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Nov 22
Miércoles

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La verdad sobre los lubricantes

¿Te perdiste la clase de geografía sobre la creación del aceite? ¡Ningún problema! Antes de entrar en detalles, te hacemos un pequeño resumen sobre lo más básico.

 

 

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En las plataformas de STATOIL en el frío océano es donde dan a luz los lubricantes de Öhlins Racing.

 

El petróleo es el resultado de la combinación entre la materia orgánica con un suministro inadecuado de oxígeno. Durante millones de años de sepultura, reacciones químicas provocadas por las elevadas temperaturas en la profundidad, transformaron lentamente parte del material orgánico en componentes líquidos y gaseosos de hidrógeno y carbono (hidrocarbonos). Los hidrocarbonos son los materiales combustibles de petróleo y gas natural. La consolidación de sedimento orgánico fangoso, convirtió los fluidos y gases en yacimientos de roca porosa como areniscas o calizas porosas. Estas enormes bolsas de petróleo y gas son el objetivo de las industrias extractoras de hoy en día.

Del crudo a la perfección

Una vez bombeado, la materia prima, conocida como petróleo crudo, se transporta a tierra y se destila para separar el crudo en diferentes tipos de productos. El fraccionamiento se hace bajo una presión reducida y la segmentación de los diferentes bases para los aceites a una temperatura aproximada de 350 grados Celsius.

 

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El arte de los lubricantes

¿Has oído hablar de la “Tribology”? De hecho es la ciencia que estudia la fricción, desgaste y lubricación. La palabra “Tribo” procede de la palabra griega “rozamiento”. Todo parte de unos 50 tipos diferentes de aceites base, más aproximadamente 300 aditivos para mejorar sus características, y el resultado es un total de 650 recetas que forman una enorme base de alternativas para encontrar el lubricante óptimo para cada producto en particular. El coste para encontrar la mezcla perfecta para un nuevo modelo de coche puede ascender a unos 2 millones de dólares. Si se piensa en la rapidez con la que actualmente aparecen en el mercado los nuevos modelos de coche, se hace muy difícil para los principales fabricantes de aceites mantener una amplia gama a un precio competitivo.

David vence a menudo a Goliat….

A menudo el tipo más grande lleva el negocio, aunque en el negocio del aceite ocurre todo lo contrario. Pequeñas fábricas de investigación y desarrollo crean asociaciones con sus socios en la industria de la producción y tienden a mantener una estrecha relación durante un largo período de tiempo. Esto resulta en un gran ahorro de tiempo y dinero cuando los productos se desarrollan conjuntamente con el fabricante. El lubricante y el producto crecen simultáneamente y los ingenieros de ambos campos determinan las bases para producir el producto y la lubricación definitiva. No es un secreto que las pequeñas y rápidas empresas de investigación y desarrollo pueden ofrecer mejor apoyo técnico y conocimientos en comparación con las mega empresas del mundo del aceite. De hecho, algunas de las empresas de investigación y desarrollo llevan sus propias marcas en el mercado con gran éxito. STATOIL es el tercer proveedor más grande de petróleo en el mundo y uno de los mayores accionistas en el negocio del gas natural. En el mar del norte STATOIL es el productor número 1 de aceite y gas. Fué a principios del 1980 cuando se estableció el primer contacto entre Öhlins y STATOIL. Öhlins quería aprender más acerca de los fluidos hidráulicos y STATOIL le proporcionó los conocimientos. 20 años después, STATOIL se ha convertido en una pieza vital en la fase de investigación y desarrollo cuando Öhlins diseña un nuevo producto.

 

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El Régimen del Lubricante….

Todo empieza aquí, con el todopoderoso régimen del lubricante. El régimen se basa en la clásica curva “Stribeck”, inventada por el científico alemán Richard Stribeck (1861-1950). La investigación de Stribeck sobre la resistencia a una fricción continua, como la función de carga y velocidad, fue extremadamente importante, ya que demostró la posibilidad de encontrar un punto mínimo de fricción para aplicaciones con aceite. También demostró que la fricción en soportes deslizantes empezaba con una alta fricción a bajas velocidades, descendía a una mínima fricción cuando se interrumpía el contacto de metal con metal, y luego aumentaba de nuevo a altas velocidades, que es la conocía como curva Stribeck. Tal y como se mencionaba más arriba, el tipo de producto, el diseño de las piezas en movimiento y la zona de uso siempre finalizan en un punto de la curva Stribeck. La receta de un fluido de lubricación perfecto para una aplicación en especial puede casi marcarse una vez se ha encontrado la posición del producto en el diagrama. Al principio del diagrama la velocidad es casi cero y la distancia entre las dos superficies móviles es muy cercana a cero. La presión en los materiales mezclados es extrema y el riesgo de grave desgaste es inminente. Al salir de la curva Stribeck, el aceite tiende a diferir en su receta debido a una mayor distancia entre las superficies adyacentes y el incremento de la velocidad del lubricante. Al final de la curva las superficies adyacentes nunca o casi nunca se topan y el lubricante adquiere un diseño muy diferente al mencionado al principio.

Los enemigos…

Un fluido lubricante no lleva una vida feliz. Se pasa la mayoría del tiempo encerrado en un compartimento sin salidas y en constante conflicto con casi todo.

STATOIL está en la vanguardia de la investigación y desarrollo en esta área y la revista PERFORMANCE obtuvo una exclusiva clase con el catedrático Thomas Norrby, jefe del departamento de investigación y desarrollo de los lubricantes STATOIL. Poca gente conoce a los enemigos mejor que él.

Calor

La capacidad termodinámica es la medida de absorción de calor que puede tolerar un fluido lubrificante. Esta capacidad a menudo se calcula en Cp y es aproximadamente 1,9kJ por cada +1 grados Celsius y kilo de aceite a temperatura ambiente.

Esta habilidad para absorber calor es muy importante en algunas áreas de uso y puede alterarse con aditivos. Normalmente el calor no es la mayor amenaza en el negocio del amortiguador, pero en algunas áreas, como en el Motocross y el Enduro, el aceite tiende a trabajar duro en el interior del tubo y la temperatura puede alcanzar los 150-170ºC.

A estos niveles de temperatura el aceite envejece mucho más rápido. Incluso la densidad disminuye hasta un 4% a 70ºC comparado con la densidad a 15ºC. Esto podría ser una amenaza al confort y funcionamiento al conducir en un circuito de Motocross durante un largo período de tiempo. La vida de los fluidos puede llegar a recortarse hasta un 50% al incrementar la temperatura de trabajo de 60ºC a 70ºC.

Agua y partículas

Todo tipo de contaminación en un sistema, provocado por diferentes razones, son las amenazas potenciales para un fluido lubricante. Los intrusos más comunes en la vida del fluido hidráulico son el agua y el aire, dos de los mayores factores en disminuir la eficacia y rebajar la vida potencial. En cuanto al agua es imposible mantener un ambiente sin humedad y, de hecho, todos los productos petrolíferos contienen pequeñas cantidades de agua. Un aceite mineral común contiene aproximadamente 100-200 ppm (porciones por millón) sin afectar a la funcionalidad y vida del aceite. Si la cantidad de agua aumenta por lo menos 100 ppm en un producto petrolífero, su vida se acorta y pierde eficacia en un corto período de tiempo. Niveles altos de agua en un fluido lubricante provoca corrosión en el sistema mecánico. El riesgo de mal funcionamiento mecánico es relativamente pequeño pero potencialmente mayor es la amenaza de la creación de pequeñas partículas corrosivas que podrían flotar por el aceite. Estas pequeñas partículas pueden causar todo tipo de problemas tales como un desgaste abrasivo, fenómeno que ocurre cuando dos superficies se desgastan la una contra la otra. La otra amenaza potencial es el desgaste erosivo, que es el desgaste del material cuando las partículas golpean la superficie a gran velocidad mientras se desplazan rápidamente por un aceite. Al pasar por orificios y pasajes estrechos, las pequeñas partículas pueden girar y golpear con fuerza los diseños del sistema hidráulico, provocando escasez de eficacia y confort.

No se puede estimar a simple vista si un aceite es suficientemente bueno. Las partículas que plantean una amenaza potencial al sistema mecánico son muy pequeñas. Un ojo avizor puede llegar a percibir una partícula de la medida aproximada de 0,04 milímetros de diámetro, pero las partículas realmente agresivas tienen una medida media de 0,025 milímetros. En comparación la media de un pelo humano es de 0,07 milímetros de diámetro. Naturalmente puede descartarse el aceite si el color es del todo anormal, pero para entonces ya ha habido una gran cantidad de partículas durante un largo período de tiempo.

Aire

La inserción de aire en el fluido hidráulico también puede causar problemas. El aire también es soluble en aceite, tal y como lo es el agua, y en una presión atmosférica normal el porcentaje por volumen de aire es aproximadamente de 7. Esta cantidad está asociada al aceite y no causa problemas. Los problemas tienden a aparecer cuando el volumen de aire aumenta y empieza a separarse del aceite en forma de pequeñas burbujas. Esto se debe a las cavitaciones que se forman en un amortiguador en el lado de baja presión del pistón al comprimirlo. Tan pronto como las burbujas de aire empiezan a flotar libremente por el fluido hidráulico el riesgo de cavitación aumenta y todas las características del amortiguador se empobrecen muchísimo.

Casquillos y retenes

Algo que no muchos tienen en cuenta es el hecho de que todos los retenes que separan el aceite del ambiente exterior son enemigos en potencia del fluido del interior del sistema. De hecho, el retén puede absorber el aceite; provocando una dilatación que hace que el sistema de suspensión sea rígido y brusco. La dilatación no es la única cosa negativa que puede ocurrir; el aceite puede trabajar al revés, disolviendo el recubrimiento que contienen todas las mezclas de goma. Esto puede llegar a secar el retén y provocar una fuga.

La diferencia entre aceite y aceite…

La mayoría de vosotros habéis oído hablar del aceite mineral y del sintético. Pero, ¿cuál es realmente la diferencia? Evidentemente tienen un precio distinto. ¿Por qué? Los aceites minerales son uno de los numerosos productos que se crean cuando el crudo de los campos petrolíferos se destila y separa en productos base. Todo se reduce al tamaño de las moléculas que están representadas en la mezcla. En los aceites minerales la cantidad y medidas de las moléculas varían mucho y por consiguiente, el trabajo del aceite puede ser imprevisible y variable. Las moléculas grandes tienden a espesarse y las pequeñas a evaporarse cuando la temperatura alcanza niveles indeseados.

El aceite sintético se produce de una manera muy distinta. Nace de un proceso químicamente maniobrado mayoritariamente con gases de etileno como piedra angular de su compuesto. A menudo al producto se le llama PAO (Polyalfaolefin). En este proceso puede separarse una determinada fracción para producir un aceite homogéneo con pequeñas variaciones de las moléculas en el interior. El resultado final son unos aceites sintéticos más precisos que durarán mucho más tiempo y con una personalidad más estable, los conocidos como “mantener el grado” del producto.

La verdad sobre los aceites…

Al enfrentarse con todos los enemigos potenciales con los que un aceite tiene que luchar y en todas las áreas en las que Öhlins trabaja (amortiguadores, horquillas y amortiguadores de dirección), se necesita unos lubricantes profesionales, hechos a partir de cero para unos fines específicos. Mientras estamos todavía con esto, ¿por qué no matar a un querido amigo? Al comprar aceite para el motor de tu coche el precio varía mucho dependiendo de la marca del lubricante. Pero dentro de la industria de la automoción, las reglas y regulaciones sobre la receta para los aceites son rigurosas y los aceites base y aditivos aceptados se determinan al detalle a un muy alto nivel. Si quieres fabricar aceite de motor para coches y superar los tests, es imprescindible seguir las reglas. Tienes que asegurarte que el coche funcionará bien sin importar la marca que utilices, siempre y cuando esté clasificado y sea específico para tu marca de coche. No se puede decir lo mismo en el campo de las suspensiones, donde no se han especificado ni reglas ni regulaciones. Por esta razón, un fabricante serio de suspensiones necesita una estrecha relación con un especialista en lubricantes.

Aceites a medida….

Basándose en los hechos anteriores, los aceites de Öhlins Racing se fabrican a medida para sus productos y aplicaciones generales en el mundo de las suspensiones. En una estrecha cooperación entre STATOIL y los ingenieros de Öhlins se supervisa que cada uno de los proyectos sea analizado para cada producto en particular. Basándose en los resultados y el uso para el cual el amortiguador se destina, se fabrica un aceite especial para que encaje como un guante en el sistema.

Tan pronto como se cambia de aceite o marca, la funcionalidad, confort y rendimiento se verían comprometidos y sólo la suerte podría separar a los que no notan ninguna diferencia de los que pierden el rumbo al montar unas suspensiones Öhlins. No es pura casualidad el hecho de que Öhlins haya encontrado el aceite óptimo… se llegan a comprobar hasta unas 150 mezclas diferentes durante el proceso de investigación y desarrollo para encontrar el ajuste perfecto. ¿Cuáles son las probabilidades de encontrar un aceite idéntico? Sabemos que no lo sabemos… Como en todas las ciencias las cosas están en constante flujo. Nuevos materiales, diseños optimizados y nuevas áreas de utilización obligan a todos los fabricantes serios de suspensiones a mantenerse al día con la última tecnología. Como resultado de este proceso sin fin, Öhlins trabaja codo con codo con STATOIL y la Universidad de Lulea, donde los científicos dirigen varios proyectos para aprender más sobre el fascinante líquido.

Al final todas las investigaciones en el área de lubricación encuentran su camino en la variedad de productos que se podrán adquirir en Öhlins en el futuro. Una cosa es segura. El lubricante de cualquier suspensión Öhlins es el resultado de la devoción, cuidado y gran pasión.

 

 

 
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