Fluidos Hidraulicos y Acondicionadores de Fluidos Introducción La vida útil del sistema hidraulico depende en gran medida de la selección y del cuidado que se tengan con los fluidos hidraulicos. Al igual que con los componentes metalicos de un sistema hidraulico, el fluido hidraulico debe seleccionarse con base en sus características y propiedades para cumplir con la función para la cual fue diseñado. Los filtros y los enfriadores se usan en sistemas hidraulicos para mantener el fluido limpio y lo suficientemente frío para evitar daños del sistema.

Funciones de los fluidos hidraulicos. Los fluidos practicamente son incompresibles. Por tanto, en un sistema hidraulico los fluidos pueden transmitir potencia en forma instantanea. Por ejemplo, por cada 2.000 lb/pulg2 de presión, el aceite lubricante se comprime aproximadamente 1%, es decir, puede mantener su volumen constante cuando esta bajo una presión alta. El aceite lubricante es la materia prima con que se produce la mayoría de los aceites hidraulicos. Las principales funciones de los fluidos hidraulicos son: • Transmitir potencia • Lubricar • Sellar • Enfriar Transmisión de potencia Puesto que un fluido practicamente es incompresible, un sistema

hidraulico lleno de fluido puede producir potencia hidraulica instantanea de un area a otra. Sin embargo, esto no significa que todos los fluidoshidraulicos sean iguales y transmitan potencia con la misma eficiencia. Para escoger el fluido hidraulico correcto, se deben tener en cuenta el tipo de aplicación y las condiciones de operación en las que funcionara el sistema hidraulico. Lubricación Los fluidos hidraulicos deben lubricar las piezas en movimiento del sistema hidraulico. Los componentes que rotan o se deslizan deben poder trabajar sin entrar en contacto con otras superficies. El fluido hidraulico debe mantener una película delgada entre las dos superficies para evitar el calor, la fricción y el desgaste. Acción sellante Algunos componentes hidraulicos estan diseñados para usar fluidos hidraulicos en lugar de sellos mecanicos entre los componentes. La propiedad del fluido de tener acción sellante depende de su viscosidad. Enfriamiento El funcionamiento del sistema hidraulico produce calor a medida que se transfiere energía mecanica a energía hidraulica y viceversa. La transferencia de calor al sistema se realiza entre los componentes calientes y el fluido que circula a menor temperatura. El fluido a su vez transfiere el calor al tanque o a los enfriadores, diseñados para mantener la temperatura del fluido dentro de límites definidos. Otras propiedades que debe tener un fluido hidraulico son: evitar la oxidación y la corrosión de las piezas metalicas; impedir la formación de espuma ; mantenerseparado el aire, el agua y otros contaminantes; y mantener su estabilidad en una amplia gama de temperaturas.


Viscosidad La viscosidad es la medida de la resistencia de un fluido para fluir a una temperatura determinada. Un fluido que fluye facilmente tiene viscosidad baja. Un fluido que no fluye facilmente tiene una viscosidad alta. La viscosidad de un fluido depende de la temperatura. Cuando la temperatura aumenta, la viscosidad del fluido disminuye. Cuando la temperatura disminuye, la viscosidad del fluido aumenta. El aceite vegetal es un buen ejemplo para mostrar el efecto de la viscosidad con los cambios de temperatura. Cuando el aceite vegetal esta frío, se espesa y tiende a solidificarse. Si calentamos el aceite vegetal, se vuelve muy delgado y tiende a fluir facilmente.

Viscosímetro Saybolt El equipo usado generalmente para medir la viscosidad de un fluido es el viscosímetro Saybolt. El viscosímetro Saybolt debe su nombre a su inventor, George Saybolt. La unidad de medida del viscosímetro Saybolt es el Segundo Universal Saybolt (SUS). En el viscosímetro original, un recipiente de fluido se calienta hasta una temperatura específica. Cuando se alcanza la temperatura, se abre un orificio y el fluido drena a un matraz de 60 ml. Un cronómetro mide el tiempo que tarda en llenarse el matraz. La viscosidad se lee como los segundos que el matraztarda en llenarse, tomando como referencia la temperatura del líquido. Si un fluido calentado a 23,5 ºC (75 ºF) tarda 115 segundos en llenar el matraz, su viscosidad Saybolt es de 115 SUS a 23,5 C (75 ºF). Si el mismo fluido, calentado a 37,5 ºC (100 ºF) tarda 90 segundos en llenar el matraz, su viscosidad Saybolt es de


90 SUS a 37,5 ºC (100 ºF). Efecto de la viscosidad en un spool de valvula.

Índice de viscosidad El Índice de Viscosidad (IV) de un fluido es la relación del cambio de viscosidad con respecto al cambio de temperatura. Si la viscosidad del fluido cambia muy poco en una amplia gama de temperaturas, el fluido tiene un Índice de Viscosidad alto. Si a temperaturas bajas el fluido se vuelve muy espeso y a temperaturas altas se vuelve muy delgado, el fluido tiene un Índice de Viscosidad bajo. Los fluidos de la mayoría de los sistemas hidraulicos deben tener un Índice de Viscosidad alto.

Aceite lubricante Todos los aceites lubricantes se adelgazan cuando la temperatura aumenta, y se espesan cuando la temperatura disminuye. Si la viscosidad de un aceite lubricante es muy baja, habra un excesivo escape por las juntas y los sellos. Si la viscosidad del aceite lubricante es muy alta, el aceite tiende a “pegarse” y se necesitara mayor fuerza para bombearlo a través del sistema. La viscosidad del aceite lubricante se expresa con un número SAE,definido por la Society of Automotive Engineers (SAE). Los números SAE estan definidos como: 5W, 10W, 20W, 30W, 40W, etc. Mientras mas bajo sea el número SAE, mejor sera el flujo de aceite a bajas temperaturas. Entre mas alto sea el número SAE, mayor sera la viscosidad del aceite y mayor su eficiencia a altas temperaturas. Aceites sintéticos Los aceites sintéticos se producen por procesos químicos en los que materiales de composición específica reaccionan para producir un compuesto con propiedades únicas y predecibles. El aceite sintético se produce específicamente para cierto tipo de operaciones realizadas a temperaturas altas y bajas.


Fluidos resistentes al fuego Hay tres tipos basicos de fluidos resistentes al fuego: mezclas de glicolagua, emulsiones de aceite-agua-aceite y fluidos sintéticos. Los fluidos glicol-agua son una mezcla de 35% a 50% de agua (el agua inhibe el fuego), glicol (químico sintético o similar a algunos compuestos con propiedades anticongelantes) y espesantes del agua. Los aditivos se añaden para mejorar la lubricación y evitar la oxidación, la corrosión y la formación de espuma. Los fluidos a base de glicol son mas pesados que el aceite y pueden causar cavitación de la bomba a altas velocidades. Estos fluidos pueden reaccionar con algunos metales y material de los sellos, y no se pueden usar con algunas clases de pintura.Las emulsiones de agua-aceite son los fluidos resistentes al fuego mas económicos. Al igual que en los fluidos a base de glicol, un porcentaje similar de agua (40%), se usa como inhibidor del fuego. Las emulsiones agua-aceite se usan en sistemas hidraulicos típicos. Generalmente contienen aditivos para evitar la oxidación y la formación de espuma. Los fluidos sintéticos se usan en ciertas condiciones para cumplir requerimientos específicos. Los fluidos sintéticos resistentes al fuego son menos inflamables que los aceites lubricantes y mejor adaptados para resistir presiones y temperaturas altas. Algunas veces los fluidos resistentes al fuego reaccionan con el material de los sellos de poliuretano y, en estos casos, puede requerirse el uso de sellos especiales. Vida útil del aceite hidraulico El aceite hidraulico no se desgasta. El uso de filtros para quitar las partículas sólidas y contaminantes químicos prolongan la vida útil del aceite. Sin embargo, eventualmente el aceite se contamina tanto que debe reemplazarse. En las maquinas de construcción, el aceite se debe cambiar a intervalos de tiempos regulares. Los contaminantes del aceite pueden usarse como indicadores de desgaste no común y de posibles problemas del sistema.


PRACTICA DE TALLER: VISCOSIDAD Y TEMPERATURA DE LOS FLUIDOS Nombre _____ _______ ______ __________ Objetivos Medir la viscosidad y latemperatura de los fluidos seleccionados. Material necesario 1. Agua 2. Dos recipientes vacíos de 1/4 de galón de capacidad 3. Viscosímetro 4. Aceite hidraulico Nuevo y Usado 5. Cronómetro 6. Termómetro Procedimiento 1. Tape el orificio que se encuentra en la parte inferior del viscosímetro. 2. Llene completamente el viscosímetro con aceite hidraulico. 3. Tenga listo el cronómetro para medir el tiempo de drenaje del viscosímetro. 4. Ponga el viscosímetro lleno de aceite sobre un recipiente vacío. Inicie el cronómetro al mismo tiempo que comienza la salida del aceite por el drenaje del viscosímetro. Detenga el cronómetro cuando el aceite deje de fluir. 5. Anote los segundos en la casilla correspondiente de la tabla. 6. Limpie el viscosímetro usando una toalla de papel. 7. Tape el orificio que se encuentra en la parte inferior del viscosímetro. 8. Llene completamente el viscosímetro con agua. 9. Tenga listo el cronómetro para medir el tiempo de drenaje del viscosímetro. 10. Ponga el viscosímetro lleno de agua sobre un recipiente vacío. Inicie el cronómetro al mismo tiempo que inicia la salida del orificio de drenaje del viscosímetro. Detenga el cronómetro cuando el agua deje de fluir. 11. Escriba los segundos en la casilla correspondiente de la tabla. 12. Realice lo mismo con una nueva temperatura. A. Compare los dos valores hallados. Explique.