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Una grasa es un lubricante que, bajo cierta carga, muestra propiedades de un cuerpo semisólido, sufre tensiones plásticas y comienza a fluir como un líquido. Una vez la carga alcanza su punto crítico y ésta es retirada, la grasa recupera sus propiedades de cuerpo sólido.
Es la temperatura a partir de la cual la matriz que forma el espesante pierde su estructura química, se hace permeable y comienza a liberar el lubricante que contiene aunque no se ejerza presión. Esto es un proceso que no puede revertirse, por lo que se ha de utilizar una grasa adecuada a la temperatura de aplicación.
Cada componente químico tiene diversas ventajas. Entre otros, se tiene:
- Litio: estabilidad mecánica, resistente al agua y a la temperatura
- Calcio Anhidro: estabilidad mecánica, resistente al agua y a la cizalla, resistente a temperatura.
- Litio-Calcio: muy buena resistencia al agua, gran estabilidad térmica, estabilidad mecánica.
- Complejo de litio: buena bombeabilidad, resistencia a oxidación, cizalla y térmica, y soporta altas cargas.
- Calcio: excepcional capacidad de carga, estabilidad térmica y resistencia a cizalla. Mala bombeabilidad.
- Complejo de aluminio: buena bombeabilidad, resistencia al agua y a la oxidación. Buena capacidad térmica.
- Bentonita: excepcional a altas temperaturas, buena bombeabilidad a bajas temperaturas.
Las principales capacidades de las grasas son la inhibición de corrosión, la capacidad de lubricación, sellado y de carga. Además, protegen ante atmósferas con polvo y humedad, maximizando el período de cambio y reteniendo el aceite para que permanezca en el punto donde se requiere lubricación.
Las características más importantes a la hora de elegir una grasa, además de su consistencia, es la viscosidad del aceite base, el espesante, y su ámbito de aplicación.
En función de las velocidades de la aplicación, se empleará una grasa con una viscosidad de aceite base determinada. Con bajas viscosidades se tiene una mejor transferencia de calor y buenos comportamientos a bajas temperaturas, mientras que con altas viscosidades se obtiene una mejor adherencia y resistencia al agua.
El rango de temperaturas de aplicación viene dado por el punto de gota, donde la grasa se permeabiliza y comienza a sufrir pérdidas del aceite base para terminar fugando de la matriz. La resistencia a condiciones ambientales adversas, dada también por el ámbito de aplicación, las confieren los aditivos que se añaden a la mezcla que forma la grasa, para fines anti corrosión, extrema presión, resistencia al agua o biodegradabilidad, entre otros.
Los siloxanos son compuestos de organosilicio (elementos que contienen silicio y carbono). Provienen de las siliconas presentes en el champú, jabones y otros productos sanitarios, que se someten al proceso de digestión anaerobias en plantas de tratamiento. Estas sustancias acompañan al biogás producido, entrando en la cámara de combustión de los motores de cogeneración.
Ningún aceite puede prevenir la formación de siloxanos, pues se producen en la digestión anaerobia que precede la generación de energía. Existen diversos tratamientos de filtración del biogás que permiten obtener un gas más limpio.
Si no se filtran, los siloxanos del biogás combustionan en el motor generando sílice cristalino. Este silicio es una sustancia sumamente abrasiva, que puede provocar serios desgastes en el motor.
Los tecnólogos de los motores de cogeneración han optimizado la combustión, de manera que se desarrolla una mayor potencia con presiones y temperaturas más altas en los pistones. La metalurgia tradicional de dichos elementos, normalmente basada en aluminio, no soporta las condiciones de operación tan severas de estos avances.
Para ello, se han desarrollado pistones realizados en acero. Los lubricantes anteriores no están formulados para soportar el estrés térmico al que se les somete en los nuevos equipos de cogeneración, por lo que ahora se aditivan de forma mucho más específica.
El agua puede provenir de la atmósfera húmeda o de la degradación de los aislantes. Si el contenido de agua supera la saturación del aceite, las propiedades aislantes pueden verse afectadas. Además, el agua potencia los fenómenos de oxidación, reduciendo la vida útil del aceite.
En engranajes que se mueven a altas velocidades, es recomendable utilizar lubricantes de baja viscosidad. Un lubricante con una viscosidad excesivamente alta puede no ser capaz de adaptarse a los movimientos tan rápidos, y se darán ausencias de película lubricante por la imposibilidad física de que el aceite llegue a todas las partes del equipo.
Sin embargo, en engranajes que se mueven a bajas velocidades, es ideal emplear aceites de alta viscosidad. Para aquellos engranajes que trabajen a distintas velocidades, se han de emplear sistemas de doble viscosidad o sistemas de variación de temperatura.
El microppiting es el resultado de una fatiga producida en el metal por las tensiones del contacto cíclico. Se forman microgrietas en el metal, que dan lugar a desprendimientos del metal.
La diferencia con el pitting es el tamaño de las grietas que se produce por la fatiga. Las grietas debidas al micropitting alcanzan hasta 10 μm de profundidad.
Esto es correcto hasta cierto punto. Aunque el rendimiento volumétrico aumenta con la viscosidad, el rendimiento mecánico disminuye. Esto quiere decir que el aceite, al ser más viscoso, es más costoso de mover a nivel mecánico. La solución intermedia sería un aceite que no costara mover (viscosidad media) y que transmitiera la mayor potencia posible (maximizando la viscosidad). El rango de operación óptimo se encuentra entre los 20 y 100 cSt.
Las holguras de los cojinetes en las turbinas suelen ser de entre 10 y 20 micras, y las de las servoválvulas hidráulicas de entre 3 y 5 micras. Esto implica que el aceite empleado debe estar lo más limpio posible, para evitar desgaste en estos elementos críticos.
Un aceite de turbina debe lubricar los cojinetes de todo el equipo, efectuar funciones de refrigeración, actuar como fluido hidráulico para los regulares de control, lubricar la reductora de aquellas turbinas con engranajes y prevenir la formación de espuma, herrumbre, lodos y barnices.
En general, se utilizan los grados ISO 32 y 46. La viscosidad es importante, pues un valor excesivamente alto de la misma aumentaría las pérdidas por fricción. En máquinas de alta velocidad, este factor puede convertirse en una importante pérdida de potencia y calentamiento del lubricante.
Los lubricantes de motores marinos son muy dependientes del contenido de azufre de los combustibles por el contenido en aditivación de neutralización de ácidos (TBN). Con la regulación IMO, este contenido de azufre en combustibles no podrá superar el 0,5% salvo que los buques equipen scrubbers, ni el 0,1% en zonas ECA. Por tanto, esta medida llevará una bajada de TBN generalizada de los aceites para aquellos buques que no monten scrubbers y por tanto utilicen fueles de bajo contenido en azufre.
La lubricación de los motores 2T marinos se realiza mediante dos tipos de aceite distintos. El aceite de cilindros se encarga de la lubricación de los cilindros de los motores. Sus principales requerimientos son:
- Suficiente alcalinidad para neutralizar los ácidos formados durante la combustión.
- Alta estabilidad térmica y capacidad anti-oxidante para lubricar sin depósitos, la zona de aros y falda del pistón.
- Capacidad para recubrir una gran área de la camisa, sin producir rotura de la película.
- Prevenir corrosiones y herrumbres.
Sus características principales son un SAE 50 y un TBN 25/100.
Ciertos motores de 2T tienden a presentar corrosión en las camisas de los cilindros. Se le llama corrosión fría por el hecho de que suele producirse en zonas metálicas que se encuentran a temperaturas más bajas. Los óxidos de azufre presentes en el cilindro se condensa junto con el vapor de agua en las paredes metálicas, reaccionando para formar ácido sulfúrico que corroe el metal. Esto se acentúa al usar combustibles con alto contenido en azufre.
ECA quiere decir "Emission Control Area". En estas zonas se tiene como objetivo prevenir la contaminación atmosférica que causan los buques, estableciendo áreas donde la emision de óxidos de azufre y, en algunos casos, de nitrógeno, están severamente limitadas. Están localizadas en el norte de Europa y a lo largo de las costas norteamericanas.
La lubricación de los motores 2T marinos se realiza mediante dos tipos de aceite distintos. El aceite de cárter o de sistema se encarga de la lubricación de elementos auxiliares del motor. Sus principales requerimientos son:
- Lubricar los cojinetes del cigüeñal y la cruceta
- Refrigerar la cabeza de los pistones
- Trabajar como fluido hidráulico para mover las válvulas
- Lubricar equipos auxiliares y engranajes
- Lubricar los cojinetes del turbocompresor
- Sus características principales son un SAE 30 y un TBN de 5/10.
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