Principalmente, estos hidrocarburos sintetizados (SHC siglas del nombre en inglés) pertenecen a la familia de las polialfaolefinas (PAO), pero también existen del tipo poliglicoles, ésteres orgánicos, ésteres fosfatados y siliconas. Dada su estructura molecular, estos productos, al ser sometidos a cargas, proporcionan un mayor coeficiente de tracción y menor fricción interna. A su vez, esto permite obtener un ahorro importante de energía, cuya magnitud dependerá de la aplicación. En comparación con los lubricantes minerales convencionales, los sintéticos alcanzan una mayor vida útil de trabajo como consecuencia de su también mayor resistencia a la oxidación. Esta durabilidad proporciona concecuencialmente menores costos de mantenimiento, horas de parada y cantidad de cambios efectuados. Otro beneficio que se obtiene durante su utilización es una menor formación de depósitos sólidos; lacas; lodos y barnices, así como también menor corrosión y herrumbre y, por supuesto, sistemas más limpios. Los aceites sintéticos por tener una alta estabilidad térmica, pueden ser utilizados en un mayor rango de temperaturas. Tienen menor punto de fluidez, lo cual les favorece a bajas temperaturas; pero al mismo tiempo, se minimiza la posibilidad de formación de ceras y cristales. Durante arranques en frío, su mejor flujo redundará en menor desgaste de las partes lubricadas, al reducir el tiempo de fricción entre ellas. En aplicaciones expuestas a altas temperaturas también obtendremos un mejor desempeño versus lubricantes de bases minerales. La película de lubricación obtenida con lubricantes sintéticos tienen un excelente perfomance y resistencia. En comparación con aceites minerales, tienen menor volatilidad y evaporación. En conclusión, en aquellas aplicaciones de lubricación donde se requiera un producto más duradero y resistente, invariablemente de las condiciones de severidad del sistema o del entorno; que además ofrezca excelentes cualidades de protección, debe ser considerada la utilización de productos sintéticos. La misma sugerencia aplica para equipos críticos o estratégicos, o en aquellos casos que la facilidad de lubricación sesté comprometida. La indisponibilidad de lubricador dedicado o la carencia de un correcto programa de mantenimiento.
OTRA FORMA DE PENSAR:
El desarrollo de los lubricantes sintéticos se ha debido principalmente a que cada día la maquinaria se produce más
sofisticada y los mecanismos trabajan bajo condiciones de operación más criticas, resultando ineficaces en no pocos
casos los lubricantes minerales. A esto se suma la crisis energética, que ha creado la necesidad de formular y fabricar
lubricantes de larga duración.
Lubricante sintético se puede definir como un producto elaborado a partir de una reacción química entre varios
materiales de bajo peso molecular para obtener otro de alto peso molecular con ciertas propiedades especificas
superiores a los lubricantes derivados directamente del petróleo.
Los lubricantes sintéticos ameritan su utilización cuando se quieren ampliar las frecuencias entre relubricaciones,
reducir el consumo de potencia, disminuir la reposición de partes ( repuestos ) y alcanzar la máxima capacidad
productiva de la maquinaria Antes de utilizar estos lubricantes, es necesario analizar minuciosamente la convenciencia
de su empleo porque son más costosos que los derivados del petróleo, aunque bien utilizados, su costo real representa
sólo una mínima diferencia respecto al valor inicial de adquisición. El mayor costo se debe a la serie de procesos químicos
adicionales a los cuales es necesario someter la base primaria para obtener el lubricante sintético deseado.
Su utilización se recomienda en lugares de difícil acceso o en equipos que deberán funcionar con intervalos
prolongados de cambio de aceite.Los aceites sintéticos son de mayor costo debido al proceso químico adicional al cual
es necesario someter la base primaria.Su aplicación adecuada minimiza la diferencia en el costo de un lubricante
común. Estructura Molecular Reacción C —› C-C-C-C Aceite Sintético Química.
ALGUNAS DESVENTAJAS DE LOS ACEITES SINTETICOS
- Son más costosos ( 4-8 veces el aceite mineral )
- No se deben mezclar
- Algunos casos se evaporan fácilmente
- Para ciertas condiciones de trabajo son difíciles de conseguir
ASPECTOS QUE SE DEBEN TENER EN CUENTA AL IMPLEMENTAR UN LUBRICANTE SINTETICO
- Verificar la compatibilidad de los sellos con el aceite.
- Debido a la alta detergencia natural de los aceites sintéticos, el equipo donde se vaya a implementar el aceite debe
estar completamente limpio.
- Se debe chequear periódicamente el nivel de aceite, algunos se evaporan con relativa facilidad.
- Nunca se de debe rellenar con una aceite diferente al que se esté usando y menos si es de base mineral.
CARACTERISTICAS Y VENTAJAS
- Elevado Indice de Viscosidad > 120
- Elevada estabilidad térmica
- Buena resistencia a la oxidación La velocidad de oxidación de un aceite se puede medir de acuerdo con el TAN (
número ácido total).
- Algunos no son inflamables a altas temperaturas.
- Mínima cantidad de residuos de evaporación.
- Adecuada protección contra la corrosión en ambientes críticos
- Buena demulsibilidad
- Baja tendencia a la formación de espuma.
- Elevada conductividad térmica.
- Alta adhesividad a las superficies metálicas.
- Alta miscibilidad a bajas temperaturas y baja solubilidad a altas temperaturas, con todos los freones, en caso de los
aceites para refrigeración.Conservación de la energía.
- Reducen el consumo de energía en los equipos que lubrican, aproximadamente en un 11 % .
- Bajo coeficiente de tracción. CLASIFICACION
Se clasifican igual que los aceites de base mineral Industriales
- Aceites ISO en cSt a 40°C
- Grasas NLGI 1,2 y 3 Automotrices
- SAE
- API
- MIL-L
TIPOS:
De acuerdo a las necesidades que se tenga, se pueden clasificar en los siguientes grupos genéricos.
- Hidrocarburos sintetizados
- Esteres orgánicos
- Poliglicoles
- Esteres de fosfato
- Otros
HIDROCARBUROS SINTETIZADOS
Son productos sintetizados a partir del petróleo crudo.PAO ( Polialfaolefinas )
XHVI
Propiedades: Propiedades: Poseen un IV > 135 Excelente fluidez a bajas temperaturas Buena estabilidad térmica
Excelente resistencia a la oxidación Baja solubilidad con Freón 22Estos hidrocarburos son producto de un proceso de alto
grado de refinación al cual son sometido bases minerales, resultando básicos con propiedades similares a los del tipo
PAO. Compatible con aceites minerales
SELECCION DE UN ACEITE SINTETICO
Se deben tener en cuenta los siguientes factores para justificar el empleo de un aceite sintético:
- Control de la fricción de desgaste.
- Temperatura de operación.
- Compatibilidad con los productos de proceso .
- Control de la corrosión y de la herrumbre.
- Paros en la producción.
- Control de contaminantes, como gases de hidrocarburo ( propano, isobutano, etileno), agua, sal, ácidos, etc.
- Alta detergencia y capacidad de limpieza natural.
- Tendencia a ablandar los cauchos (usados en los equipos como retenes).
Rangos de temperatura de trabajo para diferentes lubricantes sintéticos.
°C
Hidrocarburos sintetizados - 40 180
Esteres de ácido dibásticos - 38 180
Esteres de poliol - 25 222
Poliglicoles - 29 222
Esteres de fosfato - 26 149
Para un aceite sintético
- Hallar el adecuado grado ISO.
- Seleccionar la base sintética requerida.
- Hacer el análisis de costo, con el fin de determinar su factibilidad económica.
- Verificar que exista un equivalente en el mercado.
- Compatibilidad con otros aceites.
Ha crecido la oferta de nuevos lubricantes para refrigerantes, sin embargo su llegada no ha desplazado la utilidad de aceites minerales nafténicos, del Alquilbenceno y lubricantes sintéticos conocidos.
Los nuevos aceites Poliolester (POE), Polialquilenglicol (PAG), y Polivinileter (PVE), son polares por lo que tienen mayor adherencia a los metales ofreciendo mejor lubricación, resistiendo bajas y altas temperaturas sin adelgazarse con el calor (índice de viscosidad). Son sintéticos, por lo que su composición no es variable y son controlables y fáciles de monitorear. Debido a su lubricidad y adherencia a las superficies metálicas, se pueden emplear lubricantes más delgados que dan como resultado ahorros de energía.
Otra de sus propiedades es la detergencia, por lo que mantienen el sistema limpio en su interior facilitando la transferencia de calor.
En este artículo estudiaremos los POE y PAG que son los de relevancia actualmente, ya que los fabricantes de compresores modernos, han diseñando estos equipos y sistemas en bases a las propiedades de tales lubricantes.
| ELEMENTO QUÍMICO | EJEMPLOS DE ELECTRONEGATIVIDAD (CARGA ELÉCTRICA) | |
| Carbono | - 2.55 | |
| Hidrógeno | + 2.2 | |
| Cloro | - 3.16 | |
| Flúor | 3.98 | |
| Oxigeno | - 3.44 | |
| - | ||
| Hidrocarburo C-H | 2.55-2.22 = + 0.33 | |
| - | ||
| R-22; enlace C-Cl | 2.55 – 3.16 = -0.61 | |
| - | ||
| R-134A ; enlace C-F | 2.55-3.98 = -1.43 | El mas polar |
-
Polioléster (POE)
Están especialmente recomendados para instalaciones nuevas equipadas con refrigerante HFCs, de preferencia para los gases, R–134A, R-407C, R-410A, y R–404A. El HFC, R-134A (sustituto del R–12), y el R–404A (sustituto del R–502), como todos los refrigerantes halocarbonados derivados del etano, tienen polaridad y por tanto requieren un lubricante polar para viajar juntos por el sistema y así son solubles.
La polaridad química o sólo polaridad es una propiedad de las moléculas que representa la desigualdad de las cargas eléctricas en la misma, es decir, mientras más polar sea una molécula predomina más una carga eléctrica, ya sea positiva o negativa. Al tener una eléctrica tiende a atraer a la carga opuesta, así mientras más polaridad tenga más atracción tendrá. Esta polaridad se mide por la diferencia en las cargas (electronegatividad).
Los refrigerantes tienen su polaridad y los lubricantes también tienen la suya, razón por la que deben ser compatibles, la presencia de Oxigeno en las moléculas del lubricante (Nafténicos, y Alquilbenceno no tienen oxígeno en sus moléculas) nos dan la polaridad necesaria para disolver y disolverse con los refrigerantes alternativos, polares. Estos mismos grupos de oxígeno éster son los que debido a su polaridad, absorberán agua del ambiente por su atracción con el hidrogeno (generando la formación de puentes de hidrogeno, que atraen al Hidrogeno con el Oxigeno).
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