Este artículo trata de los muchos y extraños efectos que tiene la temperatura sobre el estado de los lubricantes, su condición y desempeño. La idea es resultado de la ingeniosa analogía con un huevo que escuché en una conferencia de la ASTM hace algunos años atrás. Es más o menos así:

Ponga un huevo en el refrigerador y se mantendrá sin cambios.
Póngalo en agua muy caliente y tendrá un huevo duro cocido.
Déjelo en un cuarto a temperatura ambiente y tendrá un huevo podrido.
Colóquelo debajo de una gallina y obtendrá un pollito.

Los Efectos de la Temperatura en los Lubricantes

¿En Dónde Está mi Abrigo?

En esas frías mañanas, me gusta ponerme mi abrigo, que siempre guardo en una gaveta cercana a mi escritorio. Es todo lo que necesito para escapar del ambiente polar que parece atravesar las paredes de mi oficina.

Las bajas temperaturas pueden afectar a nuestros lubricantes. A diferencia de la comida, o nuestro huevo, que parecen beneficiarse de las bajas temperaturas, los lubricantes pueden degradarse químicamente, separarse en fases y mostrar alteraciones físicas. Déjeme darle unos cuantos ejemplos de las consecuencias de los lubricantes fríos:

  • Los lubricantes mezclados pueden comenzar a separarse en fases.
  • Los básicos parafínicos pueden liberar ceras y formar geles.
  • Ciertos aditivos pueden volverse insoluble, resultando en asentamiento, floculación y formación de depósitos (como aros alrededor de los tanques).
  • El agua disuelta puede pasar a agua emulsificada (más peligrosa) y puede impedir que el agua libre se asiente.
  • Muchos aditivos que dependen de reacciones químicas termo-inducidas no reaccionan (muchos aditivos EP y AW, por ejemplo).
  • El aceite puede volverse demasiado viscoso para circular y la grasa demasiado dura para bombearla.
  • Los contaminantes pueden evadir los filtros ya que el aceite frío tan grueso abre las válvulas de alivio.
  • Los motores de combustión interna no arrancarán y las partes móviles de otras máquinas con frecuencia dejarán de trabajar.

Ni al Aceite ni al Vino les Agrada que el Mercurio Suba

El aceite caliente tiene la mayor presión, hasta en esta publicación. Después de todo, el aceite no es como algunos vinos finos, que se vuelen mejores con el tiempo. De hecho, hasta el excelente Boudreaux sufrirá si se expone a temperaturas muy altas. Por ejemplo, la mayoría de los vinos envejecerán casi dos veces más rápido a 25°C que a 13°C, lo cual, por supuesto, es por lo que los conocedores y coleccionistas prefieren la temperatura de las bodegas para almacenar sus productos líquidos.

En 1903, Svante Arrhenius ganó un Premio Nobel cuando descubrió la relación que existe entre la temperatura y la mayoría de las tasas de reacción química. Con frecuencia llamada la Regla de la Tasa de Arrhenius, trata del hecho de que los lubricantes, una vez que han excedido su temperatura base de activación, se degradarán (oxidarán) dos veces más rápido por cada 10°C (18°F) de incremento en su temperatura. De hecho, hay varios problemas asociados con el exceso de calor. Comencemos con otra lista de las consecuencias de la elevada temperatura:

  • Descomposición del aceite base y aditivos (Arrhenius).
  • Algunos aditivos volatilizarán y escaparán hacia la atmósfera.
  • Los mejoradores de IV se romperán con mayor rapidez.
  • Los contaminantes microbiales prefieren las temperaturas cálidas (pero no hirvientes).
  • El calor rompe la película de aceite, causando condiciones aceleradas de pulido y abrasion.
  • El aceite caliente acorta la vida de los filtros y sellos y acelera la corrosión.
  • Tanto el aceite como la grasa caliente son más propensos a fugar.
  • La grasa se separa más rápidamente (el aceite del espesante) a elevadas temperaturas.
  • La elevada temperatura de las superficies puede formar resinas y gomas carbonosas.

Tomándole la Temperatura a su Aceite

La tabla siguiente ilustra el uso de las cartas térmicas de lubricación. Estas pueden designarse fácilmente con software disponible en la mayoría de las computadoras actuales. Pueden imprimirse y laminarse para colocarla en aquellas máquinas que están expuestas a cambios dinámicos de temperatura.

Por supuesto, la temperatura juega un rol vital en el monitoreo de condición de las máquinas, razón por la que en la mayoría de las cajas de herramientas de mantenimiento predictivo (PdM) encontramos pistolas de medición de temperatura. De la misma manera en que los humanos necesitamos tomarnos la temperatura para saber si tenemos fiebre, la mayoría de los problemas con lubricación, fricción y desgaste tendrán un perfil o firma de temperatura. Así que, en ese sentido, es bueno un cambio en la temperatura.

Cuando se analiza conjuntamente, el tema integral de temperatura definitivamente no es una trivialidad… así que mantengamos a la mano nuestros termómetros.
Desarrolle Cartas Térmicas de Lubricación (CTL) para las máquinas críticas.

  • Desarrolle cartas térmicas de lubricación (CTL) para equipo crítico. Defina puntos de temperatura A hasta F para ubicaciones específicas de la máquina a monitorear (por ejemplo, la línea de abasto line).
  • El rango de temperatura normal (Zona 3) está delimitado por los puntos C y D. Los valores de temperatura por debajo de C son controlados por un calentador y alarmas. Las temperaturas arriba de D son controladas por enfriadores y alarmas.
  • La operación sostenida en las Zonas 2 y/o 4 reducen la vida en servicio de la máquina y/o del lubricante. Por ejemplo, operar en la Zona 2 puede retardar el flujo del lubricante a los rodamientos, incrementar el consumo de energía e incrementar la tendencia a la formación de espuma. La operación en la Zona 4 puede acelerar la oxidación del aceite, reducir la resistencia de la película e incrementar el desgaste asociado con las partículas.
  • La operación en las Zonas 1 y 5 comprometen la confiabilidad de la máquina. Los puntos de temperatura A y F son extremos de muerte súbita. La Zona 1 es una condición típica de falta de lubricación mientras que la Zona 5 está asociada con riesgo de incendio, degradación del aceite por falla térmica oxidativa, agotamiento de aditivos, volatilización y condiciones elevadas de fricción/desgaste.
  • El uso de lubricantes con alto IV ayuda a disminuir los puntos de temperatura A hasta C. El uso de lubricantes sintéticos con formulación  Premium y alto IV ayuda a ampliar los puntos de temperatura D hasta F.

Tomándole la Temperatura a su Aceite

Jim Fitch, Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América
Publicado en la revista Practicing Oil Analysis (3/2007)