LA VISCOSIDAD Y SU CÁLCULO: Viscosidad

LA VISCOSIDAD Y SU CÁLCULO

Viscosidad

La viscosidad de un fluido tan complejo como un aceite mineral, puede verse afectada, de una parte, por las variaciones internas de su composición y estructura, determinadas por el origen del petróleo crudo y su proceso de refino; y por las condiciones externas, tales como la temperatura y la presión que pueden influir sobre las fuerzas moleculares.
La temperatura es el factor que más afecta la viscosidad, así, cuando la temperatura aumenta, la viscosidad disminuye y el aceite presenta un mejor estado de fluidez. Por el contrario, si la temperatura disminuye, la viscosidad aumenta y el aceite fluye menos rápido.


Viscosidad Absoluta o Dinámica

La viscosidad del aceite da lugar a la formación de una película lubricante que se puede considerar conformada por un número específico de capas o laminillas de lubricante que se desplazan las unas con respecto a las otras. Por las características de adhesividad del lubricante, una de ellas se adhiere a la superficie móvil y la otra a la superficie fija o móvil, según el caso. Las demás se cizallan, desplazándose entre sí en forma similar a como se acomodan los naipes de una baraja cuando se extienden sobre una superficie. La fricción que se presenta en el lubricante se conoce como fricción fluida.
Cuando un fluido se interpone entre dos superficies, una de las cuales se desplaza con velocidad constante vc y la otra permanece fija, presenta las siguientes características: A la parte fija se adhiere una delgada capa del fluido, la siguiente se desplaza con una velocidad v con respecto a la otra y así sucesivamente, hasta la que está adherida a la superficie móvil B. Una capa de lubricante separada de otra, a una distancia dh, se desplaza con una velocidad v + dh, de tal forma que la diferencia de velocidades es dv. Ver figura 3.1.

Para que se produzca el desplazamiento de una capa del lubricante con respecto a otra, es necesario aplicar una fuerza tangencial F. Newton puso de manifiesto que esta fuerza constituía una medida del frotamiento interno del fluido o de su resistencia al cizallamiento y era proporcional a la superficie A y al gradiente de velocidad dv / dh, expresado de la siguiente forma:

F/A∝dv/dh(a)

La constante de proporcionalidad ∝ es la viscosidad del fluido que se expresa como viscosidad absoluta ƞ porque, dependiendo del valor de la viscosidad, el esfuerzo cortante será mayor o menor. Por lo tanto:

F/A=ƞ dv/dh(b)

o sea,

F=ƞ A dv/dh(c)

La viscosidad absoluta ƞ representa la viscosidad real de un líquido y se mide por el tiempo que demora en fluir, a una temperatura dada, por una serie de tubos capilares estrechos.

Los parámetros dv y dh se presentan cuando se considera un diferencial del espesor de la película lubricante.

De (c) se tiene:

Fdh=ƞ A dv(d)
Si se integra para un espesor de película lubricante entre 0 y h, y para un valor de velocidad entre o y vc, se tiene:

∫_0^h▒〖Fdh= ∫_0^vc▒〖ƞ A dv〗〗

F(h-0)=ƞ A (vc-0)


Fh=ƞ A vc

O sea,

F = ƞ A Vc/h


F = ƞ (F/A)/(Vc/h)= (Esfuerzo cortante)/(Velocidad de deslizamiento)

Donde:

F = Fuerza de cizalladura, dinas (lbf).

A = Área de la película lubricante sometida a cizalladura, cm2 (pulg2).

Vc = Velocidad lineal del elemento, cm / s (pulg / s).

h = Espesor de la película lubricante, cm (pulg)

La viscosidad absoluta ƞ se puede expresar en:

*Sistema métrico (cm, gr, seg):

Ƞ = (dina.s)/〖cm〗^2

Esta unidad se conoce como Poise, en honor al doctor Poiseuille, físico francés quién experimentó con flujos en tubos capilares. O sea:

1 Poise = 1 (dina.s)/〖cm〗^2

Una unidad más pequeña en el Centipoise (Cps), el cual se emplea con mayor frecuencia.

1 Centipoise = 1,019 x 10-8 Kgf . s /cm2.

*Sistema Inglés (Pulg, lbf, seg):

Ƞ = (lbf.s)/〖cm〗^2

Esta unidad se conoce con el nombre de Reyn en honor a Sir Osborne Reynolds. O sea:

1 Reyn = 1 ((lbf.s)/〖pulg〗^2 )

A menudo es necesario convenir de un sistema de unidades a otro.

Para pasar del sistema métrico (Poise) al inglés (Reyn), se utiliza ecuación:

1 Poise = 1 (dina.s)/cm2 = ((2,248)x(〖10〗^(-6) )(lbf.s)x(〖2,54〗^2)〖cm〗^2⁄〖pulg〗^2 )/〖cm〗^2

1 Poise = 14,5x〖10〗^(-6) (lbf.s)/〖pulg〗^2

1 Poise = 14,5x〖10〗^(-6 )Reyns, o
1 Reyn = 6´895.031 Centipoise (3.2)

Mediante el gráfico 3.1 es posible pasar de Reyns a Centipoises o viceversa. Se busca el valor conocido de la viscosidad absoluta en la escala vertical respectiva (de la derecha o de la izquierda) y se lee el valor equivalente en la otra. Los valores hallados por la ecuación (3.2) o por el gráfico 3.1 son aproximadamente iguales. Los resultados obtenidos son a la misma temperatura.

Ejemplo: Pasar 50 Centipoises a Reyns, a una temperatura de 150°F, utilizando el gráfico 3.1 y comprobar el resultado mediante la ecuación (3.2)

Solución: En el grafico 3.1 se localizan 50 Centipoises en la escala vertical de la derecha, se traza una horizontal y se leen es la escala de la izquierda 7,0x〖10〗^(-6) Reyns.

7,25x〖10〗^(-6) Reyns (Por la ecuación 3.2)
7,00x〖10〗^(-6) Reyns (Por el gráfico 3.1)

Ambos valores son aproximadamente iguales.

En el Sistema Internacional SI, se puede dar en Pascal por segundo (Pa.s), donde:
1 Pa.s = 6,894x〖10〗^3 Reyns y 1 Pa.s = 1x10〖10〗^(-3) Centipoises.


Viscosidad Cinemática

La mayoría de las veces la viscosidad de un aceite lubricante se expresa en términos de la viscosidad cinemática o de movimiento del fluido, que es igual a la viscosidad absoluta fluido, dividida por su densidad, expresada cada una en el mismo sistema de unidades y a la misma temperatura. La unidad de la viscosidad cinemática es el Stoke.

Generalmente se expresa en Centistokes (cSt) y también se tiene que 1 Centistoke = 1 〖mm〗^2/s.

Viscosidad Cinemática (ϑ) = (Viscosidad absoluta (ƞ))/(Densidad (ρ)) (3.3)

Para los aceites lubricantes, derivados del petróleo, se considera la densidad aproximadamente igual al peso específico (PE)

1 (Stoke) = (1 (Poise))/(PE(gr/〖cm〗^3 )) 3.3 (a)

1 (Centistoke) = (1 (Centipoise))/(ρ (gr/〖cm〗^3 )) 3.3 (b)

En la ecuación 3.3 las tres variables deben estar a la misma temperatura.

La densidad de un aceite derivado del petróleo, a cualquier temperatura T, en °C (o en °F), se halla de:

*Unidades Métricas:

ρT°c = 0,91 gr/〖cm〗^3 - 0,00063 (T-15,6) gr/〖cm〗^3 3.4 (a)


*Unidades Inglesas:
ρT°F = 0,91gr/〖cm〗^3 - 0,00035 (T-60)gr/〖cm〗^3 3.4 (b)

Ejemplo: Calcular la viscosidad cinematica en Centistokes de un aceite derivado del petróleo, que tiene una viscosidad absoluta de 1,5 Poises a 50°C.

Solución:

ρ50°C = 0,8883 gr/〖cm〗^3 (de la ecuación 3.4 a, con T = 50°C)
ϑ50°C = 168,86 cSt (de la ecuación 3.3b), con ƞ = 150 Cp y ρ50°C
ϑ50°C = 0,8883 gr/〖cm〗^3 .

TRIBOLOGÍA: La Tribología Y La Rentabilidad De Los Equipos

La rentabilidad de un equipo es la relación entre la eficiencia (rendimiento del equipo en un determinado período de tiempo y la suma de los gastos en su explotacion durante elmismo período.
Se define como eficiencia el costo de la producción que elabora el equipo (productos terminados, semiacabados, operaciones intermedias o trabajo útil).
La suma de los gastos, en el caso general consta del costo de la amortización del equipo, de la energía consumida, de los materiales y repuestos, de la mano de obra, del mantenimiento, de los gastos extras, y del incremento de la amortización de toda la fábrica.
En cualquier caso la rentabilidad del equipo debe ser mayor que la unidad, de lo contrario el equipo trabajará con pérdida y no tiene sentido su existencia.
La Tribología permite que la rentabildad del equipo aumente ya que los gastos disminuyen como consecuencia del menor consumo de energía, mano de obra, mantenimiento, repuestos y repación.
Por otro lado con procesos tribológicos eficientes se puede lograr que el tiempo total posible (longevidad en años) de funcionamiento del equipo sin fallas durante todo el període de servicio sea igual a la duración total (en años) del equipo (vida a la fatiga). Esto se conoce como coeficiente de utilización, el cual debe tender a la unidad.
La Tribología debe conducir a que la longevidad del equipo se identifique con su envejecimiento moral, el cual empieza cuando el equipo, conservando la capacidad de trabajo físco, por sus índices deja de satisfacer a la industria, debido al aumento de las exigencias o a la aparción de equipos mas perfectos.
Los síntomas del envejecimiento moral son sus bajos índices en comparación con el nivel medio de fiabilidad, la calidad de la producción, de productividad, de gasto de energía por unidad de producción, de costo de la mano de obra, de servicio y de reparación, que da como resultado total: reducidad rentabilidad del equipo.
El envejecimieneto moral absuluto comienza en tres fases: al pasar de una nueva producción (cambio total del proceso tecnológico), al introducir nuevos procesos de trabajo o al aparecer nuevos, en principio, esquemas constructivos, que permiten fabricar equipos superiores por sus índices a los modelos viejos.

TRIBOLOGÍA: Lubricación Hidrostática

Consiste en bombear aceite a presión entre dos superficies, con el fin de separarlas de tal forma que no se requiere el movimiento relativo entre ellas para mantener la película lubricante. Este tipo de lubricación se emplea con mucha frecuencia en cojinetes e empuje que soportan ejes verticales y reciben el nombre de cojinetes hidrostáticos. El aceite se suministra a presión en un resalto o bolsillo ubicado en la cara inferior del eje. Si la presión aplicada es suficiente, el eje se levanta y flota sobre la película lubricante.

En algunos casos, la lubricación hidrostática da lugar a coeficiente de fricción fluida muy bajos, del orden de 0,00046 a 0,00000075.
Estos valores se deben principalmente a la baja velocidad, debido a que la fuerza de rozamiento a estas velocidades es muy pequeña.

TRIBOLOGÍA: Lubricación Elastohidrodinámica (EHL o EHD)

La lubricación elastohidrodinámica es quizá uno de los casos mas representativos de la TRIBOLOGÍA y en el cual se hallan involucrados todos los factores que conforman esta ciencia, como: la fricción, el desgaste, la lubricación, el diseño, los materiales, el funcionamiento del equipo y las condiciones de operación.

No pocos mecanismos en la industria funcionan bajo estas condiciones de lubricación; en muchos casos estos se han detectado no como consecuencia de un proceso de cálculo, sino como resultado de una práctica experimental a lo largo de muchos años de profundos análisis e investigaciones, que han llevado a la conclusión de que no es posible establecer del todo un planteamiento matemático para determinar que mecanismos en realidad trabajan bajo lubricación EHL. A nivel práctico es posible determinarlo porque, como es obvio, el desgaste prematuro o el agarrotamiento del mecanismo es una señal inequívoca de que se tienen condiciones de fricción metal metal o que lubricación debe ser EHL y que por lo tanto, requiere de lubricantes especiales que permitan operar el equipo sin riesgo alguno y de tal forma que en todo momento se involucre esta práctica dentro un proceso tribológico.

La Lubricación EHL es un estado de lubricación hidrodinámica que se caracteriza por la deformación elástica de las irregularidades de ambas superficies, debido a la carga que actúa sobre ellas. En este caso, la presión hidráulica de la película lubricante es lo suficientemente alta como para separarlas. Normalmente este tipo de de lubricación se presenta para valores específicos de la película lubricante (λ) por debajo de 1.5. Este parámetro se calcula a partir de la relación ho / Ϭ, donde ho es el espesor mínimo de la película lubricante en µm (pulg) y Ϭ es la rugosidad promedio de las superficies metálicas, en µm (µpulg.).

La lubricación EHL tiene lugar en elementos que ruedan entre sí o con respecto a una superficie plana. En la Figura 2.26 se presentan las características de la formación de este tipo de película.
El aumento de la viscosidad del aceite, debido a la presión; y el aplastamiento de la superficie, se combina para "atrapar" el lubricante en el momento en que éste penetre en la zona de contacto. El espesor mínimo de la película lubricante oscila entre 0,05 y 2 µm y es menor que en el caso de la teoría clásica hidrodinámica. La viscosidad del aceite puede llegar a límites de magnitud mayor que la viscosidad de entrada y la película lubricante puede desarrollar presiones hasta 350000 psi. Los engranajes, rodamientos, levas y cadenas, por lo general operan bajo condiciones de lubricación EHL. Ver Figura 2.27.
Según la teoría hidrodinámica, se creía que las transmisiones por engranajes trabajaban bajo condiciones límite, a pesar de que se conocían casos de engranajes que habían operado bajo estas condiciones durante un largo período de tiempo y aún mostraban en la mayor parte de su superficie de trabajo las huellas del maquinado inicial. Esto permitió concluir que estos elementos funcionan bajo condiciones de lubricación EHL, con un valor específico de la película lubricante, entre 1 y 2, y que el único desgaste que se puede presentar es durante el arranque y parada del equipo.
el espesor de la película lubricante, calculado por la teoría de lubricación EHL, es una función de tres parámetros: carga, velocidad, y coeficiente piezo-viscosidad. Este espesor de película también es limitado porque si es muy grande, se incrementa la fricción entre diferentes capas del lubricante, produciéndose un incremento de temperatura que provocaría, de forma inevitable, un descenso en la viscosidad del aceite y por tanto, del espesor de la película lubricante entre las superficies.

A nivel industrial es muy común que se presenten las condiciones de lubricación EHL, como en el caso de rodillos en siderúrgicas, laminación, hornos cementeros y palas mecánicas, entre otros, que se encuentras sometidos a cargas muy elevadas, del orden de 900000 o mas newton, y a velocidades entre 15 y 20 rpm, dando lugar a valores muy bajos del parámetro de Hersey n.ns / P, permitiendo que se puedan presentar condiciones de película límite o mixta. En la práctica esta situación se cambia por EHL, mediante el empleo de un lubricante formulado para tal efecto. Así, por ejemplo, se tiene que para temperaturas de operación por debajo de 50°C, se utiliza aceite Compound o compuesto (para cilindros de vapor), por encima de 50°C, es necesaria la utilización de un aceite con aditivos de EP (Extrema Presión). En caso de lubricación EHL, hay deformación elástica de las irregularidades de ambas superficies, sin rompimiento de la película lubricante. De no utilizarse ninguno de los lubricantes especificados anteriormente, se presentaría el contacto metálico y las superficies metálicas se agarrotarían. Para temperaturas por encima de 50°C, un lubricante sintético del tipo SHC daría un margen de seguridad mayor que uno de tipo EP, porque permite la formación de una película lubricante más estable, de mayor viscosidad y de elevada adhesividad. Ver Figura 2.28.

Lubricantes para condiciones EHL

* Compuestos o "Compounds". Para temperaturas de operación por debajo de 50°C.

* De extrema Presión. Para temperaturas de operación por encima de 50°C.

* Hidrocarburos Sintetizados (SHC-Chemimstry Of Synthesized Hidrocarbons). Para cualquier temperatura de trabajo con un mayor rango de seguridad.

Fundamentals of elastohidrodyanamic lubrication

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TRIBOLOGÍA: Lubricación Hidrodinámica

http://www.aciconsultora.com.ar/sitio/boletin.php?bole=4


Se presenta cuando la acción del movimiento relativo entre dos superficies lubricadas, se crea una película lubricante lo suficientemente gruesa como para impedir todo contacto metal-metal. Esto significada que es espesor mínimo de la película es algo superior a la suma promedio de las irregularidades de ambas superficies y que la resistencia al movimiento viene dada sólo por la fricción entre las capas del lubricante, siendo éste último el que soporta totalmente la carga. En este caso, las condiciones de la lubricación serán óptimas y el mecanismo podrá funcionar durante largo tiempo sin desgaste alguno, siempre y cuando se mantengan estas condiciones de operación.


La lubricación hidrodinámica requiere de un flujo adecuado de lubricante para mantener separada las dos superficies. Cuando uno de los elementos (o ambos) están movimiento relativo, la acción hidráulica del aceite produce una cuña convergente, que desarrolla presiones por encima de 50.000 psi en la zona de trabajo, evitando el contacto metálico entre ambas superficies.

La teoría de la lubricación hidrodinámica tiene su origen en el laboratorio de Beachump Tower, en la década de 1880, en Inglaterra. Ese realizó una serie de expermentos con cojinetes lisos lubricados. Uno de estos consistió en colocar un eje dentro de un baño de aceite y ponerlo a girar; el medio cojinete que lo soportaba (en la parte superior) contaba con un orificio para lubricación. Sin embargo, al girar el eje el aceite salía a cierta presión por dicho orificio; al colcársele un tapón, éste era expulsado lentamente al ser puesto en marcha. Se montó entonces un manométro en el agujero y se registró que la presión de la película del aceite era aproximadamente el doble de la presión media basada en el área proyectada del cojinete (W/LD). Posteriormente se realizó otra serie de experimentos para determinar la distribución de la presión hidráulica a lo largo de la periferia de lo cojinetes. (Ver figura)

Factores que afectan el establecimiento de la Película Fluida o Hidrodinámica:

* Viscosidad.
* Velocidad.
* Carga.
* Acabado Superficial.
* Diámetro, longitud y tolerancias.
* Alimentación del lubricante.

Un cojinete liso radial es quizá el elemento mas práctico para analizar la lubricación de película fluida. En este caso se presenta cuatro situaciones:

- Cuando el eje (o muñón) está en reposo y descansa sobre el cojinete (casquete), debido al peso que soporta, trata de desplazar la película lubricante y se presenta contacto, quedando solamente una delgada película lubricante entre los elementos (película límite. Ver Figura 2.21(a).

- Al iniciarse el movimiento, el muñón trata de rodar y de subir por el casquete en la dircción del movimiento. En el espacio entre el muñón y el casquete se va introduciendo cada vez más aceite, por la acción de bombeo del muñón, lo cual hace que éste se vaya separando del casquete (película mixta). Ver Figura 2.22 (b).

- A medida que se va alcanzando la velocidad normal de funcionamiento, el muñón empieza a resbalar sobre el aceite y comienza a "flotar". (Película fluida). Ver Figura 2.21 (c).

- Cuando el muñón gira a la velocidad normal de funcionamiento, el eje de coordenadas de éste forma un ángulo específico con el casquete, posicionando el mínimo espesor de la película lubricante. La presión hidráulica del aceite aumenta considerablemente y soporta la carga. Ver Figura 2.21 (d).

El funcionamiento de un cojinete liso radial se puede analizar matemática y gráficamente, teniendo en cuenta el parámetro adimensional Hersey y la curva de Stribeck.


La curva de Stribeck es un gráfico clásico basado en el estudio de la lubricación de un eje liso, en contacto con su cojinete lo cual provoca el desgaste.A medida que aumenta el número de revoluciones, se forma una cuña de aceite lubricante que produce una pelicula protectora entre el cojinete y el eje. Este fenomeno se reconoce por lo que llamamos lubricación hidrodinamica e impide el desgaste.
A muy bajas velocidades predomina la lubricación por capa límite. Toda la carga es soportada por las crestas de la superficie en el área de contacto
A velocidades altas se crea un efecto de cuña entre el fluido y el objeto. La presión hidrodinámica separa completamente el objeto de la superficie.


El parámetro de Hersey relaciona la Viscosidad Absoluta n (Centipoises). la velocidad del eje ns (rpm)y la presión unitaria que actúa sobre el casquete P (Kgf / cm2, o lbf / pulg2) , mediante la relación nxns / P

Las variaciones del los coeficientes de fricción sólida y fluida en función del parámetro de Hersey y de los diferentes regímenes de lubricación se pueden correlacionar mediante la curva Stribeck. Ver Figura 2.22

La curva Stribeck se puede desarrollar para cada cojinete en particular, pero por la general, si los cojinetes han sido diseñados, todos dan aproximandamente la misma curva.

TRIBOLOGÍA: Lubricación Mixta

Este régimen representa un estado intermedio entre lubricación límite e hidrodinámica, por el cual todo mecanismo pasa antes de alcanzar esta última condición. En este caso, parte de las asperezas superficiales de ambos mecanismos se intercalan de tal forma que sólo una parte de la carga es soportada por las acciones hidrodinámicas y la otra por la película límite que recubre las irregularidades de ambas superficies.

Una selección incorrecta del aceite, al igual que una disminución en su viscosidad, pueden dar lugar a que el mecanismo quede funcionando bajo estas condiciones. En este caso, el espesor de la película lubricante es igual a la rugosidad promedio de ambas superficies y no se alcanza a obtener un flujo laminar. Ver Figuras. (a) y (b).

En el caso de los cilindros de motores de combustión interna, donde se presentan condiciones de película límite y mixta en los puntos muertos superior e inferior, respectivamente, la incorporación de aditivos de untuosidad a los aceites base (durante el proceso de fabricación) que aseguren una mejor fijación de la película de aceite en las superficies, o el empleo de lubricantes de películas sólida (grafito o bisulfuro de molibdeno), relativamente insensibles a la temperatura y capaces de formar capas resistentes al frotamiento y de buena permanencia, puede reducir en una proporción notable el desgaste en régimen (a plena carga) y el desgaste adhesivo en el arranque. En la figura se muestran dichas disminuciones en los desgastes obtenidos en cinco ensayos sucesivos en un motor monocilíndrico de gasolina, por adición de grafito o de MoS2 a un aceite mineral puro y a un aceite con aditivos.




Naturalmente, el beneficio que se obtiene con la adición de un lubricante de película sólida al aceite base, en lo que respecta al desgaste adhesivo no debe estar contrarestado por los riesgos de posibles que resultarían de una mayor tendencia a la formación de depósitos, como consecuencia de una insuficiente de la estabilidad de la suspensión del lubricante sólido en el aceite base al ser centrifugada en los codos del cigueñal o al pasar por los filtros del circuito de lubricación. No obstante, las técnicas actuales de preparación y de selección de estos productos y la estabilización de sus suspensiones por aditivos dispersantes adecuados, reducen senciblemente estos peligros. Siempre que se cumpla dichas condiciones, estos productos pueden ofrecer una protección eficaz durante el rodaje y conducir a superficies que tengan un coeficiente de frotación bajo y cuyos desgastes posteriores sean débiles.

TRIBOLOGÍA: Lubricación Límite

Tiene lugar simpre que un mecanismo se pone en movimiento, debido a que las condiciones de velocidad, carga, temperatura (viscosidad) o métodos de aplicacion del lubricante no son favorables para la formación de una película fluida.

En este momento hay sólo una mínima cantidad de lubricante sobre las superficies metálicas, la cual permite que se presente la máxima interacción entre las rugosidades de ambas superficies; sin embargo, el adtivo anti desgaste del lubricante impide que se presente fricción metal-metal, permitiendo que ésta sea del tipo sólida. Si la lubricación límite prevalece por mucho tiempo, se puede romper la película sólida, formada por el aditivo antidesgaste y se presentará un reducción considerable de la vida útil del mecanismo.

Bajo condiciones normales de operación, el régimen de lubricación de película límite debe desaparecer totalmente; de lo contrario, el lubricante ha sido mal seleccionado o se ha contaminado con una sustancia de menor viscosidad.

Otras circunstancias que pueden dar lugar a esta situación es cuando se varían las condiciones de operación de la máquina, como en el caso de someter los diferentes mecanismos a presiones mayores que las de diseño, dando lugar a que los efectos hidrodinámicos sean totalmente nulos. Las condiciones de película límite también se presentan inmediatamente antes que el mecanismo se detenga. Por lo tanto, un equipo cuyos elementos mecánicos estén sometidos a paradas y arrancadas frecuentes consume mas aditivo antidesgaste por lo que el aceite se debe cambiar más rápido que en los que funcionan en forma continua, porque en estos el aditivo antidesgaste solamente trabaja en el momento del arranque o cuando el mecanismo se detenga.
El desgaste adhesivo bajo condiciones de película límite se puede presentar solamente durante el tiempo que demora en reaccionar el aditivo anti desgaste con la superfiie metálica, cuando la película sólida formada por el aditivo antidesgaste ha desaparecido.
El espesor de la película lubricante (ho) en régimen de lubricación de película límite oscila entre 0,001 y 0,05 um.

En codiciones de lubricación de capa límite, el desgaste puede ser producido por corrosión, adhesión, fatiga, y arado (o abrasión), actuando solos o en combinación.
La corrosión se inicia por la formación de una película de capa límite cuando la superficie reacciona químicamente con su medio ambiente. Estas películas pueden estar constituidas por:
-Oxidos de metal formados por el oxígeno o del agua presentes en el aire o en el lubricante.
-Sales resultantes de la reacción con un aditivo del lubricante o con productos de la oxidación.
El desgaste corrosivo tine lugar cuando la película de capa límite tiende a ser desplazada hacia los extremos de la superficie, mas bién que a penetrar las verdaderas zonas de soporte de carga entre las asperezas.
La adhesión ocurre cuando las superficies están totalmente limpias y se presenta una microsoldadura entre las asperezas de las dos superficies.
La fatiga es el resultado de ciclos de tensión y compresión elevados, actuando sobre las dos asperezas. Estos esfuerzos producen alguan deformación plástica hasta que la parte o todas las asperezas, se fracturan o desaparecen de la superficie. Este mecanismo de desgaste resulta evidente, debido a la aparción de micropicaduras en las superficies de los elementos en moviminto.

El arado (o la abrasión) ocurre directamente cuando una aspereza dura afilada o un tercer cuerpo (como una partícula de desgaste de aspereza fatigada o una película de polvo) ranuran o aran la superficie.
Todos los productos que se utilizan en lubricación contienen aditivos antidesgaste que controlan las condiciones de lubricación de película límite; sin embargo, en el mercado hay lubricantes especialmente formulados para ser utilizados cuando estas condiciones prevalecen por largo tiempo. Los más utilizados son:

*De origen orgánico: Son una mezcla de un aceite mineral tipo parafínico y de un 5% a un 7% de sebo animal o de un ácido graso. (esteárico, oléico, palmítico o láurico, etc). El radical ácido tiene afinidad por los metales, particularmente por el hierro y el acero, siendo la atracción inicial de naturaleza eléctrica y las moléculas se orientan ellas mismas o se erizan, como el pelo de una alfombra. La eficacia de los ácidos grasos se debe a la reacción entre el radical polar y la superficie metálica, la cual da lugar a una película lubricante de poca resistencia al cizallamiento, pero que se adhiere fuertemente a las superficies.

La película de un lubricante compuesto o compound disminuye considerablemente los riesgos de microsoldadura entre las asperezas de las superficies metálicas y por consiguiente el desgaste adhesivo.
Los ácidos grasos son muy miscibles con los aceites minerales, obteniéndose así lubricantes que presentan un excelente poder de lubricación límite, y se les conoce como aceites con aditivos de untuosidad, compuestos o Compound. Son efectivos para temperaturas de operación por debajo de 50°C.

*De película sólida:Los más empleados son el grafitoy el bisulfuro de molibdeno (MoS2). Se pueden utilizar en una base coloidal que se adiciona al aceite entre un 5% a 7% por volumen, o en polvo para agregárselo a las grasas entre un 3% a un 5% por peso. En el mercado se consiguen tanto aceites como grasas, que vienen ya con el bisulfuro de molibdeno. En la figura se puede observar un mecanismo que opera permanentemente bajo condiciones de lubricación de película límite.

*Con aditivos de extrema presion (EP):Son fabricados a partir de una base parafínica y de un paquete de aditivos de tipo metálico, como el fósforo, el azufre y el cloro. Se emplean para temperaturas de operación por encima de 50°C.

TRIBOLOGÍA: Regímenes de Lubricación

Cuando un elemento empieza a moverse sobre otro, se presentan dos situaciones diferentes: al iniciarse el movimiento y cuando el elemento se mueve con velocidad uniforme.

Movimiento Inicial:El elemento móvil inicia su desplazamiento sobre el otro y el lubricante interpuesto empieza a deformarse en pequeñas laminillas, las unas sobre las otras. Inicialmente, éstas son paralelas y se presenta contacto metal-metal al no existir una completa separación entre las superficies.

Movimiento Uniforme:A medida que el elemento móvil va alcanzando su velocidad de funcionamiento, se va incrementando la acción de bombeo, hasta alcanzar un flujo apropiado de lubricante que permite la completa separación de las superficies si la viscosidad ha sido bien seleccionada. Considerando dos puntos, X y Y, ver figura (a) y figura (b), si se tiene que las capas del lubricante convergen hacia el punto Y, de tal forma que hay una mayor cantidad de aceite que está tratando de penetrar por X con respecto a la que sale por Y, esto desarrolla una presión hidráulica que trata de separar las dos superficies. La película convergente formada se conoce como acción hidrodinámica y es la base de la lubricación de película fluida.