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INTRODUCCIÓN
El análisis de aceites lubricantes es una poderosa herramienta del mantenimiento
basado en condición que nos permite tomar decisiones que tienen gran repercusión
en los procesos de mantenimiento, los costos asociados al mantenimiento, costos
asociados a la confiabilidad de las maquinarias. En la industria de la gran minería,
los equipos utilizados en los procesos de extracción, transporte y procesamiento del
mineral usualmente están lubricados con aceites lubricantes y en algunas ocasiones
con grasas lubricantes. Los equipos empleados en el tajo de la mina, equipos de
acarreo y carguío, para obtención del mineral (Volquetes Mineros, Palas
Electromecánicas, Tractores de Orugas, Cargadores Frontales, Perforadoras,
Motoniveladoras, entre otros) su disponibilidad es determinante para lograr las metas
de producción y también los costos de mantenimientos son factores muy importantes
dentro de los costos de la operación que puede representar el ahorro/beneficio de
millones de dólares anuales.
La experiencia obtenida en empresas mineras como Barrick Gold Corporation
(minas Pierina y Lagunas Norte), Glencore –Xstrata (mina Tintaya), Southern Perú
(mina Toquepala) me brindaron los conocimientos necesarios para entender la gran
importancia que tiene el análisis de lubricantes en el proceso productivo de las minas
En estas experiencias se logró emplear los conocimientos como Químico para la
realización de los ensayos de aceites lubricantes, el control de calidad de los mismos,
bajo Normas Estándares (ASTM, ISO). Con mi especialización en análisis de
lubricantes y lubricación de clase mundial, realizado con Noria Latín América me
permitió entender la implementación del análisis de lubricantes in situ y la
implementación exitosa de un programa de análisis de lubricantes.
Al analizar aceites lubricantes de las maquinarias, se hace una analogía como si un
médico estuviera analizando los resultados de una muestra de sangre de una persona,
esto me motivo a fortalecer mis conocimientos en este campo y ampliarlo al
monitoreo de condiciones de las maquinarias para brindar la mayor confiabilidad de
los mismos. De modo que la obtención de la muestra es fundamental para dar inicio
al proceso, el establecimiento de los límites y/o alarmas para detección de
condiciones anormal y el diagnóstico y pronóstico de los equipos mediante la
técnica SACODE (SAlud-COntaminación-DEsgaste).
En este proceso de aprendizaje también se logró aplicar las demás herramientas del
mantenimiento basado en condición, tales como: Análisis de Vibraciones, Análisis
de Ultrasonido Activo, Análisis de Ultrasonido Pasivo, Termografía Infrarroja,
Partículas Magnéticas y Líquidos Penetrantes. Se logró entender los modos de falla
de las maquinarias las cuales pueden ser detectadas por más de una herramienta del
mantenimiento basado en condición y que estas se complementan entre sí para
Objetivos
Dar a conocer la importancia del análisis de lubricantes como una
herramienta muy importante del monitoreo de condiciones tanto desde el
enfoque proactivo como predictivo para la toma de decisiones de
mantenimiento.
Brindar una metodología para el diagnóstico y pronóstico de análisis de
lubricantes.
Brindar los criterios para la implementación exitosa de un programa de
Capítulo I: Generalidades de los Lubricantes
1.1 Aceites Lubricantes
Definición: Son sustancias que están constituidos por moléculas largas hidrocarbonadas complejas y de composición química: aceites minerales (obtenidos
del crudo de petróleo), aceites orgánicos (vegetales) y aceites obtenidos por síntesis
química (sintéticos).
Los aceites lubricantes cumplen una serie de funciones durante su trabajo:
Reducción de la fricción y desgaste; separando las superficies en movimiento.
Controlar la temperatura; absorbiendo y posteriormente disipando el calor
generado por la máquina.
Prevención de la corrosión; protegiendo las superficies de las sustancias
corrosivas.
Control de la contaminación; manteniendo los contaminantes en suspensión y
transportándolos hasta los filtros y separadores.
Transmisión de potencia; en el caso de aceites hidráulicos, transmite fuerza y
1.2 Tipos de Bases Lubricantes
Aceites Base
Los principales constituyentes de un aceite lubricante son los denominados aceites
base, estas proveen las características primarias del aceite lubricante, los cuales se
clasifican en tres grupos según su origen: minerales (proveniente del crudo de
petróleo), sintéticos y vegetales.
Los Aceites Base Minerales proceden de la destilación del petróleo en las refinerías, donde según el crudo de origen, se subdividen en:
•Parafínicos: contienen gran cantidad de cadenas de alcanos ramificados, baja
densidad (0,880-0,890 g/cm3), reducida variación de viscosidad con la temperatura o
índice de viscosidad elevado (≅100), baja volatilidad y bajo poder disolvente
(tendencia a la formación de lodos).
•Nafténicos: contienen cadenas de alcanos de estructuras cíclicas y policíclicas,
presentan propiedades contrarias a los Parafínicos conforme más cortas son las
cadenas fijadas a los ciclos. Poseen una densidad elevada (>0,900 g/cm3), bajo
•Aromáticos: están compuestos por cadenas no saturadas y anillos aromáticos, tienen
una densidad superior a Parafínicos y Nafténicos, su índice de viscosidad es muy
bajo, llegando incluso a valores negativos. Forman fácilmente emulsiones con el
agua y tienen tendencia a la oxidación, provocando la formación de productos
resinosos o asfálticos, acompañados de derivados corrosivos.
Los Aceites Base Sintéticos son obtenidos a partir de diferentes fluidos de síntesis orgánica que se mezclan para obtener aceites lubricantes de prestaciones superiores a
las bases minerales tradicionales. Los principales compuestos empleados en la
formulación de aceites sintéticos son los siguientes:
•Hidrocarburos Sintéticos: son compuestos orgánicos obtenidos a partir de monóxido de carbono e hidrógeno mediante el proceso Fisher - Tropsch, por lo tanto
no proceden del petróleo. Al ser compuestos totalmente sintéticos contienen rangos
de cadenas de hidrocarburos perfectamente definidos.
•Polialfaolefinas (PAO). Son hidrocarburos puros de parafinas ramificadas, con nulo contenido de azufre, fósforo, ceras o metales. La viscosidad viene determinada
por las ramificaciones. Las principales desventajas son su bajo poder solvente de
aditivos, limitada resistencia a la oxidación, además de tender a disolver sellos y
•Diésteres. Proceden de la reacción de di-ácidos orgánicos con alcoholes. Presentan una excelente fluidez a bajas temperaturas y bajos puntos de congelamiento, alto
índice de viscosidad, excelente resistencia al corte y elevada estabilidad térmica. La
principal desventaja es su alto poder disolvente, alterando sellos, pinturas y
recubrimientos de los elementos lubricados. Se tornan inestables con la presencia de
agua dando lugar a compuestos ácidos.
•Poliol-ésteres. Son generados a partir de la reacción de mono-ácidos de cadenas de 5 a 10 carbonos con poli-alcoholes como los glicoles. Sus prestaciones mejoran las
de los diésteres, además algunas variedades son biodegradables. La principal
desventaja es el alto poder disolvente, tendiendo a alterar sellos, pinturas y acabados
con mayor intensidad que los diésteres.
•Ésteres fosfatados: Son obtenidos a partir de reacciones de fenoles sustituidos con ácido fosfórico. Tienen una excelente estabilidad térmica y resistencia fuego. Dado
que su densidad es superior a la del agua, ante una posible contaminación, ésta
flotaría sobre el lubricante. Son incompatibles con aceites minerales. Tienen un bajo
índice de viscosidad. Están siendo sustituidos por otros compuestos dados su elevada
•Poliglicoles (PAG). Son sintetizados a partir de la adición de óxido de etileno a iniciadores que contienen oxígeno como serían un alcohol, un glicol o un éter. Su
naturaleza polar les confiere buenas propiedades lubricantes. Tienen una baja
generación de lodos, ya que sus productos de descomposición por altas temperaturas
son gaseosos. Son biodegradables. Actualmente son los principales componentes de
los líquidos de frenos de los automóviles.
•Siliconas. Son fluidos específicos formados por cadenas de átomos de silicio y oxígeno con cadenas ramificadas. Tienen un elevado índice de viscosidad, superior a
300, son químicamente inertes y no tóxicos. Presentan una buena fluidez a bajas
temperaturas, baja volatilidad, resistencia elevada al fuego y reducida afinidad al
agua. No suelen ser miscibles con otros fluidos derivados del petróleo.
Los Aceites Base Vegetal Se extraen de las semillas mediante procesos especiales de refinación, dependiente del tipo de semillas. Los tipos de semillas más comunes
son: Canola (Colza), Girasol, Soja. Cuando aún no se conocía el petróleo, eran los
únicos utilizados; hoy en día se emplean mezclados con los aceites minerales para
brindarles ciertas propiedades tales como adherencia y pegajosidad (capacidad de
adherencia) a las superficies. Estos aceites base se descomponen fácilmente con el
calor y a temperaturas bajas se oxidan formando gomas, haciendo inútil su
utilización en la lubricación, sin embargo tienen la característica de ser
biodegradables y no tóxicos.
Comparación de bases Minerales vs bases Sintéticas
Las principales ventajas del uso de bases sintéticas comparadas con las bases
minerales son: amplio rango de temperaturas de operación, mayor resistencia a la
oxidación y corrosión, ahorro de energía, altos puntos de inflamación, menores
puntos de congelación.
1.3 Aditivos
El aceite base debe estar acompañado de aditivos o se degradará rápidamente, los
aditivos son compuestos químicos (orgánicos e inorgánicos) que se adicionan a los
aceites lubricantes (disueltos o suspendidos) para otorgarle propiedades específicas.
Algunos aditivos otorgan nuevas y útiles propiedades a un lubricante, la mayoría de
estas propiedades reducen la tasa a la cual ocurren algunos cambios indeseables en el
aceite durante el funcionamiento. Los aditivos pueden tener efectos colaterales
negativos, especialmente si su dosis es excesiva o si ocurren reacciones indeseables
entre los aditivos.
Inhibidores de Corrosión: Estos aditivos previenen la corrosión causado por ácidos orgánicos, que se producen como degradación del aceite lubricante, y la
causada por contaminantes arrastrados por el aceite. Estos compuestos
generalmente están constituidos por sulfonatos o fenatos.
Detergentes: Los detergentes neutralizan los ácidos en el aceite y ayudan a mantener el aceite limpio neutralizando los precursores de depósitos que se
forman bajo altas temperaturas o como el resultado de quemar combustibles con
un alto contenido de sulfuro. Los principales detergentes usados en la actualidad
son sales de metales alcalinotérreos como bario, calcio y magnesio, conocidos
como compuestos órgano-metálicos.
Dispersantes: El término dispersante se reserva para designar aquellos aditivos capaces de dispersar los lodos húmedos originados en el funcionamiento frío del
motor. Suelen estar constituidos por una mezcla compleja de productos no
quemados de la combustión, carbón, óxidos de plomo y agua, los dispersantes
recubren a cada partícula de una película por medio de fuerzas polares, que
Aditivos anti desgaste: Estos aditivos son usados en muchos aceites lubricantes para reducir la fricción, el desgaste, estas se producen cuando no se puede
mantener una película lubricante completa, haciéndose progresivamente más
delgada, debido a incrementos de carga o temperatura, produciéndose un
contacto entre las piezas a través de las irregularidades o asperezas que estas
pudieran presentar, cuando estas irregularidades hacen contacto se producen los
rayones y se perfora la superficie de la pieza. Los principales aditivos usados
para evitar el desgaste son: ácidos grasos y ésteres.
Aditivos de presiones extremas: Estos compuestos llamados EP (extrema presión) son requeridos en condiciones de operación a altas temperaturas o bajo
cargas pesadas para reducir la fricción, controlar el desgaste y prevenir graves
daños en la superficie de las piezas.
Antiespumantes: Las moléculas de estos aditivos se pegan a las burbujas de aire en la espuma, produciendo puntos débiles en la burbuja para que esta
colapse. El volumen adicionado de éste aditivo es crítico, ya que mucha cantidad
incrementa el potencial de producir espuma. Los antiespumantes usados son
Depresor del punto de fluidez: Estos aditivos ayudan a mantener el aceite como un perfecto fluido a bajas temperaturas al inhibir la conglomeración de
partículas de cera que impedirían el flujo del aceite estos aditivos, en realidad
hacen uso de las propiedades coligativas de la solución ocasionando un descenso
crioscópico, el punto de fusión de las partículas de cera disminuye mas no
desaparece. Los aditivos usados para este fin son los alquilaromáticos.
Los aditivos pueden representar entre 0.1% y el 30% del volumen de un aceite
formulado (ver Tabla N°3). El monitoreo de la salud de los aditivos es una meta
importante en el análisis del aceite.
Tabla N°3: Porcentaje de aditivos en el aceite(1)
Máquina Aditivos comunes utilizados Porcentaje del volumen de aceite
Engranajes sinfín 3-10%
Sistemas hidráulicos 2-10%
Motores 10-30%
Turbina de vapor,
compresores 0.5-5%
Engranajes espiralados cónicos
o hipoidales
1-10% Antioxidante, inhibidor de corrosión,
detergente/dispersante, antidesgaste, antiespuma, mejorador de alcalinidad.
Antioxidante, inhibidor de corrosión, demulsificante.
Antidesgaste, antioxidante, antiespumante, algunas veces inhibidor de corrosión, extrema presión.
Extrema presión, antioxidante, inhibidor de corrosión, ácidos grasos.
ADITIVO COMPUESTOS COMUNES ELEMENTOS MODO DE TRABAJO Dialquil Ditiofosfato de Zinc (ZDDP) Zn, P Descompone los peróxidos y desactiva los metales Fenoles Inhibidos Orgánico Rompen las cadenas de descomposición
Aminas Aromáticas Orgánico Atrapan radicales libres
Fenatos y Sulfonatos metálicos Orgánico Desactivan metales para hacerlos menos reactivos
Dispersante Succinamidas y otros compuestos orgánicos Orgánico Envuelve al hollín y lo mantiene finamente disperso Poli‐isopreno radial (forma de estrella) Orgánico
Poli‐isobutileno (PIB) Orgánico Poli‐metracrilatos (PMA) Orgánico Copolímeos de Olefina (OCP) Orgánico
Detergente Jabones órgano‐metálicos de calcio y magnesio Ca, Mg Control de depósitos y neutralización de ácidos
Metil silicona, polidimetilpolisiloxano Si El antiespumante se adhiere a la burbuja de aire y debilita su pared hasta que revienta
Polímeros orgánicos (polimetacrilatos ‐ PMA) Orgánico
Afectan la tensión interfacial del lubricante para provocar que las burbujas de aire puedan crecen en tamaño y posteriormente puedan ser liberadas
Sulfonatos, fosfatos, ácidos orgánicos, succinamidas, ést Orgánico Cubren la superficie de los metales ferrosos para evitar el atque de los ácidos Derivados de ácido fosfórico, ácido succínico, sulfuros
de calcio fenol y ácidos graso de cadena larga P, Ca Repelen el agua de las superficies
Detergentes Ca, Mg Neutralizan ácidos
Dispersantes Orgánico Emulsifican el agua y neutralizan compuestos ácidos Emulsificantes Orgánico Emulsifican el agua
Compuestos quelantes de imidiazol, benzotriazol y ZDDP Zn, P Cubren la superficie de los metales ferrosos para evitar el atque de los ácidos
Agentes de Aceitosidad Ácidos grasos de origen animal vegetal o sintetizados Orgánico Se adhieren al metal y forman una película dúctil adherente
Antidesgaste (AW) Dialquil ditiofostato de zinc (ZDDP), Tricresilfosfato (TCP) Zn, P
Por el efecto de un incremento moderado en las temperaturas de contacto, se combinan con los metales de la máquina para forman una película dúctil similar a ceniza y proteger contra el desgaste mecánico, generando un ligero desgaste químico.
Azufre‐Fosforo
S, P
Por el efecto de un incremento moderado en las temperaturas de contacto, se combinan con los metales de la máquina para forman una película adherente que se transforma en jabón metálico dúctil y protege contra el desgaste mecánico, generando un desgaste químico medio.
Molibdeno, grafito, teflón, boratos. Mo, B Forman una película superficial en la máquina muy resistente al desgaste y a la carga
Inhíbidor de Corrosión
Extrema presión (EP)
Incrementa su tamaño con el aumento de la temperatura y se encogen al disminuir la temperatura para mejorar las propiedades de fluidez del lubricante en baja temperatura y proporcionar una película lubricante más resistente en altas temperaturas.
Antioxidante
Mejorador de Índice de Viscosidad
Antiespumante
Inhíbidor de Herrumbre
1.4 Propiedades Físico-Químicas de los lubricantes
Los aceites usados se clasifican según sus características físicas, ya que son las más
fáciles de medir y en última instancia son las que determinan el comportamiento del
aceite en el interior del sistema lubricado.
Análisis Físicos (ASTM): Se utilizan para caracterizar a los aceites de petróleo, porque
el rendimiento del lubricante a menudo depende también de las propiedades físicas. Las
pruebas físicas usuales incluyen mediciones de la viscosidad, densidad, punto de
fluidez, gravedad específica, punto de inflamación y de combustión, olor y color.
Análisis Químicos (ASTM): Las pruebas químicas dilucidan la composición,
incluyendo la medición de varios elementos que se encuentran en los aditivos, así como
pruebas de acidez y el residuo de carbono.
Color
El color de la luz que atraviesa los aceites lubricantes varía de negro (opaco) a
transparente (claro).Las variaciones en el color de los aceites lubricantes resulta de:
Diferencias en los petróleos crudos.
Viscosidad.
El método y grado de tratamiento durante la refinación.
La cantidad y naturalezade los aditivos usados.
Número total de bases (TBN)
Una de las funciones del aceite de motor es neutralizar los ácidos creados durante el
proceso de combustión, esto es de particular importancia cuando se usan combustibles
con un alto contenido de sulfuros. La cantidad de ácido que un aceite puede neutralizar
es expresado en términos de la cantidad requerida de una base estándar para neutralizar
el ácido en un volumen especificado de aceite, esta característica de un aceite es
llamada TBN.
Punto de fluidez
Éste punto es la temperatura más baja a la cual fluirá el aceite cuando es enfriado bajo
unas condiciones preestablecidas. La mayoría de los aceites contienen ceras disueltas,
cuando el aceite comienza a enfriarse las ceras se empiezan a separar en cristales que
se interconectan para formar una estructura rígida, reduciendo la habilidad del aceite a
fluir libremente. La agitación mecánica puede romper la estructura de las ceras, así es
posible tener un aceite por debajo de su punto de fluidez (ver apéndice C). La
Cenizas Sulfatadas
Son el residuo no combustible de un aceite usado. Contenidos excesivos de cenizas
ocasionan depósitos de cenizas que pueden afectar el desempeño del motor, su
potencia y eficiencia, aunque muy poca cantidad de cenizas proporciona una menor
protección contra el desgaste. Los detergentes y el zinc difosfato son las fuentes más
comunes de las cenizas.
Viscosidad
Probablemente la propiedad más importante de un aceite lubricante es la viscosidad. La
viscosidad es un factor fundamental para:
La formación de películas lubricantes.
Afecta la generación de calor y el enfriamiento de cilindros, engranes y cojinetes.
La viscosidad rige el efecto sellante del aceite, la tasa de consumo del aceite y
determina la facilidad con la cual la maquinaria se enciende en condiciones de frío. Al
momento de seleccionar el aceite apropiado para una aplicación dada la viscosidad es la
consideración primaria, esta debe ser lo suficientemente alta para proveer películas
lubricantes y no tanto como para que las pérdidas debidas a la fricción sean excesivas.
Como la viscosidad es un factor de la temperatura es necesario considerar las
Tabla N°5: Propiedades características claves de un aceite básico nuevo (5)
Propiedad Por qué es tan importante Cómo se determina
Número
ASTM
Viscosidad Define el grado de
viscosidad del aceite básico
Viscosímetro de flujo
capilar por gravedad
D-445
Índice de
viscosidad
Define la relación entre la
temperatura y la viscosidad
Variación de la viscosidad
entre 40ªC y 100ºC,
indexada
D-2270
Densidad Define la densidad de un
aceite con respecto al agua
Hidrómetro
D-1298
Punto de
inflación
Define las propiedades de
inflamación y volatilidad a
altas temperaturas
Temperatura a la que se
inflama la superficie
D-92/D93
Punto de
congelación
Define el comportamiento de
un aceite a bajas
temperaturas
Flujo por gravedad en un
recipiente de prueba,
temperatura a la que se
alcanza una viscosidad de
22000 cSt
1.5 Factores que afectan la vida del lubricante
En condiciones ideales de funcionamiento no habría necesidad de cambiar un aceite
lubricante, la base lubricante no se gasta, se contamina y los aditivos son los que
soportan las críticas condiciones de funcionamiento.
La naturaleza de las partículas extrañas que contaminan el lubricante varía de
acuerdo con el tipo de trabajo del mecanismo. Diversos factores como la temperatura y
el estado son los factores más influyentes para el deterioro del aceite.
Temperatura de operación
Los lubricantes derivados del petróleo son hidrocarburos, éstos se descomponen cuando
están sometidos a altas temperaturas, esto hace que el aceite se oxide o se polimerice.
Un aceite descompuesto de esta manera puede presentar productos solubles o
insolubles, los productos solubles, por lo general, son ácidos que forman emulsiones
estables en presencia de agua y que atacan químicamente las superficies metálicas,
principalmente cuando son de plomo o de cobre-plomo, si la concentración de estos
ácidos aumenta considerablemente no pueden ser inhibidos por los aditivos
Si estos productos no se eliminan del aceite pueden deteriorar las superficies metálicas
que lubrican o taponan las tuberías de conducción del mismo.
La oxidación y la polimerización depende en mayor grado del tipo de base lubricante
de que esté compuesto el aceite y del grado de refinamiento que posea, aunque es
posible evitar que ocurran mediante la utilización de aditivos antioxidantes.
A temperatura ambiente el aceite puede mostrar algún grado de deterioro, el cual no
incide apreciablemente en su duración, a temperaturas menores de 50ºC la velocidad de
oxidación es bastante baja como para no ser factor determinante en la vida del aceite.
Mientras más baja sea la temperatura de operación, menores serán las posibilidades de
deterioro. Las altas temperaturas de operación aceleran la degradación del aceite. Por
cada 10°C de incremento en la temperatura de operación de un aceite, se reduce su vida
a la mitad.
Tabla N°6: Influencia de la Temperatura en la vida del Aceite Lubricante (5)
TEMPERATURA
NUMERO RELATIVO DE
CAMBIOS DE ACEITE
80
12
70
6
60
4
50
3
Agua
Esta se encuentra principalmente por la condensación del vapor presente en la
atmósfera o en algunos casos se debe a fugas en los sistemas de enfriamiento del aceite.
El agua presente en el aceite provoca emulsificación del aceite, o puede lavar la
película lubricante que se encuentra sobre la superficie metálica provocando desgaste
de dicha superficie. El agua en el aceite puede incrementar la velocidad de oxidación
en más de 10 veces.
Combustibles
La contaminación o dilución con combustible es un fenómeno que se presenta en los
motores de combustión interna en los cuales el combustible no quemado (diésel,
gasolina, condensados del gas natural o LP) se acumulan en el cárter del motor. Una
mezcla aire/combustible excesivamente rica o una combustión incompleta, ocasionan
que cierta cantidad de combustible pase a través del sistema anillos/pistón/cilindro
diluyendo el aceite del motor. Esta situación es más común en motores donde el
combustible es inyectado a elevadas presiones, como por ejemplo contra las paredes de
los cilindros, pasando a través de los anillos hacia el cárter del motor, incrementando el
Sólidos y polvo
Se deben principalmente a empaques y sellos en mal estado, permitiendo que
contaminantes del medio entren al aceite. Otros contaminantes menos frecuentes aunque
igualmente perjudiciales son: tierra y partículas metálicas provenientes del desgaste de
las piezas, hollín y subproductos de la combustión de combustibles líquidos.
Catalizador Metálico
Cuando el aceite entra en contacto con metales como el cobre y el acero, la oxidación
del aceite se acelera, en la tabla N°7 se puede apreciar los efectos catalíticos de los
metales.
Tabla N°7: Efecto catalítico de los metales (Tasas de oxidación) (5)
Cobre 100
Plomo 75
Acero 60
Hierro 45
Zinc 25
Estaño 8
Aluminio 4
Efecto catalítico relativo de los metales
Capítulo II: Descripción de las Técnicas de Análisis de Lubricantes.
Los problemas que degradan el aceite en servicio pueden ser detectados por uno o más
procedimientos de prueba, algunas de estas pruebas pueden ser hechas en el mismo
lugar donde se encuentra operando el aceite, otras deben ser realizadas en el laboratorio.
Las pruebas establecidas para aceites lubricantes se pueden dividir en dos clases: La
primera de ellas agrupa a todas aquellas que evalúan las características físicas o
químicas del lubricante tales como viscosidad, índice de viscosidad, color,
componentes, gravedad específica, etc.
La segunda clase de ensayos sirve para evaluar las cualidades del lubricante en
operación, observando y midiendo los efectos producidos en el componente durante un
Tabla N°8: Pruebas de análisis de aceites usados comunes (4)
N°
ASTM
NOMBRE DE LA PRUEBAPROPOSITO
UNIDADES
D9 2
Punto de inflamación e ignición copa abierta Revisar contaminación con solvente °C/°FD 93
Punto de Inflamación Mismo que D 92 °C/°FD 95
Agua por destilación Medir contaminación con agua Vol %D 97
Punto de escurrimiento Revisar habilidad para operar a bajatemperatura °C/°F
D 445
Viscosidad Cinemática Verificar si la viscosidad ha cambiado CstD 664
Número de neutralización por titulaciónpotenciométrica
Medir contenido ácido para verificar la cantidad
de oxidación mg KOH/g
D 665
Características de prevención de herrumbre Prevención de Herrumbre Pasa/No pasaD 892
características espumantes del aceite Ver si el aceite ha perdido protecciónantiespumante mL espuma
D 893
Insolubles en aceites usados Detectar la presencia de resinas % masaD 974
Número de neutralización por titulación color‐indicador
Medir el contenido ácido de los aceites. No se
usa con aceites oscuros. mg KOH/g
D 1480
Densidad y gravedad específica por elpicnómetro Bingham
Medida básica para ayudar a identificar un
fluido g/mL
D 1744
Agua en productos líquidos por reactivo KarlFischer
Medir pequeñas cantidades de agua (1000 ppm
max) ppm
D 2272
Estabilidad a la oxidación por bomba derotación Medir oxígeno en bomba de presión
Minutos a 25
psi
D 2670
Medir propiedades desgastante de lubricantesfluidos (método Falex)
Medir resistencias de desgaste de EP (Extrema
presión)
desgaste
total
D 2782
Medición de propiedades de extrema presión defluidos lubricantes (método Timken)
Ver D 2670, se diferencia entre aceites que
tengan bajo, medio y alto nivel EP. Libras
D 2896
Número Base total por titulaciónpotenciométrica con ácido perclórico Medir la alcalinidad mg KOH/g
D 3603
Caracterísiticas para prevención de herrumbrede aceites turbinas en presencia de agua Es un método más discriminativo que D 665 Pasa/Falla
D 6595
Determinación de Metales por Espectrometría
de Emisión Atómica con Electrodo de Disco
Rotatorio
Determinar la concentración de metales de
desgaste, de contaminación y aditivos del
lubricante (Fe,Cu,Pb,Na,Si,Al,Na,Mg,Ca)
2.1 Tipos de ensayos de lubricantes.
Existen tres formas básicas de análisis de aceite:
a. Pruebas en laboratorio externo – Se recogen las muestras y se envían a un
laboratorio externo para realizar los ensayos y su interpretación. Esto puede
llevarse a cabo de forma rutinaria o para confirmar los datos de las pruebas de
rutina o de ensayos en sitio.
b. Análisis en sitio – Las muestras se recogen y analizan en sitio (en la mina),
utilizando equipos de pruebas de campo.
c. Análisis en línea – Equipos de medición (contadores de partículas), medidores de
humedad y probadores dieléctricos, que se instalan en un sistema de circulación con
el fin de capturarlas condiciones “en tiempo real” de los lubricantes. Al igual que
con el equipo de pruebas en sitio.
Un programa de análisis de aceite puede ser visto desde dos enfoques necesarios y
complementarios: Uno protectivo (proactivo) dirigido a localizar modos de falla que
ponen en riesgo a la maquinaria para controlarlos y proteger la maquinaria de un
desgaste anormal, y otro Predictivo que monitorea la condición de los parámetros de
El enfoque Protectivo del análisis de lubricante, el cual debe provenir del Análisis de
Modo de Falla y Efecto (AMFE). Como resultado del AMFE, se reconocen los modos
de falla críticos que ponen en riesgo la maquinaria y se les asigna una acción de
mantenimiento correspondiente (proactiva o preventiva) que ayude a controlar su
ocurrencia o mitigar su efecto, a la vez que se determina la herramienta de monitoreo
que pueda localizar la causa de falla o sus efectos lo más temprano posible.
Muchas de las fallas críticas tienen periodos P-F (periodo entre el momento en que la
falla puede ser detectada por una tecnología y el momento en que la falla funcional
ocurre) suficientemente cortos para que los métodos tradicionales del análisis de
lubricante puedan detectarlas con eficiencia (Figura N°2). Una muestra de aceite
tomada con una frecuencia de tres meses podrá capturar fallas que tengan periodos P-F
mayores cuando se presenten dentro de ese período de muestreo. La probabilidad de
capturar fallas con periodos P-F digamos de una semana (antes de que el equipo falle)
es muy baja. Para que nuestro programa de monitoreo tenga éxito, se requiere que el
periodo de muestreo sea menor que el P-F. Sin embargo, para algunos modos de falla
esto nos llevaría a tomar muestras de aceite y enviarlas a laboratorio con una frecuencia
muy alta, haciendo esto impráctico.
Aun cuando esto fuera efectuado de esa manera, no habría garantía de que los
Figura N°2: Curva P-F(11)
La sigla SACODE indica el orden con el cual se revisarán las 3 categorías del AA: SA
para “salud”, CO para “contaminación” y DE para “desgaste”.
SALUD: Son aquellos cambios relacionados con el aceite lubricante en sí, por ejemplo:
viscosidad, contenido de aditivos (P, Zn, Ca, Mg), oxidación, sulfatación, nitración,
punto de inflamación, índice de viscosidad, TBN, etc.
CONTAMINACIÓN: Son todos aquellos contaminantes presentes en el lubricante,
tales como: partículas de tierra y polvo (Si), agua, solventes, combustibles, materiales
del proceso (cemento, plástico, etc.), otros aceites lubricantes, hollín, refrigerante, etc.
Teniendo en cuenta los enfoques protectivo y predictivo, es que se puede aplicar una
técnica (SACODE) que a través del seguimiento sistemático de un método de
interpretación, da las bases necesarias para realizar una correcta interpretación de los
resultados del análisis de lubricantes.
2.2 Técnicas Analíticas orientadas a evaluar la salud del lubricante.
Viscosidad Cinemática.
En la viscosidad cinemática según la norma ASTM D-445, se mide el tiempo para que
un volumen fijo de líquido pueda fluir a través de un capilar de vidrio calibrado. La
viscosidad cinemática se calcula mediante el tiempo de flujo y el factor de calibración
del viscosímetro. Se expresa en centistokes (cSt = mm2/s).
El Índice de Viscosidad (IV)
El procedimiento para calcular el IV de un aceite es determinar su viscosidad a 40°C y
100°C (104°F y 212°F). Para realizar los cálculos del índice de viscosidad se aplican el
método estándar ASTM D-2270 y las tablas de viscosidad ASTM.
Análisis FTIR
Por su sigla significa Espectroscopía Infrarroja por Transformadas de Fourier, esta
práctica realiza el análisis cualitativo de muestras de sólidas, líquidas y vapores, por
técnicas infrarrojas; se determinan parámetros (en %) como: Hollín, Oxidación,
El Número Base Total (TBN).
El TBN es básicamente una medida del potencial que tiene el aceite para neutralizar los
ácidos que se vayan formando con el Azufre (S) y Cloro (Cl). El método ASTM
D-2896, indica la cantidad de miligramos de ácido perclórico, necesaria que debe
añadírsele a un gramo de la muestra de aceite para neutralizar todos sus componentes
básicos.
Antiespumante.
La espuma consiste en burbujas de aire que ascienden rápidamente hacia la superficie
del aceite, pero debe ser diferenciada del atrapamiento de aire que es el ascenso lento de
burbujas dispersas a través de todo el aceite. Las características de la formación de
espuma en el aceite de cárter, se verifica con la prueba de formación de espuma ASTM
D-892 (ver apéndice D).
Pruebas de la oxidación del lubricante.
Los lubricantes no duran para siempre. Esta es una afirmación entendida a nivel
mundial por todos los usuarios de lubricantes. Todos los lubricantes están sujetos a un
proceso de envejecimiento (oxidación).Los lubricantes no están exentos de este proceso.
La oxidación está aceptada como la principal causa del envejecimiento y degradación
En un lubricante, su estructura química es la que está sujeta al proceso de oxidación.
La estructura química del aceite básico mineral es lo que químicamente se conoce como
su cadena de hidrocarburos. Los constituyentes de esa cadena de hidrocarburos son el
carbono y el hidrógeno, de ahí el nombre de hidrocarburo. La oxidación de esta
estructura da como resultado incrementos en la viscosidad y en el número ácido total
(TAN), lo que contribuye a la formación de lodo y barniz.
Si se conoce la velocidad a la cual el lubricante se está degradando, es posible
determinar su vida útil remanente y establecer un intervalo de cambio económicamente
efectivo. Pueden determinarse algunos cambios en las condiciones de operación antes
de que se presente una completa degradación del lubricante o una falla mecánica en el
equipo. Esto puede lograrse utilizando pruebas de laboratorio como RPVOT (Rotating
Pressure Vessel Oxidation Test) y RULER (Remaining Useful Life Evaluation
Routine).
Prueba RPVOT
Es el método de prueba de laboratorio más común, bajo la norma ASTM D2272 (ver
apéndice F). En esencia, esta prueba involucra el colocar la muestra de aceite dentro de
un recipiente presurizado junto con una porción de agua y un espiral de cobre. El
recipiente se presuriza a 90 PSI con oxígeno puro y se coloca en un baño que se calienta
a una temperatura de 150°C en un dispositivo que lo hace rotar a 100 rpm. Conforme
esta presión se estabiliza, se le denomina T0, y representa el inicio de la prueba.
Conforme pasan los minutos, la habilidad del aceite para resistir la oxidación se degrada
como resultado del agotamiento de los aditivos inducido por el estrés, hasta un punto en
el que el aceite base comienza a reaccionar con el oxígeno conforme las moléculas
comienzan a oxidarse. Debido a que el oxígeno está siendo incorporado en la química
del aceite, la presión dentro del recipiente sellado comienza a disminuir. El punto en el
cual la presión del aceite cae 25 PSI a partir de la presión alcanzada en T0 define el fin
de la prueba, y se denota como T1. El tiempo, en minutos, requerido para ir de T0 a T1,
se reporta como el valor RPVOT del aceite (Figura N°3). Conforme se degrada el
paquete de aditivos, el aceite base va quedando sin protección. Como resultado, el
número de minutos requeridos para alcanzar T1 declina conforme el aceite envejece en
servicio. La prueba RPVOT es confiable, pero muy tardada, costosa, y requiere de
mucha supervisión directa. Sus resultados también pueden ser confusos bajo ciertas
circunstancias. Por tal motivo, la prueba RPVOT no es apropiada para un amplio rango
de máquinas industriales ni automotrices.
RULER
Hace algunos años, Robert Kauffman, de la Universidad de Dayton, desarrolló una
mejor manera para medir la vida útil remanente de un aceite. Esta investigación resultó
en lo que ahora se conoce como un método estandarizado bajo ASTM D6810-02 (ver
apéndice E) como voltametría de barrido lineal (LSV). Para efectuar esta prueba, el
analista simplemente añade una cantidad de aceite de muestra a un vial que contiene
una solución electrolítica. El analista entonces la analiza voltamétricamente para
determinar la concentración de antioxidante en peso o por mili moles (mmol). El
voltámetro expone a la muestra y la solución electrolítica a un voltaje de barrido
variable, que provoca que los aditivos se oxiden electroquímicamente. La corriente que
pasa entre los electrodos está en función de la concentración de aditivos. Una caída en
la amplitud de la corriente, comparada contra la amplitud de la línea de base al voltaje
de interés es indicativa del agotamiento del aditivo antioxidante, según se aprecia en la
Figura N°4.
Hay evidencia que RUL puede estimar efectivamente y eficientemente la vida útil
remanente de un aceite. Se han efectuado muchas comparaciones contra RPVOT y otros
instrumentos convencionales que miden RUL, y el instrumento parece desempeñarse
confiablemente.
ASTM D6971-09 Método estándar para la determinación de antioxidantes tipo fenol
inhibido y aminas aromáticas en aceites para turbinas sin zinc por Voltametría de
barrido lineal (LSV).
Los resultados se expresan en %p (porcentaje en peso).
Demulsibilidad
Es la propiedad del aceite para separar el agua y así evitar la formación de herrumbe. Se
puede medir con base en la ASTM D-1401, como se aplica a aceites de viscosidad
ligera a moderada, y por la ASTM D-2711, en aceites muy viscosos. Esta propiedad es
deseable donde el agua debe separarse fácilmente del aceite. Los factores que favorecen
la estabilidad de las emulsiones son: una tensión interfacial suficientemente baja,
viscosidad muy elevada del aceite, pequeña diferencia de densidad entre ambos líquidos
y la presencia de sulfonatos por oxidación del aceite.
Contenido de Ceniza.
Para evaluar el Contenido de Ceniza, en una muestra de un aceite nuevo o usado, se
emplean dos métodos. El ASTM D-482 para aquellos aceites formulados con aditivos
sin cenizas y el ASTM D-874 para los que contienen aditivos con cenizas. Los aditivos
que mayor cantidad de cenizas producen son los detergentes, por lo cual esta prueba
proporciona el contenido aproximado de aditivos detergentes, especialmente aquellos
2.3 Técnicas Analíticas orientadas a evaluar la contaminación del lubricante
Puntos de inflamación y de combustión.
El punto de inflamación de un aceite es la temperatura a la cual se debe calentar hasta
que se desprendan superficies de vapores inflamables, que se inflaman al ponerlos en
contacto momentáneo con una llama. El punto de combustión es la temperatura más alta
a la cual continuarán ardiendo los vapores de aceite, una vez que se han encendido. El
método estándar ASTM D-93 se utiliza para probar los puntos de inflamación y de
combustión por medio del ensayador de copa cerrada Pensky-Martens.
Residuo de Carbono.
Se define como el porcentaje de depósitos carbonosos que se obtienen al someter a una
muestra de aceite a evaporación y pirólisis en las condiciones normales de ensayo. La
determinación se hace con mayor frecuencia por el procedimiento de Conradson
(ASTM D-189). O por el método de Ramsbottom (ASTM D-524).
Determinación del contenido de Agua
El agua es tal vez el más dañino de todos los contaminantes, con excepción de las
partículas sólidas. La presencia de agua a menudo es ignorada como la principal causa
raíz de los problemas de la máquina. La excesiva contaminación con agua puede
conducir a la degradación prematura del aceite, aumento de corrosión e incremento del
El agua puede existir en el aceite en tres estados o fases. El primer estado, conocido
como agua disuelta, se caracteriza por moléculas individuales de agua dispersas en el
aceite. El agua disuelta en el aceite es comparable a la humedad en el aire en un lugar
húmedo; sabemos que la humedad está ahí, sin embargo, ya que se encuentra dispersa
molécula por molécula, no podemos verla porque es muy pequeña. Por esta razón, un
aceite puede contener una significante concentración de agua sin una señal visible de su
presencia. Muchos aceites industriales, como los hidráulicos, turbinas, etc., pueden
contener entre 200 y 600 ppm de agua (0.02 a 0.06 por ciento) en estado disuelto,
dependiendo de la temperatura, edad y deterioro del aceite.
La cantidad de agua que un lubricante puede disolver depende del tipo de aceite base,
la cantidad y tipo de aditivos con los que está formulado, la temperatura y la presión.
Aceites degradados pueden contener de tres a cuatro veces más agua en estado disuelto
que el aceite nuevo. El agua disuelta no afecta ni al lubricante ni a sus aditivos.
El punto en el cual un lubricante no puede mantener más agua disuelta se llama punto
de saturación. Si hubiera más agua presente de la que el lubricante puede disolver,
entonces el exceso de agua estará como emulsión o separada como agua libre.
Una vez que la cantidad de agua ha excedido el nivel máximo para permanecer
disuelta, el aceite se satura. En este punto, al agua suspendida en el aceite en gotas
un día frío. En este caso, la cantidad de humedad en el aire excede el punto de
saturación del aire a esa temperatura, dando como resultado la suspensión de pequeñas
gotas de humedad o niebla. En el aceite, a esta “niebla” se le conoce como turbidez y se
refiere uno al aceite diciendo que se encuentra turbio o nebuloso (incluso con apariencia
lechosa).
Espectrometría Infrarroja por Transformadas de Fourier (FTIR)
La Espectrometría Infrarroja por Transformadas de Fourier (FTIR) puede ser un método
eficaz para analizar las muestras que contienen más de 1000 ppm de agua, siempre que
se cuente con una correcta línea de base del aceite para efectuar la sustracción espectral.
Sin embargo, debido a su limitada precisión ya sus límites de detección
comparativamente altos, FTIR no es el método adecuado en muchas situaciones en
donde se requiere identificar concentraciones de agua por debajo de 1000 ppm o de 0,1
por ciento.
Método de Destilación Dean & Stark
El método clásico para determinar la presencia de agua en el aceite es el método de
destilación de Dean & Stark (ASTM D95-13). Este método de prueba es bastante
laborioso y requiere una muestra relativamente grande para garantizar su precisión, por
El método implica la co-destilación directa de la muestra de aceite. A medida que el
aceite se calienta, se evapora cualquier cantidad de agua presente. Los vapores del agua
se condensan y se recogen en un tubo colector graduado, de modo que se puede medir el
volumen de agua producido por la destilación en función del volumen total de aceite
usado (Figura N°6).
Figura N°6: Aparato de destilación de Dean & Stark (ASTM D95-13)(19)
Humedad por Karl Fischer
La prueba de humedad por Karl Fischer es el método a elegir cuando se requiere
determinar con precisión y exactitud la cantidad de agua libre, disuelta y emulsionada
presente en una muestra de aceite. Sin embargo, existe una gran variedad de
Todos los procedimientos de Karl Fischer funcionan básicamente de la misma
manera. Se hace la titulación de la muestra de aceite con un reactivo estándar de Karl
Fischer hasta que se alcanza un punto final. La diferencia entre los métodos de prueba
se basa en la cantidad de muestra utilizada para la prueba y en el método utilizado para
determinar el punto final de la titulación. Se muestra en la Figura N°7 un equipo para
titulación por Karl Fischer.
Figura N°7: Equipo para titulación por Karl Fischer(19)
El método de Karl Fischer más frecuentemente utilizado sigue la norma
ASTMD1744-13 e implica una titulación volumétrica de la muestra, utilizando una
celda potenciométrica para determinar el punto final. Si bien este método es confiable y
(200 ppm o menos). Además, la prueba puede estar sujeta a interferencias de aditivos
sulfurosos (por ejemplo, aditivos tipo EP y AW) y sales ferrosas que pueden estar
presentes debido a partículas de desgaste. Ambas sustancias reaccionan con el reactivo
de Karl Fischer como si fueran agua y pueden dar un falso positivo, resultando en una
exageración dela concentración del agua. De hecho, un aceite AW o EP nuevo, limpio y
seco puede dar una lectura desde 200 hasta 300 ppm, debido a la reacción de los
aditivos, más que por el exceso de humedad.
Recientemente, los laboratorios han cambiado a un método de titulación coulométrico
descrito en la norma ASTM D6304-07. Este método es más confiable que el ASTM
D1744-13 para bajas concentraciones de agua y es menos propenso a los efectos de
interferencia, aunque, una vez más, los aceites aditivos AW y EP pueden mostrar hasta
100 ppm de agua como resultado de los efectos de los aditivos sulfurosos.
El método más confiable es el ASTM D6304-07, con co-destilación. Con el método
de co-destilación, la muestra de aceite se calienta bajo vacío para que cualquier cantidad
de agua presente en la muestra se evapore. Los vapores del agua se condensan y se
disuelven en tolueno, que entonces se titula utilizando el procedimiento D6304-07.
Debido a que en la muestra de aceite usado pueden estar presentes algunos aditivos y
otros contaminantes disueltos o suspendidos, el agua condensada en el tolueno está libre
Determinación de Hollín
Idealmente, el proceso de combustión completa en los cilindros de un motor sólo debe
producir dióxido de carbono y agua. En razón de que ninguna combustión es completa,
suelen producirse contaminantes como monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno
(NOx), combustible o hidrocarburo (HC) no quemado, agua y hollín. Este último, al
igual que los demás, se introduce al cárter del motor y contamina el lubricante por los
gases de combustión (Blow By) que pasan a través de los anillos del pistón y los
cilindros. Debido a la forma en que el combustible es inyectado y quemado, los motores
diésel son más propensos a formar hollín que los motores a gasolina o gas (natural o
LP). A diferencia de los motores a gasolina y gas, donde una mezcla de aire y
combustible es encendida por una chispa, en un motor diésel el aire y el combustible se
encienden espontáneamente por la elevada presión y temperatura presente en la cámara
de combustión. Típicamente, la mezcla aire/combustible en motores diésel no es tan
eficiente como en los motores a gasolina o gas. Esto produce densas zonas de
combustible que producen hollín cuando se queman. Como es de esperarse, gran parte
del hollín se va en los gases de escape, pero otra parte, dependiendo de las condiciones
mecánicas y de operación del motor, pasan al cárter a través de los anillos del pistón,
terminando en el lubricante.
El hollín es 98% carbón y sus partículas tienen forma casi esférica con tamaños que
van desde 0,01 hasta 0,05 micrones. Estas partículas, mientras permanezcan pequeñas,
y el agotamiento de los aditivos del lubricante, estas tienden a aglomerarse y crecer en
tamaño. Al no poder ser manejadas por el lubricante, estas partículas producen
incremento en la viscosidad del lubricante y depósitos en el motor. Adicionalmente, al
tratarse de carbón y crecer en tamaño, ocasiona desgaste abrasivo, principalmente en
zonas donde la lubricación es, a película límite. En la actualidad, los aditivos
dispersantes del lubricante se encargan de mantener el hollín finamente disperso,
evitando su crecimiento y aglomeración.
Excesivas cantidades de hollín agotan rápidamente la capacidad dispersante del
lubricante formando lo que normalmente se conoce como lodos. A medida que se
desgasta el dispersante las partículas de hollín comienzan a aglomerarse y a depositarse
sobre las superficies del motor impidiendo una correcta lubricación y flujo de aceite a
través del filtro. Excesivas cantidades de hollín incrementan la viscosidad del lubricante
ocasionando un mayor desgaste, al afectar el desempeño del anti desgaste, ocasionado
una falla prematura del motor.
El uso de motores con recirculación de gases de escape (EGR) ha incrementado el
nivel de hollín en el lubricante, por lo que se han generado nuevos niveles de
desempeño a fin de que estos lubricantes puedan manejar mayores concentraciones de
Las pruebas de laboratorio utilizadas para la determinación de hollín en lubricantes de
motor son:
ASTM D7844-12: Determinación de la tendencia de hollín en el monitoreo de
condición de lubricantes en uso mediante infrarrojo por transformadas de Fourier
(FTIR). Los resultados se pueden reportar en ABS/mm, ABS/cm o porcentaje en peso.
La precisión es de: ± 10%.
ASTM D7889-13: Determinación de las propiedades de fluidos en servicio utilizando
espectroscopía IR (ver apéndice A). Los resultados se reportar como % Peso/Peso
(%w/w).
ASTM D7899-13: Método estándar para determinar la dispersancia de aceites de motor
en uso con la prueba de la gota de aceite.
Unidades: visual. Depósito duro negro en el centro de la gota de aceite. Se está
desarrollando un escáner basado en modelos matemáticos para correlacionar los
resultados de la prueba visual con resultados cuantitativos.
Figura N°9: Equipo para cromatografía Plana(19)
Determinación del Glicol
La contaminación con glicol es común en los aceites de motor alterando seriamente las
propiedades del aceite. El anticongelante origina espesamiento en viscosidad, haciendo
que este no fluya tan fácilmente como cuando está nuevo causa lubricación a película
límite en aquellos componentes del motor que viscosidad para protegerse y lubricarse
adecuadamente. También crea como resultado corrosión del sistema, sobre todo en las
Una vez contaminado el aceite, continúa fluyendo por la misma ruta, desde los demás
componentes del motor y a través del filtro. Con esta contaminación comienzan a
taparse prematuramente, lo que causa una disminución del flujo y eventualmente, se
alcanza la presión de apertura de la válvula de derivación (By Pass), una condición
pasará al motor sin pasar por el filtro. Esto permitirá que las partículas que permanezcan
en el aceite, deteriorando la película lubricante, dando como resultado de los
componentes del motor.
El anticongelante también se mezcla con el lubricante formado pequeños glóbulos
aceite (Bolas de Aceite). A pesar de que son muy pequeñas, normalmente entre 5 y 40
micrones, problemas. Estas bolas son abrasivas y generar erosión sobre las superficies.
Un puede verse, es en las paredes interiores de los cilindros, donde las bolas de aceite
paredes. Pueden causar cualquier tipo de fatiga en las superficies y conducir a fallas
áreas donde las tolerancias son muy ajustadas.
Los efectos de la contaminación con refrigerante y anticongelante son muchos. Uno
simple es el incremento de la viscosidad o espesamiento del aceite. Cuando se mezcla
con el aceite, a menudo produce algo parecido a un gel espeso o una emulsión, conocida
como “mayonesa negra”. Se originan ácidos como el glicólico, fórmico y otros de tipo
ácidos orgánicos.
El flujo de aceite se restringe a medida que esa mayonesa negra se mueve a través del
motor. Esta se adhiere a las paredes y en los claros dinámicos (tolerancias) del motor,
interfiriendo con el flujo de aceite, causando un desabasto de aceite en aquellas zonas
hasta donde debe llegar. Es muy común que el glicol y estas emulsiones y geles taponen
completamente los filtros. Esta ha sido reportada como la causa número uno de falla
prematura de filtros y de una pobre lubricación en motores diésel.
El glicol (anticongelante) puede ingresar en los motores por diferentes fuentes. Los
enfriadores de lubricante son la causa número uno del ingreso de anticongelante al
motor. Otras fuentes incluyen fugas por los sellos, empacaduras dañadas, corrosión en
los tubos de los enfriadores y hasta el empleo de un envase de refrigerante para efectuar
El glicol puede causar mucho daño a los motores y a su lubricante. De hecho, analizar
las trazas de glicol en su programa de análisis de lubricantes de motores es una prueba
obligatoria.
En la prueba de FTIR el glicol es detectado en la regiones de 880, 1040, 1080 y 3400
cm-1, como se aprecia en la Tabla N°10.
2.4 Técnicas Analíticas orientadas a evaluar el desgaste de la maquinaria
Ferrografía de Lectura Directa.
La Ferrografía de lectura directa (DRF) se enfoca en la medición de partículas
ferromagnéticas grandes (>5micrones) y pequeñas (< 5 micrones), las cuales son
calculadas a partir de la atenuación de la luz ocasionada por las partículas
ferromagnéticas depositadas sobre una placa de vidrio sometida a un campo magnético.
Las grandes se depositan a la entrada de la placa de vidrio y las pequeñas al final. El
método estándar utilizado para conteo de partículas es la ISO 4406/1999.
Analizador Espectrográfico.
La prueba de AES (Atomic Emision Spectrometry) utiliza una fuente de alta energía
(chispa eléctrica o flama) para volatilizar los átomos de los elementos que se encuentran
disueltos o suspendidos en el aceite, provocando que estos emitan energía en forma de
luz. Cada elemento atómico emite luz a una frecuencia específica y el espectrómetro
cuantifica la cantidad de luz generada en cada frecuencia y calcula la concentración de
cada elemento (hierro, plomo, estaño, etc.) en partes por millón (ppm) o partes por
billón (ppb). La mayoría de los espectrómetros usados en la actualidad para análisis de
lubricante son del tipo de emisión atómica, que como se mencionó anteriormente,
pueden ser de chispa eléctrica (DE) o flama, este último conocido también como plasma
inductivamente acoplado (ICP).
La diferencia básica entre estos dos radica principalmente en la manera en que la
muestra es vaporizada y los átomos son excitados por la fuente de alta energía. En un
espectrómetro RDE (ver Figura N°12), en ocasiones conocido también como un
instrumento “Arc-Spark”, el lubricante es vaporizado y excitado utilizando una descarga
de alto voltaje entre un electrodo y un disco de carbón rotatorio. En un instrumento ICP
(ver Figura N°13), el lubricante se inyecta en un plasma de argón a alta temperatura,
donde los átomos se vaporizan, se excitan, y subsecuentemente emiten luz.
El resto del instrumento, ya sea que se trate de espectrómetro ICP o RDE, es
básicamente el mismo. La luz emitida por los átomos excitados se colecta y se
concentra en las rendijas del espectrómetro. El espectrómetro contiene una rejilla de
difracción que es similar a un prisma en el que divide la luz de diferentes longitudes de
onda o colores en una longitud de onda discreta, en base a su ángulo de difracción. La
intensidad de la luz en cada ángulo, generalmente conocido como canal, se mide
utilizando un fotodiodo sensible a la luz y la señal del voltaje resultante se convierte en
una concentración en ppm con base en un proceso simple de calibración.
Estos laboratorios deberán evitarse, ya que omiten reportar elementos, como
contaminantes o aditivos, que pueden ser claves en la identificación del problema. En la
TablaN°11 se clasifican, en términos generales y de acuerdo a su procedencia, los
elementos más comunes observados por medio de AES.
Tabla N°11: Elementos más comunes detectados por AES (7)
La detección de partículas en la prueba de AES está limitada por su tamaño. Los
metales disueltos y las partículas suspendidas de un tamaño de hasta 2μm se detectan
con gran precisión. Conforme incrementa el tamaño de la partícula hasta estar cerca de
