Características de separación de agua de aceites minerales y sintéticos

Los lubricantes para engranajes industriales frecuentemente están expuestos al agua proveniente de enfriadores dañados, agua de enfriamiento, humedad atmosférica o fuentes de vapor. La contaminación con agua puede causar lubricación deficiente, herrumbre y corrosión y acelerar la tasa de oxidación del lubricante. Un lubricante para engranajes industriales debe resistir la mezcla y formación de emulsiones con agua y tener buenas características de separación rápida y efectiva del agua en el sistema. La habilidad de un lubricante para resistir la emulsificación y separarse fácilmente del agua se logra empleando aditivos demulsificantes en su formulación.

Los aditivos demulsificantes son sustancias químicas que trabajan en dos etapas para evitar la emulsificación y mejorar la separación del agua. Primero, floculan las gotas de agua en burbujas formando un puente químico entre las gotas de agua. Esto permite que las gotas de agua interactúen con las moléculas del demulsificante. En la segunda etapa se da la coalescencia. Una vez que se ha formado el puente químico, el agente demulsificante penetra en la película de la emulsión y sustituye las moléculas emulsificadas de agua para formar una película inestable. Los demulsificantes también pueden penetrar en la película emulsificada para formar un pasaje a través del cual el agua se drena de una gota a otra. Ambos mecanismos permiten que las burbujas estables y pequeñas se transformen en gotas grandes que se precipitan al fondo para que puedan ser drenadas.

Aunque los agentes demulsificantes son productos químicos esenciales en la formulación de lubricantes para engranajes industriales, debe tenerse cuidado en su uso, sobre todo si se añaden al lubricante durante su uso en campo. Si se utilizan en proporciones inadecuadas, pueden tener un efecto contrario y actuar como emulsificantes. Los métodos de ensayo empleados para evaluar la habilidad para resistir la emulsificación y separar fácilmente la humedad son:

Características de separación de agua de aceites minerales y sintéticos ASTM D1401
Características de demulsibilidad de los aceites lubricantes ASTM D2711

Características de separación de agua ASTM D1401

La prueba ASTM D1401 determina la habilidad para separarse del agua de los aceites lubricantes, como los aceites para engranajes industriales inhibidos contra la corrosión, aceites hidráulicos y aceites de turbinas, que tienen viscosidades entre 28.8 y 90 cSt a 40 oC.

En la prueba, se colocan 40 ml de agua y 40 ml de aceite en un cilindro graduado con capacidad para 100 ml y se sumerge en un baño a 54 °C (130 °F). El aceite y el agua se mezclan durante cinco minutos a 1,500 rpm empleando un agitador. Posteriormente se permite que repose la muestra.

Con intervalos de cinco minutos, se toma el cilindro y se inspecciona para revisar las capas de agua, aceite y emulsión. Se registra también el tiempo que toma para que se complete dicha separación. Si después de 30 minutos no se logra la separación completa, se registran los volúmenes de agua, aceite y emulsión remanentes. Se considera que un aceite de engranajes industriales que tiene una lectura de 40-40-0 (aceite-agua-emulsión) posee excelentes características de separación de agua.

Características de demulsibilidad ASTM D2711

Como la prueba ASTM D1401, ASTM D2711 mide la habilidad de un aceite para separarse del agua.

La prueba consiste en mezclar 405 ml del aceite de prueba con 45 ml de agua a 82 °C (180 °F) por cinco minutos empleando un agitador especial a 4,500 rpm. . Después de un tiempo de asentamiento de cinco horas a 82 °C (180 °F), se mide la cantidad de agua separada de la emulsión. Al final del periodo de asentamiento, se extrae una muestra de 50 ml empleando una pipeta en el centro del embudo, dos pulgadas por debajo de la superficie de la mezcla agua-aceite. Esta muestra se coloca en un tubo centrífugo y se centrifuga por 10 minutos para determinar la cantidad de agua presente en la muestra. Este volumen de agua se reporta como el porcentaje de agua en el aceite.

Después de sacar la muestra, se remueve el cilindro del baño y se sustrae cualquier monto de agua libre que se haya separado y se coloca en un cilindro graduado de 50 ml. La cantidad de agua extraída se reporta como el total de mililitros de agua libre. Una vez que se remueve el embudo, el volumen de fluido remanente se reduce a la marca de 100 ml del embudo por un sifón. Los 100 ml de fluido se colocan en un tubo centrífugo y se centrifuga por 10 a 15 minutos. La cantidad de agua y emulsión separadas por centrifugado se reporta como mililitros de emulsión.

Los aceites para engranajes industriales inhibidos contra la herrumbre y oxidación que presentan valores de separación de agua entre 36 a 45 ml se consideran con buenas características de demulsibilidad.

Cuando se efectúa este ensayo en aceites lubricantes extrema presión, se emplea un procedimiento modificado, que consiste en 90 ml de agua y 360 ml de aceite agitados a 2,500 rpm por cinco minutos a 82 °C (180 °F). Después de agitarlos cinco minutos, se sigue el procedimiento mencionado antes. Se considera que un lubricante para engranajes extrema presión que exhibe un máximo de 2 por ciento de agua en el aceite; un mínimo de 80 ml de agua libre total y máximo 1 ml de emulsión de acuerdo con las especificaciones de desempeño U.S. Steel 224 y AGMA 9005 y máximo 1 por ciento de agua en el aceite; mínimo 60 ml de agua libre total y máximo 2 ml de emulsión por la especificación AGMA 250.04.

Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América.