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Eficiencia y ahorro con fluidos hidráulicos multiviscosidad


La viscosidad de un fluido determinado es el factor más importante para asegurar que su equipo funcione como se espera.

En este artículo discutimos los problemas que uno puede encontrar al seleccionar una viscosidad incorrecta. Un enfoque que sigue ganando popularidad para ayudar a combatir amplios rangos de temperatura y el constante esfuerzo por la sostenibilidad es el uso de fluidos multiviscosidad en aplicaciones hidráulicas. También cómo el uso de fluidos hidráulicos multiviscosidad difiere de los llamados grados «tradicionales» o «rectos», y cómo pueden llevar a ganancias relativas en la eficiencia operativa y al aumento de la vida útil del sistema hidráulico.

Comprendiendo los fluidos hidráulicos multiviscosidad

La mayoría de los fluidos en el mercado se conocen como aceites de peso «recto» o «mono». Estos fluidos, por ejemplo, pueden encontrarse como dígitos simples que siguen a un prefijo SAE (por ejemplo, SAE 30). Como introdujimos en el artículo de la semana pasada, estos fluidos se espesan hasta cierto punto cuando se exponen a temperaturas más frías, y se adelgazan hasta cierto punto cuando se exponen a temperaturas más cálidas. El grado en que un fluido cambia de viscosidad con la temperatura se llama su índice de viscosidad (VI) y es principalmente inherente al aceite base utilizado. Consulte el gráfico a continuación para una referencia visual sobre cómo los fluidos cambian de viscosidad en relación con la temperatura.

Note cómo la pendiente del fluido con alto VI es más baja que la de referencia. Esto significa que el fluido con un VI más alto es más resistente a los cambios de viscosidad a medida que cambian las temperaturas.

Una forma de contrarrestar esta propiedad de un fluido hidráulico es incorporar un mejorador de VI. Los mejoradores de VI son típicamente polímeros que, una vez incorporados en un fluido, mejoran dramáticamente el VI para crear un fluido multiviscosidad. Estos polímeros se expanden a temperaturas más altas, lo que los hace más espesos, por lo que la viscosidad general cambia menos de lo que lo haría sin dicho polímero. Los fluidos multiviscosidad a veces se comercializan específicamente como tales, como un aceite de motor que se asigna como «SAE 0W20». Vea el gráfico a continuación para una representación de cómo los mejoradores de VI cambian el perfil de viscosidad de un fluido en un rango de temperatura.

La ventaja más notable de los fluidos multiviscosidad es la viscosidad operativa más consistente a lo largo de un rango de temperatura más amplio. En el ejemplo gráfico anterior, note cómo un 10W40 tiene una viscosidad relativamente baja a temperaturas más frías, pero una viscosidad relativamente alta a temperaturas más cálidas. Esta es una gran solución si está utilizando una excavadora en una mañana fría de invierno, ya que desea un fluido lo suficientemente delgado a bajas temperaturas para fluir en el arranque, pero lo suficientemente espeso a las temperaturas operativas más altas para proteger y transferir potencia adecuadamente. El otro beneficio que uno experimentará con los fluidos multiviscosidad es la capacidad de reducir el consumo de energía, lo que lleva a una reducción de las emisiones y una menor huella de carbono.

El mecanismo de ahorro de energía y otros beneficios

Se sabe que los sistemas hidráulicos son menos del 100 % eficientes. La eficiencia de una bomba hidráulica es un equilibrio entre la eficiencia volumétrica y la eficiencia mecánica. A medida que la viscosidad del fluido disminuye en respuesta al aumento de las temperaturas, la eficiencia mecánica aumentará, ya que hay menos resistencia al movimiento, pero, en cambio, la eficiencia volumétrica disminuirá debido a un aumento de las fugas internas. El uso de fluidos multiviscosidad ayuda a equilibrar esta relación, ya que la viscosidad no cambia tanto con las fluctuaciones de temperatura en comparación con los fluidos de grado mono. Los estudios de campo publicados han mostrado aumentos de productividad entre el 10% y el 30% que ahorran cientos de dólares al año, y reducciones de emisiones del 3% al usar fluidos multiviscosidad.

Otro fenómeno a considerar en un sistema hidráulico es el problema de la liberación inadecuada de aire, que conduce a una degradación más rápida del sistema. A medida que los reservorios se vuelven más pequeños para conservar espacio en una pieza de equipo, las burbujas de aire en el fluido no tienen tanto tiempo para escapar antes de ser reintroducidas en el sistema hidráulico. Este problema conduce a la falta de lubricación y, lo que es más importante, a la cavitación. Cuando estas burbujas de aire estallan en el sistema, se crea una corriente de aire, actuando como una serie de mini martillos dentro de su equipo. Con el tiempo, esto llevará a una fuga crítica y la condena del sistema que requiere reparación o reemplazo. Los fluidos multiviscosidad son más delgados a temperaturas más frías en el reservorio, lo que permite que el aire se libere más fácilmente antes de viajar al sistema. Esto conduce a una mayor esperanza de vida para su sistema hidráulico.

Conclusión

En conclusión, la adopción de fluidos hidráulicos multiviscosidad presenta ventajas significativas sobre los fluidos de grado mono tradicionales, particularmente en el ámbito de la eficiencia operativa y la sostenibilidad. Estos fluidos avanzados mantienen una viscosidad más consistente en diversas temperaturas, asegurando un mejor rendimiento y protección para los sistemas hidráulicos en diferentes condiciones ambientales. El uso de mejoradores de VI mejora la estabilidad de estos fluidos, lo que resulta en un menor consumo de energía, menores emisiones y una disminución de la huella de carbono. Además, los fluidos multiviscosidad contribuyen a la longevidad de los sistemas hidráulicos al facilitar una mejor liberación de aire, evitando así problemas como la falta de lubricación y la cavitación. Dado que los estudios de campo indican aumentos sustanciales en la productividad y reducciones de emisiones, el cambio hacia los fluidos multiviscosidad es una estrategia convincente para quienes buscan optimizar la eficiencia de su equipo hidráulico y su impacto ambiental.



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