Principios Fundamentales de la Lubricación en Maquinaria

Tipos de Lubricación y sus Mecanismos

La lubricación es un proceso crucial para el funcionamiento y la longevidad de cualquier maquinaria. Consiste en interponer una sustancia (el lubricante) entre dos superficies en movimiento para reducir la fricción y el desgaste. A continuación, se describen los regímenes de lubricación más importantes.

Lubricación Hidrodinámica

Es aquella en la que las superficies que interactúan (por ejemplo, cojinete y flecha) y soportan la carga (como el peso), generando esfuerzos mecánicos, están separadas por una capa de lubricante relativamente gruesa. El objetivo es impedir el contacto directo metal con metal. Este tipo de lubricación no depende de la introducción del lubricante a presión, ya que la película lubricante se genera por el movimiento relativo de las superficies.

Lubricación Hidrostática

Se obtiene introduciendo el lubricante en el área de soporte de la carga a una presión suficientemente elevada para separar las superficies con una capa gruesa de lubricante. Se utiliza comúnmente en elementos donde las velocidades son relativamente bajas o nulas. Este método permite suministrar el lubricante a todas las partes que lo requieran y, a diferencia de la hidrodinámica, no depende de la velocidad de rotación de los elementos para generar la película protectora.

Lubricación Elastohidrodinámica (EHL)

Este fenómeno ocurre cuando se introduce un lubricante entre superficies que están en contacto rodante, como en los engranajes y los rodamientos. Se debe al comportamiento del lubricante bajo altas presiones, donde su viscosidad aumenta drásticamente y las superficies se deforman elásticamente. El lubricante forma una película muy fina pero resistente que evita el contacto físico entre los elementos en movimiento. Sin embargo, esta protección puede verse comprometida por la presencia de contaminantes en el lubricante o por efectos de alta temperatura.

Lubricación Límite o de Película Mínima

Este tipo de lubricación, generalmente indeseada pero a veces inevitable, se presenta cuando la película de lubricante es tan delgada que no puede evitar el contacto ocasional entre las asperezas de las superficies. Ocurre en condiciones anormales en un motor, como:

• Un aumento repentino de temperatura (sobrecalentamiento por falta de líquido refrigerante).
• Un aumento repentino de la carga.
• Bajas velocidades o durante el arranque y parada del motor.
• Falta de lubricante.

En estos casos, la protección depende de los aditivos antidesgaste y de extrema presión (EP) presentes en el aceite.

Lubricación con Lubricantes Sólidos

Se genera cuando se agregan partículas de material sólido al lubricante o se aplican directamente sobre las superficies. Estas partículas suelen ser de materiales antifriccionantes como el grafito o el disulfuro de molibdeno (MoS₂). Estos compuestos se interponen entre las superficies, actuando como pequeñas láminas que separan los elementos en movimiento y reducen la fricción, especialmente en condiciones de alta temperatura o vacío donde los lubricantes líquidos no son efectivos.

Características de un Buen Lubricante

Un lubricante eficaz debe poseer una combinación de propiedades para proteger adecuadamente la maquinaria. Las más importantes son:

• Viscosidad adecuada: Debe ser lo suficientemente fluido para llegar a todas las partes, pero lo bastante espeso para mantener la película protectora.
• Índice de viscosidad alto: Su viscosidad debe variar lo menos posible con los cambios de temperatura.
• Estabilidad química: Debe resistir la oxidación y la descomposición térmica.
• Acción detergente y dispersante: Capacidad para mantener limpio el motor, arrastrando y suspendiendo partículas y residuos.
• Baja volatilidad: Para minimizar la pérdida por evaporación a altas temperaturas.
• Punto de inflamación alto: No debe ser fácilmente inflamable.
• Propiedades anticorrosivas: Debe proteger las superficies metálicas contra la corrosión.
• Propiedades antioxidantes: Para prolongar su vida útil y evitar la formación de lodos y barnices.