estos se pueden clasificar en: Oligomeros Olefinicos Esteres Orgánico Poliglicoles Fosfato Esteres Aceites lubricantes semi-sintéticos Los Semi-Sintéticos se obtienen de una mezcla de aceites sintéticos y minerales. Las propiedades de los aceites Semi-Sintéticos son también muy superiores a los de los minerales, ya que retienen las propiedades y características de los aceites sintéticos.
Diferencias entre Grasas y Aceites Casi todos cuando pensamos en aceites pensamos en grasa también y los relacionamos simultáneamente pero existe diferencia entre ellos. Se diferencian en su estructura química, en la cantidad de insaturaciones que presenten. Las grasas son compuestos saturados en hidrógeno, esto quiere decir que en su estructura molecular existen sólo enlaces simples entre carbonos y, por lo tanto, hay una máxima cantidad de hidrógenos en su estructura. Esto hace que las grasas sean sólidas a temperatura ambiente.
Los aceites, en cambio, son compuestos insaturados porque en su estructura presentan enlaces dobles entre carbonos lo que hace que haya una menor cantidad de hidrógenos que en las grasas y, por eso, los aceites se presentan en forma líquida a temperatura ambiente. ¿Cuándo empleo grasa? La grasa se emplea generalmente en aplicaciones que funcionan en condiciones normales de velocidad y temperatura. La grasa tiene algunas ventajas sobre el aceite. Por ejemplo, la instalación es más sencilla y proporciona protección contra la humedad e impurezas. Generalmente se utiliza en la lubricación de elementos tales como cojinetes de fricción y antifricción, levas, guías, correderas, piñonería abierta algunos rodamientos. ¿Cuándo empleo aceite? Se suele emplear lubricación con aceite cuando la velocidad o la temperatura de funcionamiento hacen imposible el empleo de la grasa, o cuando hay que evacuar calor. El aceite, tiene su mayor aplicación en la lubricación de compresores, motores de combustión interna, reductores, motorreductores, transformadores, sistemas de transferencia de calor, piñoneras abierta, cojinetes de fricción y antifricción y como fluidos hidráulicos.
Bibliografía http://www.monografias.com/trabajos16/grasas-lubricantes/grasas-lubricantes.shtml http://www.interempresas.net/Mantenimiento/Articulos/113067-Grasas-lubricantescaracteristicas-ventajas-y-aplicaciones.html http://espanol.lubrizol.com/IndustrialAdditives/GreaseAdditives/Technologies/Types ofGrease.html http://www.quiminet.com/articulos/definiciones-de-aceites-lubricantes-automotrices8589.htm http://www.quiminet.com/articulos/que-son-los-aceites-lubricantes-4024.htm http://biodieselingenieros.blogspot.com/2010/11/diferencia-entre-grasas-yaceites.html http://www.nebrija.es/~alopezro/Lubricacion.pdf http://materias.fi.uba.ar/7201/Lubricantes2009.pdf
