La viscosidad de un fluido determinado es el factor más importante para garantizar que su equipo funcione según lo previsto. Ya hemos hablado de los problemas que plantea una selección inadecuada de la viscosidad en la sección La viscosidad del fluido hidráulico artículo. Un enfoque que sigue ganando adeptos para ayudar a combatir los amplios rangos de temperatura y la lucha constante por la sostenibilidad es el uso de fluidos multigrado en aplicaciones hidráulicas. En este artículo, analizaremos en qué se diferencia el uso de fluidos hidráulicos multigrado de los denominados grados «rectos» tradicionales, y cómo pueden aumentar la eficiencia operativa relativa y la vida útil del sistema hidráulico.
Comprender los fluidos hidráulicos multigrado
La mayoría de los fluidos del mercado se denominan aceites de peso «recto» o «mono». Este tipo de fluidos, por ejemplo, pueden encontrarse como simples dígitos que siguen a un prefijo SAE (es decir, SAE 30). Como explicamos en el artículo de la semana pasada, estos fluidos se espesan en cierta medida cuando se someten a temperaturas más frías y se diluyen en cierta medida cuando se someten a temperaturas más cálidas. El grado en que un fluido cambia de viscosidad con la temperatura se denomina índice de viscosidad (VI) y es, en su mayor parte, inherente al aceite base utilizado. Consulte el siguiente gráfico para obtener una referencia visual de cómo los fluidos cambian de viscosidad en relación con la temperatura.
Observe cómo la pendiente del fluido con VI alto es inferior a la de la referencia. Esto significa que el fluido con un VI más alto es más resistente a los cambios de viscosidad al variar la temperatura.
Una forma de solucionar esta propiedad de un fluido hidráulico es incorporar un mejorador de VI. Los mejoradores de VI suelen ser polímeros que, una vez incorporados a un fluido, mejoran drásticamente el VI para crear un fluido multigrado. Estos polímeros se expanden a temperaturas más altas, lo que los hace más espesos, de modo que la viscosidad general cambia menos de lo que lo habría hecho sin dicho polímero. Los fluidos multigrado a veces se comercializan específicamente como tales, como un aceite de motor al que se le asigna «SAE 0W20». Mira el gráfico siguiente para ver una representación de cómo los mejoradores de VI cambian el perfil de viscosidad de un fluido en un intervalo de temperaturas.
La ventaja más notable de los fluidos multigrado es la viscosidad de funcionamiento más constante en un intervalo de temperaturas más amplio. En el ejemplo gráfico anterior, observa cómo un 10W40 tiene una viscosidad relativamente baja a temperaturas más frías, pero relativamente más alta a temperaturas más altas. Esta es una gran solución si estás utilizando una excavadora en una fría mañana de invierno, ya que quieres un fluido que sea lo suficientemente fino a bajas temperaturas para fluir en el arranque, pero lo suficientemente espeso a las temperaturas de funcionamiento más altas para proteger y transferir adecuadamente la potencia. La otra ventaja que se obtiene con los fluidos multigrado es la capacidad de reducir el consumo de energía, lo que conlleva una disminución de las emisiones y una menor huella de carbono.
El mecanismo de ahorro de energía y otras ventajas
Se sabe que los sistemas hidráulicos tienen un rendimiento inferior al 100%. El rendimiento de una bomba hidráulica es un equilibrio entre el rendimiento volumétrico y el rendimiento mecánico. A medida que la viscosidad del fluido disminuye en respuesta al aumento de la temperatura, la eficacia mecánica aumentará al haber menos resistencia al movimiento, pero a la inversa la eficacia volumétrica disminuirá debido al aumento de las fugas internas. Utilizar fluidos multigrado ayuda a equilibrar esta relación, ya que la viscosidad no cambia tanto con las fluctuaciones de temperatura en comparación con los fluidos monogrado. Estudios de campo publicados han demostrado aumentos de productividad de entre el 10% y el 30% que ahorran cientos de dólares al año, y reducciones de emisiones del 3% al utilizar fluidos multigrado.
Otro fenómeno a tener en cuenta en un sistema hidráulico es el problema de la liberación inadecuada de aire, que provoca una degradación más rápida del propio sistema. A medida que los depósitos se hacen más pequeños para conservar espacio en un equipo, las burbujas de aire en el fluido no tienen tanto tiempo para escapar antes de ser reintroducidas en el sistema hidráulico. Este problema provoca falta de lubricación y, lo que es más importante, cavitación. Cuando estas burbujas de aire estallan en el sistema, se crea un chorro de aire que actúa como un montón de mini martillos dentro de tu equipo. Con el tiempo, esto provocará una fuga crítica y la condena del sistema a una reparación o sustitución. Los fluidos multigrado son más finos a temperaturas más frías en el depósito, lo que permite que el aire se libere más fácilmente antes de viajar al interior del sistema. Esto prolonga la vida útil de tu sistema hidráulico.
Conclusiones
En conclusión, la adopción de fluidos hidráulicos multigrado presenta ventajas significativas sobre los fluidos monogrado tradicionales, sobre todo en el ámbito de la eficacia operativa y la sostenibilidad. Estos fluidos avanzados mantienen una viscosidad más constante a distintas temperaturas, lo que garantiza un mejor rendimiento y protección de los sistemas hidráulicos en diversas condiciones ambientales. El uso de mejoradores de VI aumenta la estabilidad de estos fluidos, lo que reduce el consumo de energía, las emisiones y la huella de carbono. Además, los fluidos multigrado contribuyen a la longevidad de los sistemas hidráulicos al facilitar una mejor liberación del aire, evitando así problemas como la lubricati sobre la inanición y la cavitación. Como los estudios de campo indican aumentos sustanciales de la productividad y reducciones de las emisiones, el cambio hacia los fluidos multigrado es una estrategia convincente para quienes buscan optimizar la eficacia y el impacto medioambiental de sus equipos hidráulicos.
