¿Qué es la Viscosidad?
Viscosidad: Medida de la resistencia de un líquido a fluir. La medida común métrica de la viscosidad absoluta es el Poise, que es definido como la fuerza necesaria para mover un centímetro cuadrado de área sobre una superficie paralela a la velocidad de 1 cm por segundo, con las superficies separadas por una película lubricante de 1 cm de espesor. La viscosidad varía inversamente proporcional con la temperatura. Por eso su valor no tiene utilidad si no se relaciona con la temperatura a la que el resultado es reportado. Para más información sobre los diferentes sistemas de medir viscosidad, consulta el sitio de Noria.
La importancia de la viscosidad correcta
La viscosidad es la característica más importante de la lubricación de cualquier maquina.
Si la viscosidad del aceite es muy baja para la aplicación, el desgaste es mayor por falta de colchón hidrodinámica.
Si la viscosidad del aceite es muy alta para la aplicación, el consumo de energía es mayor y el desgaste puede ser mayor por falta de circulación.
Solamente la viscosidad correcta maximizará la vida útil y la eficiencia del motor, transmisión, sistema hidráulico o lo que sea la aplicación.
Un aceite delgado es menos resistente a fluir, por eso su viscosidad es baja. Un aceite grueso es más resistente a fluir y por eso tiene una viscosidad más alta. Las viscosidades de los aceites normalmente son medidas y especificadas en centistoke (cSt) a 40°C o 100°C. Frecuentemente se habla de esta viscosidad como viscosidad dinámica o viscosidad cinemática. Esto es la viscosidad absoluta dividido por la densidad del aceite. En la practica es determinada midiendo el tiempo necesario para que pase una cantidad específica de aceite por un tubo capilar por gravedad a 40°C y/o 100°C. Por esta misma definición podemos ver que el aceite más viscoso ofrece más resistencia y consume más energía para moverse y permitir el movimiento de las piezas del motor, reductor, transmisión, sistema hidráulico o cualquier otro sistema que tenemos.
Normalmente se habla de viscosidad ISO para aceites industriales y viscosidad SAE para aceites automotriz. Los términos de viscosidad ISO y SAE no implican ninguna combinación de aditivos ni propósito específico. Solamente refieren a la viscosidad. A veces se utiliza las medidas de viscosidad SUS (SSU), Redwood, Engler, e otros. Estos sistemas de medición de viscosidad pueden ser convertidos al cSt por formulas matemáticas. Clic aquí para un convertidor o aquí para ver una tabla de referencia.
Cuando se usa el término “Viscosidad ISO”, se refiere a la viscosidad del aceite en cSt a 40°C (ISO 46 = 46 cSt a 40°C, ISO 150 = 150 cSt a 40°C, etc.). El término “VG” simplemente refiere al Viscosity Grade (Grado de Viscosidad) (VG 46, VG 68, etc.) bajo la norma DIN 51519 (clic aquí para la tabla). Este término tampoco tiene que ver con la calidad o su propósito y en general es redundante porque un aceite ISO VG 46 es lo mismo que ISO 46. El término viene de la época antes de la estandardización por la ISO, cuando se fabricaba VG 29, VG 32, VG 37, etc. Además de la estandardización de rangos de viscosidad por la ISO se determinó que en la mayoría de los casos, el equipo diseñado para VG 29 podría funcionar bien con una viscosidad de 32 cSt a 40°C. La ISO permita una variación de 10% encima y debajo de ese numero para clasificarse así. Por ende, un ISO 32 puede ser entre 28.8 cSt y 35.2 cSt a 40°C. Lo importante es controlar la temperatura operacional y calcular la viscosidad a esa temperatura. Clic aquí para un calculador.
Cada aceite tiene un índice de viscosidad, lo cual determina su curva de viscosidad, o lo que se pierde de viscosidad con el calor. Este indice de viscosidad frecuentemente varía entre 50 y 250. El índice de viscosidad combinado con la viscosidad ISO determina la viscosidad que tendremos en el equipo cuando este funcionando. Para mas información clic aquí. El índice de viscosidad es tan importante en aceites industriales que en los autos, solo que en lugar de llamarse multigrados, se habla de dos características: la viscosidad a 40°C y el índice de viscosidad.
Para el uso automotriz se utiliza una tabla de viscosidades criada por la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) basada en la viscosidad cinemática (cSt) a 100°C para la temperatura de operación y una tabla especial de viscosidad en bajas temperaturas para cuidar el motor en el momento de arranque en frío (se define "frío" como temperaturas debajo de 20°C). De acuerdo a esta tabla, los siguientes aceites tienen una viscosidad SAE 40 a 100°C. El comportamiento en calor y frío depende de su índice de viscosidad y aditivos de bombeabilidad que mejoran su punto de fluidez.
La viscosidad a 100°C para una SAE 40 es entre 12.5 cSt y 16.29 cSt. (Diferencias dentro de este rango no son significativas). Clic aquí para convertir temperaturas entre Celsius y Fahrenheit.
Todos estos aceites tienen la misma viscosidad a 100°C. Esta es la temperatura normal del aceite dentro del motor en funcionamiento (promedio - en realidad se encuentra temperaturas cerca de 150°C en los anillos y puntos presión en el árbol de levas, y más de 280°C en el turbo). Un motor que opera debajo de 90°C no está funcionando bien, tendrá altos depósitos y lodos, y consumirá mayor combustible .
Cuando la temperatura ambiental es menor a 20°C, un aceite monogrado como un SAE 40 no circula ni protege el motor en el momento del encendido. Además, este aceite es demasiado viscoso para pasar por el filtro de aceite. Esto causa la apertura de la válvula de alivio de presión en el filtro de aceite (o la base del filtro) y aceite sucio circula por el motor sin filtrarse.
Por eso se desarrollaron los aceites multigrados. Un aceite multigrado es un aceite menos viscoso, con aditivos (polímeros) que expanden en el calor para actuar como un aceite más viscoso. Los aceites baratos utilicen un aceite básico de poca calidad o poca resistencia, corregido por muchos polímeros. Estos aceites pierden su viscosidad con el uso y terminan aumentando el desgaste del motor. Los aceites sintéticos típicamente no contienen polímeros para mejorar su viscosidad. Simplemente son de alta viscosidad con un indice natural de viscosidad que cubren todas las temperaturas. Aceites API grupo II y sintetizados típicamente son de alto índice de viscosidad que usan pocos polímeros para lograr su viscosidad en el calor.
Clic aquí para ver el comportamiento de los aceites de motor a diferentes temperaturas.
Se define la viscosidad en frío con la tabla siguiente:
En Bolivia muchos mecánicos recomiendan aceite "Especial 40" por la costumbre de utilizarlo desde años atrás, como decir "Gillette" para aloja de afeitar o "Kolynos" para pasta dental. Simplemente están hablando de un aceite de motor o un aceite de motor con la viscosidad SAE 40.
Por las variaciones de temperaturas ambientales en Bolivia, verá que un aceite SAE 40 no es el adecuado para los vehículos del país.
Clic aquí para ver el incremento de desgaste cuando no se usa el aceite de la viscosidad correcta en el motor.
Hoy en día la mayoría de los motores a gasolina están diseñados para un aceite más delgado (menos viscoso). Muchos inclusive requieren una viscosidad SAE 20 o SAE 30 en funcionamiento.
Todos estos aceites tienen la misma viscosidad a 100°C. Esta es la temperatura normal del aceite dentro del motor en funcionamiento (promedio - en realidad se encuentra temperaturas cerca de 150°C en los anillos y puntos presión en el árbol de levas, y más de 280°C en el turbo).
La viscosidad requerida para el motor no es la misma para todos. En general, los motores a diesel para camiones, equipo pesado y tractores agrícolas trabajan con un SAE 10W-30 o SAE 15W-40 pero también hay aceites para motor diesel SAE 5W-40, 0W-40, etc., que son usados en zonas frías y vehículos livianos.
Caterpillar® indica en su boletín de Octubre 2004 que:
“Aceites monogrados para motores a diesel no son aceptables para el uso en motores Caterpillar de inyección directo. Aceites multigrados son requeridos.”
El error de muchos mecánicos es observar el aceite a temperatura ambiente y pensar que un aceite delgado a 25°C será más delgado a 100°C que un aceite que es más viscoso a 25°C. Si podríamos tocar los aceites a 100°C podríamos ver que son idénticos. Si observamos las viscosidades en forma gráfica, podemos ver que el SAE 15W-40 es mas viscoso en el las temperaturas de los anillos, árbol de levas, y turbo que el aceite SAE 40.
Clic aquí para ver un gráfico donde se demuestra como los aceites monogrados aumentan su viscosidad cuando se enfrían.
Existe mucha más variación en viscosidades para motores a gasolina. Hoy en día se tiene que consultar el manual de propietario o manual de mantenimiento para saber con que aceite recomienda hacerlo funcionar el que fabricó su motor. Aquí tenemos ejemplos de varios manuales de propietario donde el fabricante recomienda el aceite a usar.
Fuente:
http://www.widman.biz/Seleccion/viscosidad.html
www.motociclistas.cl
