Con los problemas mundiales que elevan los precios, las mejoras en la eficiencia son calurosamente bienvenidas.
En el mundo de los lubricantes, es una práctica aceptada buscar oportunidades para maximizar la eficiencia.
En el sector automotriz, y específicamente en los desarrollos de aceite de motor y aceite de transmisión, la eficiencia ha sido durante mucho tiempo la palabra en la calle.
Pero, ¿qué tal la eficiencia en el mundo de los fluidos hidráulicos?
Este no es un área tradicional de consideración cuando se trata de enfocarse en la eficiencia, pero los fluidos hidráulicos eficientes son algo que podría y debe considerarse en nuestro mundo consciente de los costos. No obstante, con los fluidos hidráulicos, las eficiencias no son tan sencillas de lograr como con los fluidos más tradicionales.
Con los aceites de motor y transmisión, los factores de arrastre y la reducción de fricción son las principales consideraciones. Al enfocarse en la reducción de viscosidad y bajar el coeficiente de fricción, se puede lograr efectivamente la reducción de la eficiencia.
En un sistema hidráulico, existen dos mecanismos competidores que deben considerarse: En primer lugar, el mecanismo de eficiencia tradicional -donde el objetivo es mover el fluido a través de la bomba con el mínimo esfuerzo. Esto se conoce como Eficiencia Mecánica.
El segundo mecanismo a abordar es el trabajo real que realiza el fluido hidráulico. El fluido arranca en un sumidero y luego se bombea alrededor del sistema, operando cilindros hidráulicos bajo presión a medida que va, antes de regresar al sumidero. El circuito hidráulico no es perfecto, hay pérdidas de flujo incurridas dentro de cualquier componente hidráulico y se producirán fugas, reduciendo la cantidad de fluido de trabajo que en realidad regresa directamente al sumidero. Por cada diez litros de fluido bombeado al inicio del circuito, tal vez solo regresarán nueve litros. Esto se conoce como Eficiencia volumétrica y en este ejemplo, el sistema es solo 90% eficiente.
Ambos mecanismos necesitan ser tomados en cuenta y un problema importante es que son contradictorios. Cuanto menor sea la viscosidad del fluido hidráulico, más eficiente mecánicamente es. Sin embargo, los fluidos de baja viscosidad se filtrarán fácilmente fuera del sistema, mientras que los fluidos de alta viscosidad son más robustos en esta área. Esto se ilustra mejor en la gráfica siguiente, Figura 1, donde se puede ver que la viscosidad del fluido actúa de manera contradictoria en los dos mecanismos de eficiencia.
Figura 1 — Viscosidad a Eficiencia Gráfico de Relación
La línea punteada que se puede ver en la gráfica es la eficiencia global del sistema. Esto se puede determinar a través del producto de la Eficiencia Volumétrica y la Eficiencia Mecánica
Eficiencia general = Eficiencia Mecánica * Eficiencia volumétrica
La zona blanca en la gráfica resalta la viscosidad óptima para que el fluido dé la máxima eficiencia.
Idealmente, maximizar la zona blanca dará un sistema más eficiente y permitirá a los propietarios y operadores reducir el costo de sus operaciones . Los fluidos hidráulicos tradicionales son formulaciones monogradas y tendrán un Índice de Viscosidad, VI, de alrededor de 95.
Aumentar el VI de una formulación aumentará el rango de operación del fluido y en última instancia aumentará la zona de operación óptima en términos de eficiencia. Aumentar el VI reducirá el cambio de viscosidad en un rango de temperatura y se demuestra en la gráfica a continuación, Figura 2 .
La línea roja es un fluido tradicional, y la línea verde es un fluido VI optimizado más alto. Cuanto más plana sea la línea, más amplio será el rango de viscosidad optimizado.
Figura 2 — Gráfico de índice de viscosidad que demuestra una posición optimizada de viscosidad a temperatura
Cuando esto se traduce en el gráfico de eficiencia original, el efecto es que la curva volumétrica y la curva mecánica se acercan y, en última instancia, la zona operativa optimizada ahora se vuelve más amplia, dando al operador más eficiencia en un rango de temperatura más amplio. Ver Figura 3.
Crear un fluido hidráulico multigrado es bastante simple pero es más costoso que el equivalente monogrado. Introducir un Modificador de Viscosidad polimérico y ajustar su mezcla de aceite base permitirá la creación de una ISO 32/46/68 multigrado dependiendo de lo que se necesite para el equipo.
El costo del fluido puede ser mayor al inicio, pero se ha calculado que la eficiencia podría mejorarse hasta en un 28% y los costos de funcionamiento podrían mejorarse hasta en 2.7% en equipos móviles y 8.5% en equipos estacionarios*.
En una edad donde cada era donde se podría mejorar los costos de funcionamiento hasta 2.7% en equipos móviles y 8.5% en equipos estacionarios*.
En una edad donde cada edad donde cuenta penique, introducir un fluido hidráulico multigrado merece una seria consideración, ya que maximizará la eficiencia de su sistema y podría reducir los costos de funcionamiento significativamente.
Figura 3 — Gráfica de relación de viscosidad optimizada con eficiencia
Artículo escrito por Andrew Gelder, Gerente Técnico de Productos y Ventas, Lubricantes y Energía, IMCD
Este artículo se publicó originalmente en la edición de enero de 2023 de la revista Lube Magazine de UKLA.