Fluidos Hidraulicos

FLUIDOS HIDRÁULICOS

Las características de los fluidos hidráulicos tienen la mayor influencia en el rendimiento y duración de cualquier sistema hidráulico pues resulta primordial utilizar fluidos limpios y de alta calidad para lograr un funcionamiento eficiente del sistema.

En la búsqueda de ese rendimiento óptimo se han utilizado varios tipos de fluidos a lo largo de la historia, los cuales van desde el agua hasta los modernos compuestos cuidadosamente preparados que además de poseer un fluido base contienen aditivos especiales que ayudan a obtener fluidos hidráulicos con las características necesarias para cumplir una tarea específica.

Función de los Fluidos Hidráulicos.

En general, un fluido hidráulico tiene 4 funciones primarias:

1. Transmitir potencia: a este fin todos los fluidos serían válidos (excepto los gases por ser compresibles), siempre que su viscosidad sea la adecuada a la aplicación. Para cumplir esta función el fluido deberá fluir fácilmente a través de los conductos internos de los componentes. Una resistencia excesiva a su circulación produciría considerables pérdidas de carga y consiguientemente un incremento en la potencia necesaria para el funcionamiento del equipo.

2. Lubricar las partes en movimiento: Esta es una de las principales misiones del fluido, y razón por la cual dejó de usarse agua para los circuitos hidráulicos.

La lubricación es la capacidad del fluido de formar una película sobre las superficies, y hacer que esta película facilite el desplazamiento de esta superficie sobre otras, evitando en lo posible el contacto directo entre estas.

En función de esta definición la lubricación puede ser:

a)Hidrostática: es aquella en que se presuriza el fluido para separar las superficies en movimiento, creando un cojín hidrostático entre ellas.

b)Hidrodinámica: en este caso la película de fluido separa a las superficies por la presión generada por el movimiento (fuerza centrífuga) del mismo.

c)Untuosa: cuando el fluido es capaz de mantenerse en contacto con las superficies sin necesidad de fuerzas externas.

d)De extrema presión: cuando el fluido es capaz de mantener la lubricación en aquellos casos en que hay contactos de las microcrestas de las superficies.

3. Disipar calor o refrigerar: El fluido debe ser capaz de absorber el calor generado en determinados puntos del sistema para luego liberarlo al ambiente a través del depósito, manteniendo estable la temperatura del conjunto durante el normal funcionamiento del equipo.

4. Sellar los espacios libres entre elementos: Por ejemplo, el fluido hidráulico debe ubicarse entre los espacios existentes dentro del sistema cilindro-émbolo o pistón.

En la práctica, no existe algún fluido que cumpla con todas estas funciones completamente ya que para ello se estaría trabajando con un fluido totalmente ideal. Por ello, al diseñar cualquier sistema de transmisión de potencia fluídica se deberá seleccionar el fluido hidráulico cuyas propiedades sean las mejores para la aplicación particular deseada.

Clasificación de los Fluidos Hidráulicos.

Los principales tipos de fluidos empleados en sistemas oleohidráulicos se resumen en el siguiente diagrama:

a) Agua: Se utilizó hasta la segunda década del siglo XVII. Tiene los graves inconvenientes de corrosividad, alto punto de congelación y bajo de ebullición, ausencia de poder lubricante y nulas propiedades antidesgaste y extrema presión. Su uso fue sustituido por los aceites minerales.

b) Aceite mineral: Los fluidos con estas bases son los más utilizados en aplicaciones hidráulicas. Los aceites minerales poseen una buena relación viscosidad/temperatura (índice de viscosidad), baja presión de vapor, poder refrigerante, una compresibilidad baja, inmiscibilidad con agua, de satisfactorias o excelentes cualidades de protección, y no requieren especial cuidado respecto a las juntas y pinturas normalmente utilizadas. Además tienen buena relación entre calidad, precio y rendimiento.

c) Emulsión de aceite en agua: también denominada emulsión directa, se trata de una emulsión de aceite (3 al 15%) en agua, que forma una especie de taladrina soluble. Tiene un costo muy bajo y excelentes propiedades de apagado de llama. Sus desventajas son: muy limitadas temperaturas de utilización, pobre resistencia de la película, dificultades con la corrosión, problemas de estabilidad de la emulsión y problemas de evaporación.

d) Emulsión de agua en aceite: también denominada emulsión inversa, contiene del orden de un 40% de agua. Tiene excelentes propiedades de apagado de llama y un costo bajo/medio, pero su temperatura de utilización es muy limitada, su poder lubricante medio, presenta problemas de evaporación de agua/estabilidad, y es un fluido no newtoniano.

e) Fluidos agua-glicol: Son mezclas en disolución del 20 al 45% de agua y etileno-propilen-glicol, con aditivos anticorrosivos y mejoradores antidesgaste. Tiene buena relación viscosidad/temperatura, muy buenas propiedades de resistencia a la llama, excelente comportamiento a bajas temperaturas, y un costo que no es prohibitivo. Sin embargo, su temperatura de utilización está limitada por el agua, suele tener problemas de corrosión, presenta problemas de evaporación y separación de fases, y requiere frecuentes cuidados de mantenimiento.

f) Fluidos sintéticos no acuosos: En la actualidad existen una gran variedad de estos fluidos cada uno con sus características y propiedades muy diferentes. La elección de estos tipos de fluidos deberá hacerse teniendo en cuenta su alto precio, la posible reacción con juntas y materiales sellantes así como el ataque a pinturas e influencia fisiológica y ecológica/medio-ambiental

A continuación se presentan dos tablas que resumen la siguiente información:

- La primera muestra los diferentes tipos de fluidos hidráulicos, clasificados por sus bases y propiedades particulares, según la norma ISO 6743/4.

- En la segunda se observan las compatibilidades entre los distintos fluidos hidráulicos y las juntas, los metales incompatibles, su capacidad de lubricación, su toxicidad e ininflamabilidad y sus características de temperatura máxima, densidad relativa y costo comparativo entre ellos.

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