TRIBOLOGIA INGENIERIA DE LUBRICACION Tribologa Aplicada Mantenimiento Proactivo

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Tribología Aplicada. Mantenimiento Proactivo Beatriz Leal de Rivas. UNITEC. Febrero 04.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Contenido • Criterios de Mantenimiento Actuales. • Mantenimiento Proactivo. • Tu vehículo y algo más. • Factores que Afectan la Vida de tu Motor y su Lubricante. • Métodos para prolongar su vida. Análisis de Aceites Usados. • Implementar programa de MBC/ RCM • Conclusiones

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION ¿Que es mantenimiento? MANTENIMIENTO ES ESTO: Cuando todo va bien Cuando algo va mal Cuando se trata de gastar Nadie recuerda que existe Dicen que no existe Algunos dicen que no es preciso que exista Sin embargo: Cuando realmente no existe: !Todos concuerdan que debería existir!

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION ¿Que es realmente el Mantenimiento? Acción de Reparar Mantenimiento: Acción de Organizar La Acción de reparar: Significa restauración. Si un equipo necesite reparación es porque ha dejado de funcionar La acción de organizar: Significa prever, simplificar y controlar. La acción de organizar hace rentable al mantenimiento

INTRODUCCIÓN TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION ¿De quienes depende? Desde el adecuado suministro de componentes, grasas y lubricantes Almacén: Mantenimiento: Operación: Inspecciones rutinarias, y reparación Reporte fehaciente de los operadores, y adecuada operación Control de calidad: De la perfecta supervisión sobre los trabajos ejecutados Todos encaminados a un fin común “Mantener las maquinarias en condiciones operativas”

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Mantenimiento Correctivo Preventivo Mantenimiento Predictivo Análisis de Vibración Análisis de Lubricantes Inspección Directa Chequeo Funcionales Costo Total Directos e Indirectos Mantenimiento Gastos Directos óptimos Poco mantenimiento Mucho mantenimiento Costos directos Condiciones de Equipos Análisis de Partículas Metálicas Condiciones de Lubricante Análisis de Propiedades FQ - IR Bs.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Mantenimiento Proactivo: !Nuevo enfoque! ¿Porque esperar a que una pieza falle o nos aparezca un desgaste para tomar una acción? Mantenimiento Proactivo: Estrategia que está dirigida a localizar las causas de falla y pretende controlarlas de tal forma que el efecto de la causa (desgaste) no aparezca. Programas de Mantenimiento Basados en Condición: Cuando se conjugan el Predictivo con el Proactivo.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION MARCO TEÓRICO MANTENIMIENTO BASADO EN CONDICIÓN (CBM) MANTENIMIENTO PROACTIVO Filosofías MANTENIMIENTO PREDICTIVO CAUSAS DE FALLA Que Buscan SÍNTOMAS DE FALLA MONITOREO DE CONTAMINANTES Herramientas utilizadas ANÁLISIS DE PARTÍCULAS, DE VIBRACIÓN, DE TEMPERATURAS EXTENSIÓN DE VIDA DE LA MAQUINARIA Beneficios DETECCIÓN TEMPRANA

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Comparación Entre Ud. y su motor Reactivo Correctivo Preventivo/ Predictivo Proactivo CBM Detección Diagnostico Análisis Confirmación Causa Raíz Tribología Cojinetes Vibración Tribología Correctivo Estudio Requiere Historial Cambios Componente sujeto a falla: Bearing in Gear Box El corazón en el cuerpo humano

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Proactivo: Buscar la Causa/ Raíz: Análisis de la falla. Vibración excesiva. Oxidación del aceite. Cavitación Desgaste Discrepancias. Aceite inadecuado Desbalance Desalineamiento Humedad, calor, aire Partículas externas Repara Reemplaza Reconstruye Remueve Repetición del problema ¿Esta limpio, seco, frío? ¿Esta bien lubricado? ¿Esta alineado y balanceado? !Elimina el problema!

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Mantenimiento Basado en Condición (CBM) Queremos pocas fallas a detectar Proactivo Queremos alta sensibilidad en la detección temprana de todo tipo de fallas. Predictivo !Queremos estar localizando posibles fallas todo el tiempo!

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION ¿Con que Filosofías contamos? • Mantenimiento Basado en Riesgos RBM. • Mantenimiento Productivo Total TPM. • Mantenimiento Centrado en Confiabilidad RCM.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Mantenimiento Basado en riesgos o de fallas (BM) Combina la probabilidad de que ocurra un evento no deseado consecuencias de que ese evento que se traduce en: RIESGO: Probabilidad X Consecuencia de falla: COSTO esperado de la falla Para la Operación • Tiempo muerto • Perdida de producción • Baja eficiencia • Daños causados por la falla Para finanzas

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Mantenimiento Productivo Total (TPM) Filosofía de mantenimiento japonesa iniciada en la década de los 70. Objetivo: Maximizar la Efectividad Total de los Procesos Productivos eliminando sus pérdidas y el desperdicio, con la participación de todos los empleados. Metas: Cero Averías y cero defectos Maximizar la eficiencia de los equipos, incorporando al personal de producción a las labores de auto mantenimiento. Estrategias de las 5 S: • Seiri: Organización. • Seiton: Orden. • Seisou: Limpieza. • Seiketsu: Pulcritud. • Shitsuke: Disciplina.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) Establece el proceso de las tareas de mantenimiento programado (preventivo) tratando de eliminar las causas de las fallas (proactivo), sobre las bases del conocimiento del estado de los equipos (predictivo) SI ¿Es aceptable la confiabilidad de su activo? NO ¿Su misión es critica? SI NO ¿Puede cambiarse fácilmente? NO SI Trabajar hasta fallar ¿Una mejora en el mantenimiento lograría el objetivo de confiabilidad? SI Aplicar tácticas avanzadas de mantenimiento Mejora Continua NO ¿Puede un rediseño lograr el objetivo? SI Aplicar rediseño NO Aplicar redundancia

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Mantenimiento Basado en Confiabilidad (RBM)

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Tribología y Tribología Aplicada Tribología: Tribología Aplicada: Ciencia que estudia la interrelación: Concepto que busca Fricción Desgaste Lubricación. la interrelación: Fabricante de Equipo Lubricante Usuario

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Tu carro y la tribología ¿Que buscas cuando vas a comprarlo? ¿Sabes que aceite debes colocarle? ¿Por qué tantos cambios? ¿Mantenimiento? !Solo agua y gasolina! ¿Cual gasolina? ¿Con o sin plomo? ¿Es este? ¿O este?

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION ¿El Corazón? : !El Motor! Dispositivo formado por diversos elementos o conjunto mecánico, capaz de transformar la energía química de un combustible en energía mecánica de movimiento. Cilindros (Fe, Si) Turbocargados Cojinetes y bocinas ( Cu, Pb, Fe, Cr) Anillo de Pistones (Cr, Fe) Bocinas del Pasador de Pistón y del Arbol de Leva. (Cu ) Pistón (Al, Si) Cojinetes Principales y de Bielas (Babbits) (Pb , Sn, Cu) Arandelas de Empuje del Cigüeñal (Al, Si)

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Partes del Motor Eje de Levas Válvulas Distribuidor Bujías Pistones Cigüeñal Cárter Volante

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Cámara de Combustión/ Componentes básicos.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Motor a gasolina a 4 tiempos Aire Admisión Escape Compresión Potencia Escape !OJO! Para un giro del cigüeñal, cada cilindro debe realizar 4 ciclos: • 600 rpm en 20 centésimas de segundo • 1200 rpm en 10 centésimas de segundo • 4. 000 rpm en 3 centésimas de segundo

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Cilindrada de un motor ¿Es posible saber cuan fuerte es una persona por su talla de camisa y pantalón? Un hombre talla 32 puede estar más preparado para un trabajo fuerte y dinámico que uno con talla 48. La cilindrada es una forma de representar el tamaño (talla) del motor. Nos da una idea del trabajo que es capaz de hacer, sin embargo no es concluyente.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Cilindrada y relación de compresión Cilindrada: área del cilindro Carrera del pistón Cilindrada del motor: volumen de cilindros Relación de compresión: V máximo V mínimo Nota: Ambos datos los da el fabricante del vehículo

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION ¿Qué es, y cómo se interpretan el Torque y la Potencia de un motor? Con qué Rapidez (PULSO) y con que Fuerza (PRESIÓN) está trabajando nuestro corazón. Con que Rapidez (POTENCIA) puede trabajar, y que tanta Fuerza (TORQUE) puede producir nuestro motor. Fuerza: Presión Sanguínea/ Torque. Rapidez: Pulso/ Potencia. Para medirlo, los ingenieros utilizan un banco ó freno dinamométrico que no es más que una instalación en la que el motor puede girar a toda su capacidad conectado mediante un eje a un freno o balanza que lo frena en forma gradual y mide la fuerza con que se está frenando.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Torque y Potencia • Se llama Torque máximo a la mayor cantidad de fuerza de giro que puede hacer el motor. • La potencia indica la rapidez (velocidad) con que puede trabajar el motor. • Mientras mayor sea el Torque máximo de un motor, más fuerte es. Potencia = Torque x velocidad angular La tendencia mundial es lograr motores con el Torque más alto posible en todas las revoluciones y principalmente al arrancar. La potencia máxima es el mayor número obtenido de multiplicar el Torque del motor por la velocidad de giro en que lo genera el cigueñal.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Fichas Técnicas Renault 2. 0 litros RT, 1995 -1996 F 3 R Tipo de Motor 1. 8 litros RT, 1996 -1998 1. 8 litros Segunda Serie 1999 -2003: F 3 P 674 F 4 P Disposición Transversal No. de cilindros 4 en línea Cilindrada 1. 998 c. c. 1. 783 c. c. 1. 800 c. c. Relación de compresión 9. 8: 1 9. 7: 1 9. 8: 1 Potencia Máxima 115 hp/rpm 95 hp / 5250 rpm 120 hp / 5750 rpm Torque 17. 5/3. 500 mkg/rpm 15. 4/3. 000 mkg/rpm 17. 2/3. 750 mkg/rpm Inyección Multipunto Inyección directa Electrónica Multipunto Secuencial Alimentación Inyección Multipunto A mayor relación de compresión, mayor octanaje requerido.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Relación peso potencia Relación peso-potencia: Si se divide el peso entre la potencia se tiene un indicador de los rendimientos que puede tener un vehículo. Tradicionalmente se entiende que por debajo de 10 kg/HP es un deportivo o un sedán muy rápido. Tipo de motor: 4 cilindros, twincam, 16 válvulas Cilindrada: 1998 cc Potencia máxima: 128 caballos de fuerza @ 5. 600 rpm Torque máximo: 177 Newton @ 4. 400 rpm Peso neto: 1. 200 kilogramos (sincrónico) Menor peso total, mayor potencia máxima Tipo de motor: 4 cilindros, twincam, 16 válvulas Cilindrada: 1794 cc Potencia máxima: 180 caballos de fuerza @ 7. 600 rpm Torque máximo: 177 Newton @ 6. 800 rpm Peso neto: 1. 140 kilogramos (sincrónico)

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Vehículos de este siglo XXI

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Control de Emisiones NOx se generan a altas temperaturas dentro de la cámara. NOx al ambiente produce lluvia ácida, retarda crecimiento de las plantas. Consumen O 2. CO producto de combustión incompleta, se une a la hemoglobina, reduce agudeza visual y dolores de pecho y cabeza bajo gran exposición HC producto de combustión incompleta, afecta sistema respiratorio, consumen O 2 SOx promotor de lluvia ácida, afecciones respiratorias, afecta a las plantas (hojas pardas y quebradizas) PM, material particulado, hollín por el escape

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Legislación Ambiental Motores a Gasolina • Emisiones controladas por el diseño del motor: • EGR (escape alimentado de nuevo a la entrada). • Medida de combustible (control mixto). • Ventilación de cárter positiva(PCV). • Tratamiento posterior de los gases de escape: • Convertidor catalítico de tres vías (con controles sensoriales lambda de medida de combustible / inyección de combustible)

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Legislación Ambiental Motores Diesel • Emisiones controladas por el diseño del motor: • • Inyección IDI vs DI. Control electrónico de la inyección de combustible (EDC). Temperatura de entrada de aire (interenfriado). Recirculación de los gases de escape (EGR). • Tratamiento posterior de los gases de escape: • Catalítico. • Trampas para partículas. • Adicionalmente, los niveles de azufre se reducirán por legislación en el futuro.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Sistema PCV: !Cuidado con el carro de la abuelita! "Positive Crankcase Ventilation“, traducido literalmente sería "Ventilación Positiva de la Caja del Cigüeñal", pero generalmente se usa la traducción "Ventilación Positiva del Cárter". Aire Fresco Aire sucio El sistema funciona así: la manguera que está conectada a la válvula P. C. V. realiza una succión o vacío con el objeto de absorber los gases contaminantes que se encuentran en el cárter. Además de éstos, también está succionando una cantidad de aire limpio que está entrando por el filtro de aire del sistema P. C. V. ; en el interior del cárter, los gases contaminantes y el aire limpio de mezclan y son absorbidos en conjunto hacia el múltiple de admisión.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION EGR: Sistema de recirculación de gases de escape. • Es un sistema que introduce parte de los gases de escape en el colector de admisión. • El propósito de este sistema es reducir la proporción de óxido de nitrógeno en los gases de escape, que se forman tanto más, cuanto más alta es la temperatura en la cámara de combustión. • Con la recirculación de gas de escape se reduce esa temperatura de combustión. • Al añadir una cierta cantidad de gas de escape, la atmósfera menos rica en oxígeno produce una combustión menos caliente, mezcla pobre, mejor economía de combustible. «exhaust gas recirculación»

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Turbocargador e intercooler Turbocompresor: El régimen de giro del conjunto turbina-compresor puede alcanzar hasta 250. 000 rpm, y soportar temperaturas de más de 1000ºC. !Mas aire disponible! El intercooler o post enfriador: Compuesto por un intercambiador de calor, ya que el aire que sale del turbo, caliente por la compresión, es enfriado desde aproximadamente 150°C a (40 -50)°C, lo que produce un aumento de la densidad de aire. (aire más frió = aire más denso), que mejora la combustión consiguiendo mayor potencia frente al motor simplemente atmosférico. !Mas aire disponible!

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Catalizador y sensor de oxigeno: La pareja perfecta Con los sistemas de inyección electrónicos y con los nuevos sensores, se mantiene mezcla estequimétrica a todo régimen. Los sensores de O 2 (Sonda ) , envian la señal al control electrónico (computadora), recibe una retroalimentación de su gestión (lazo cerrado) para ajustar la mezcla a 1

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Relación Aire/ Combustible: Estequimétrica: 15/ 1 Pobre: Mayor de 15 Rica: Menor a 15 Optima: (14. 5 a 14. 8) : Lambda Igual a 1: Estequimétrica 1. 05 Mezcla pobre. 0. 95 Mezcla rica. Mezclas ricas: Mucho combustible Alto consumo Mayor potencia Más contaminantes Mezclas Pobres: Mucho aire Economía de combustible Menor potencia Menos contaminación

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Plomo en el sistema catalizador de gases de escape Pb origina una reacción química que afecta el monolito fusionando sus orificios y evitando el flujo normal de los gases de escape, trayendo como consecuencia la pérdida de potencia y una elevación notable de la temperatura del motor. El sensor de oxigeno o sonda lambda también se ve afectado por el contenido de plomo de la gasolina, formándose a su alrededor una capa que le impide tomar las lecturas de los niveles de oxigeno en los gases de escape, acortando sensiblemente su vida útil y enviándole señales con valores incorrectos a la unidad de control electrónico. La vida media de un catalizador es de aproximadamente 80. 000 kilómetros.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Octanaje de las gasolinas El índice de octano es una escala arbitraria, en cuyos extremos se sitúan el n-heptano y el 2, 2, 4 -trimetilpentano o iso-octano. Al primero se le asigna un poder antidetonante de 0, y al segundo, de 100. heptano isooctano 2, 2, 4 -trimetilpentano Así, por ejemplo, si una gasolina es de 95 octanos, esto quiere decir que detona lo mismo que una mezcla de 95% de isooctano y de 5% de n-heptano. Aditivos antidetonantes TEL: Tetraetilo de plomo. MTBE: Metil terbutil éter. MMT: Metil ciclopentadienil tricarbonilo de Mn. ETOH: Etanol. ISO-OCTANO: Trimetil Pentano. MTBE CH 3 -C(CH 3) 2 -O-CH 3

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION ¿Recesión de válvulas? (C 2 H 5)4 Pb Pb + productos de combustión ¿Recesión de asientos de válvulas? Solo vehículos antes del 85, con trabajo severo. ¿Pb metal blando, excelente “Almohada” sobre asientos y guias? No hay roce como tal, sino golpeteo por lo tanto, el Pb a nivel microscópico, no se adhiere se cae. Levas Follower Resorte Válvula de movimiento vertical Problema: Debido a la detonación (por alta compresión) se producía el fenómeno de recesión de válvulas y su quemado Temperatura a nivel de válvulas: (> 300°C) Nuevo aditivo: Sales de potasio (Lubrizol ADX-766 M: Ciclohexil Butirato de potasio y otros aditivos dispersantes- sulfonatos) No aumenta capacidad antidetonante, su misión es lograr productos de su descomposición que se depositen sobre los asientos de las válvulas. . No esta claro aún. Otros: Sales de manganeso, sodio o fósforo, no esta claro su compatibilidad con la gasolina.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Pistón-Camisa vs. TEL (C 2 H 5)4 Pb Pb + productos de combustión • Un motor que gire a 600 r. p. m. (giros del cigüeñal), cada cilindro estará realizando los 4 ciclos en 20 centésimas de segundo. Anillos Depósitos Pistón Impulsada • Si gira a 1200 r. p. m. lo hará en 10 centésimas de segundo (condición de ralentí). • Si el motor llegara a acelerar hasta 4000 r. p. m. , los 4 tiempos lo harán en solo ¡ 3 centésimas de segundo! (condición de aceleración brusca). Temperatura a nivel de camisas/ anillos/ pistones (600 -800)°C Entre más rápido se encuentre funcionando un motor, tendremos menos tiempo disponible para realizar la combustión de la mezcla y para lubricar las paredes de los cilindros. ¿Creen que el plomo metálico se podrá adherir a las paredes de la camisa? Entonces: ¿Para que los aditivos en el aceite?

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Contaminantes de gasolina GSP con MTBE AIRE + COMBUSTIBLE ====== > CO + CO 2 + HC + H 2 O + N 2 + NOx ( bajo carga) Motores sin catalizador • CO 1 -2 % • CO 2 > 13% • O 2 < 2% • HC < 300 ppm • NOx , depende de la condición de carga del motor. Problemas relacionados con el uso del MTBE en el combustible • Probable carcinógeno que causa dolores de cabeza, náusea, vértigo, ansiedad, e incapacidad para concentrarse • Aumenta las emisiones de NOx en el aire entre un 4% y un 15%. Ingrediente principal del Smog y el ozono a nivel del suelo. • Aumenta las emisiones del formaldehído entre un 20% y un 75%. . • Puede causar cáncer del riñón y de la tiroides si se consume el agua contaminada. • Puede aumentar el desgaste en el motor y oxidación y corrosión internas. • Sus efectos neurotoxicos pueden adormecer al conductor del automóvil.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Contaminación de gasolinas GSP El MTBE. Soluble en agua y volátil: Al evaporarse la gasolina se disuelve en el agua de lluvia contaminando las aguas de ríos, lagos, mares y hasta las aguas subterráneas. Residual: No degradable. MTBE en la gasolina: 15% (15: 100) MTBE máximo en agua potable: 5 ppb (5: 1 billón)

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Ahora: ¿Que? • El 20 de marzo del 2002: Estados de USA comienzan a sustituir e MTBE de las gasolinas, dado pruebas de altos índices de este componente en las aguas potables (27% de pozos y fuentes de aguas urbanas). • EPA (Agencia de Protección Ambiental) comienza presiones ante el Congreso de USA. • Última Noticia: El Congreso de USA, a través de EPA y CARB prohíben definitivamente, el uso del MTBE en las gasolinas oxigenadas en todos los Estados Unidos, a partir del 31 de diciembre del 2003. • Nuevas propuestas para aditivo antidetonante: TAME: ter-amil-metil-eter TBA: ter-butil-alcohol Iso-octano: trimetil-pentano. !ETANOL!: Producto de la destilación del Maíz y caña de azúcar

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Cambios en el aceite de mi Motor

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Reducir la fricción Evacuar el calor Reducir el desgaste LUBRICANTE Evacuar contaminantes Prevenir la corrosión Soportar carga

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Sistemas de Certificación y Calidad Tripartita SAE Society of Automotive Engineers L Define las Necesidades O B API S American Petroleum Institute Desarrolla el Lenguaje del Consumidor O E T ASTM American Society for Testing and Materials Define los Métodos de Prueba y Ensayos O

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Sistema de Clasificación API Nivel de Servicio Gasolina, S Spark Servicio Diesel, C Compresión Comercial Combinaciones: Gasolina S_ / C_ Diesel C_ / S_

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Sistema de Clasificación API - ASTM Gasolina - SA Fluido mineral puro, año 1920 SB Antioxidante - Antidesgaste, año 1920 -1930 SC Requerimientos año 1964 - 1967 SD Requerimientos año 1968 - 1971 SE Requerimientos año 1972 - 1980 SF Requerimientos año 1981 - 1988 SG Requerimientos año 1989 - 1992 SH Requerimientos año 1993 - 1996 SJ Requerimientos año 1997 SL Requerimientos año 2001 SM Requerimiento año 2004

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Sistema de Clasificación API - ASTM Diesel - CA Requerimientos año 1940 - 1948 CB Requerimientos año 1949 - 1960 CC Requerimientos año 1961 - 1980 CD Requerimientos año 1955 - 1970 CE Requerimientos año 1983 - 1993 CF 4 Requerimientos año 1990 - 1993 CF 2 Requerimientos año 1994 - 1998 CG 4 Requerimientos año 1994 -1997 CH 4 Requerimientos año 1998 CI 4 Requerimientos año 2007

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Sistema de Clasificación SAE Viscosidad SAE Monogrados Verano SAE 20 SAE 30 SAE 40 SAE 50 Monogrados Invierno SAE 5 W SAE 10 W SAE 15 W SAE 20 W Multigrados SAE 5 W- 30 SAE 10 W- 30 SAE 15 W- 40 SAE 20 W- 50

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Comportamiento del Monogrado vs Multigrado Viscosidad Cinemática, c. St Grado SAE Temperatura en encendido: (15 -30)ºC Temperatura de operación: (80 -150)ºC 40 C 100 C 150 C 230 C 30 110 11, 4 4, 3 1, 7 40 160 14, 5 4, 9 1, 9 50 230 19, 0 5, 8 2, 0 15 W-40 110 14, 5 5, 6 2, 3 20 W-50 173 19, 0 6, 8 2, 2

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Sistema de Certificación y Calidad Nuevo Sistema Mundial ILSAC EELQMS (AAMA - JAMA) Fabricantes de Motores (ACEA-ATIEL) ATC (CMA)-CEC (ASTM) SAE (AAMA - EMA) Definición de Necesidades JASO-API-ISOTISI (ACEA - ILSAC-NMMAATIEL) Fabricantes de Motores EOLCS CMA (CMA - API -AMMA) Incluye API-ASTM-SAE Fabricantes De Aditivos Código Practicas (MTAC)

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Paradigmas, Mitos y Expresiones del Público ¿Quién tiene la razón? “Ese es el aceite recomendado para mi vehículo” “El aceite mientras mas grueso mejor” “El bombero es el que mas sabe de aceites” “Cambiar el aceite todos los meses” “Hay que agregar aditivos para mejorar el aceite” “Al cambiar de viscosidad no ocurre nada” “Los aceites se evaporan” “Los aceites multigrados tumban la presión” “El aceite se pone negro” “Agregar grafito para que lubrique mejor” “El aceite de gasolina se usa en gasoil” “Ese aceite se ve muy aguaito ó esta muy espeso”

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Si ya utilizo el aceite y la gasolina adecuada… ¿Que pasa con mi motor? ¿Que mas afecta el desempeño de mi motor?

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION ESTUDIO DE FALLAS ¿Contaminantes? !No están por que no los veo! El ojo humano solo percibe partículas mayores a 40 Niveles de tolerancias (3 a 5 ) Un grano de polvo mide de 0, 5 a 10 Desgaste abrasivo

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Polvo en el ambiente RESIDENCIAL INDUSTRIAL AUTOPISTA AGRICULTURA CAMINO DE TIERRA COLUMNA DE VEHICULOS EN CAMINO DE TIERRA CANTERAS 0. 01 0. 1 1 10 100 Concentración de polvo (mgrs/ m³) TORMENTA DE ARENA 10000

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Contaminante/ Efecto sobre el equipo y su lubricante Contaminante Equipo Lubricante Partículas Desgaste abrasivo Fatiga de superficies Oxidación catalítica Humedad Oxidación Disminución de la película Oxidación Lavado de aditivos Aireación Cavitación Disminución de la película Barnices Oxidación Falla terminal Espuma Calor Disminución de la película Barnices Falla de viscosidad Oxidación Nota: Tomado de un artículo de Kenneth J. O¨Donnell, Boeing A&M- Kent Space Center En todos los casos hay un factor en común: !OXIDACIÓN DEL ACEITE!

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Impacto en el sistema de lubricación. !Contaminación! Orgánica Inorgánica • Hollín • Polvo • Productos de combustión • Metal • H 2 O • Materiales de las juntas o sellos • Combustible • Aditivos desgastados sludge/ lodo saturación del filtro suciedad, mugre causa de desgaste

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Causas de disminución de la vida útil de un equipo Adhesión Abrasión Erosión Fatiga

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION ¿Cómo saber el estado de desgaste de mi motor? !ANALISIS DE ACEITE! CONDICIONES DE EQUIPO CONDICION DEL LUBRICANTE • ANALISIS ESPECTOMETRICOS • FERROGRAFIA • ANALISIS DE RESIDUO • CONTEO DE PARTICULAS • INFRARROJO • VISCOSIDAD • TBN/TAN • PTO. INFLAMACION

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION ¿Desgaste? Métodos Analíticos Tendencia de Detección Inspección Visual Filtros de Aceite Detectores de Partículas Ferrografía y Filter Debris Análisis Espectrométrico / 0 2 4 6 8 10 / 20 40 80 100 Tamaño de Partículas 200 600 1000

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION EVALUACION DEL CONTENIDO DE METALES EN ACEITES USADOS Metales de Desgaste Metales Aditivo Fe Cu Cr Pb Sn Al Ni Ag Mo Ti Hierro Cobre Cromo Plomo Estaño Aluminio Níquel Plata Molibdeno Titanio V Vanadio Mg Magnesio Calcio Bario P Fósforo Zn Cinc B Boro Metales Contaminación Si Sílice Na Sodio Ferrografía 60 mm x 24 mm Oil Flow Ferrous Particles Near Exit are Submicroscopic Non. Ferrous & Weakly Magnetic Debris Deposit Randomly Normal Rubbing Wear Severe Sliding Wear Normal Machine Wear Excessive load/speed on sliding surface Non-Wetting Barrier Cutting. Wear Misalignment or abrasive contamination Entry Region Gear Wear Fatigue, scuffing or scoring of gear teeth Bearing. Wear Rolling contact failure

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Elementos Detectados por Análisis Espectrométrico Contaminantes Desgaste Metálico Partículas en el aceite producto de: Fricción. Se introducen en el aceite desde el exterior: Polvo Abrasión Aditivos Corrosión Son introducidos en el aceite por el fabricantes: Sales Organo. Metálicas

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Análisis de aceite Análisis del Lubricante Condiciones de desgaste Equipo: • Análisis Espectometricos • Ferrografía • Análisis de Residuo • Conteo de Partículas Predictivo Condiciones del Lubricante: • Infrarrojo • Punto Inflamación. • TAN. • Viscosidad Proactivo

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION FTIR BANDAS DE ABSORCIÓN UTILES PARA MONITOREAR DEGRADACIÓN DEL ACEITE PROCESO OXIDACION NITRACION HOLLIN AGUA SULFATOS GLYCOL COMBUSTIBLE REGIÓN (cm-1) 1720 1630, 1553 3800, 1980 3450, 1640, 770 1160, 606 3370, 1087, 1043 3052, 1605, 874, 811, 748

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Elaborar tendencias. !Este es el secreto! Llamado también “Condiciones de Monitoreo” o de “Tribología Aplicada” es una vía para registrar ahorros adicionales ( hasta un 20%) sobre el mantenimiento preventivo Se basa en la predicción bajo condiciones de monitoreo y de fallas, usando técnicas No-Destructivas en un laboratorio certificado o en- sitio.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION ¿Solo tu vehículo? . ¿Las maquinarias bajo tu responsabilidad? Los programas de mantenimiento proactivo basados en análisis de aceites usados. Cambiar aceite por condición y no por tiempo. Conocer la condición del equipo de forma permanente. Programar mantenimiento. Controlar las causas de fallas. Mejorara la seguridad y la confiabilidad operacional. Incrementando las ganancias. !Protección del medio ambiente!

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Aceites usados y Medio ambiente Según EPA los aceites usados contaminan: • 5 litros quemados al ambiente contamina el aire que respira un adulto a lo largo de 3 años de su vida. • 1 litro contamina 1 Millón de litros de agua. • 5 litros cubren 5. 000 mtrs 2 de agua. • 5 litros matan la vida acuática en 1. 930 Km 2.

TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Conclusiones La protección del medio ambiente es empresa de todos. Beatriz leal de Rivas. Febrero 2004