El índice de viscosidad ( VI ) es una medida arbitraria y sin unidades del cambio de viscosidad de un fluido en relación con el cambio de temperatura. Se utiliza principalmente para caracterizar el comportamiento viscosidad-temperatura de los aceites lubricantes . Cuanto menor es el VI, más se ve afectada la viscosidad por los cambios de temperatura. Cuanto mayor es el VI, más estable permanece la viscosidad en algún rango de temperatura. El VI se medía originalmente en una escala de 0 a 100; sin embargo, los avances en la ciencia de la lubricación han llevado al desarrollo de aceites con VI mucho más altos. [1]
La viscosidad de un lubricante está estrechamente relacionada con su capacidad para reducir la fricción en contactos de cuerpos sólidos. Generalmente, se desea el lubricante menos viscoso que todavía fuerce a las dos superficies móviles a separarse para lograr condiciones de " soporte fluido ". Si el lubricante es demasiado viscoso, requerirá una gran cantidad de energía para moverse (como en la miel ); si es demasiado fino, las superficies entrarán en contacto y aumentará la fricción. [2]
Muchas aplicaciones de lubricantes requieren que el lubricante funcione en una amplia gama de condiciones; por ejemplo, los lubricantes para automóviles deben reducir la fricción entre los componentes del motor cuando el motor se arranca desde frío (en relación con las temperaturas de funcionamiento del motor ) hasta 200 °C (392 °F) cuando está funcionando. Los mejores aceites con el VI más alto permanecerán estables y no variarán mucho en viscosidad en el rango de temperatura. Esto proporciona un rendimiento constante del motor dentro de las condiciones normales de trabajo. Históricamente, se recomendaban dos tipos diferentes de aceite para su uso en diferentes condiciones climáticas. Por ejemplo, con aceites de invierno y arranque de motores en frío, y con rangos de temperatura de, digamos, -30 °C a 0 °C, un aceite de peso 5 sería bombeable a temperaturas muy bajas y a temperaturas de funcionamiento del motor generalmente más frías. Sin embargo, en climas cálidos, donde las temperaturas oscilan entre 30 °C y 45 °C, sería necesario un aceite de peso 50, por lo que permanecería lo suficientemente espeso como para sostener una película de aceite entre las partes calientes en movimiento.
Así surgió la cuestión de los aceites multigrado, donde con temperaturas variables de, digamos, −10 °C durante las noches frías y 20 °C durante los días, un aceite de peso 5 sería bueno ya que el aceite podría bombearse en un clima frío. motor y a medida que el motor alcanzaba la temperatura de funcionamiento y el día se calentaba, las características de un aceite de peso 30 serían ideales. Por lo tanto, se introdujeron los aceites 5W-30, en lugar de los grados fijos y con limitación de temperatura, donde los aceites finos se volvían demasiado diluidos cuando estaban calientes y los aceites más espesos se volvían demasiado espesos cuando estaban fríos.
Los efectos de la temperatura sobre un aceite de viscosidad simple se pueden demostrar vertiendo una pequeña cantidad de aceite vegetal en una olla o sartén y luego enfriándolo en un congelador o calentándolo en una estufa. Cuando los aceites se enfrían lo suficiente en un congelador, se solidificarán formando un bloque de aceite similar a una "cera" que no se puede bombear dentro del sistema de lubricación de un motor. Sin embargo, cuando se pone una cucharada de aceite muy frío en una sartén sobre la estufa y se calienta y se agita lentamente, el aceite se calentará gradualmente y hay un rango de temperatura definido en el que el aceite está tibio y tradicionalmente "aceitoso". Sin embargo, a medida que el aceite se calienta más, se vuelve cada vez más diluido, hasta que casi humea y es casi tan diluido como el agua y, por lo tanto, casi no tiene capacidad para mantener separadas las piezas móviles, lo que resulta en contacto de metal con metal y Daño de los componentes que se supone deben mantenerse separados con una fina película de aceite.
Por lo tanto, se recomienda el uso de aceites multigrado según los rangos de temperatura ambiente de la estación o el medio ambiente.
Además, están los problemas del mantenimiento de la temperatura del aceite, como los calentadores de aceite o del motor que permiten un arranque fácil y un período de calentamiento más corto en climas muy fríos, y enfriadores de aceite para descargar suficiente calor del aceite y, por lo tanto, del motor, la caja de cambios, o circuito de aceite hidráulico, para mantener la temperatura superior del aceite dentro de un límite de trabajo superior especificado.
La escala VI fue establecida por la Sociedad de Ingenieros de Automoción (SAE). Las temperaturas elegidas arbitrariamente como referencia son 100 y 210 °F (38 y 99 °C). La escala se interpoló originalmente entre 0 para un crudo nafténico del Golfo de Texas y 100 para un crudo parafínico de Pensilvania. Desde el inicio de la escala, también se han producido mejores aceites, lo que ha llevado a VI superiores a 100 (ver más abajo). [3]
Hoy en día se utilizan ampliamente aditivos que mejoran el VI y aceites base de mayor calidad, lo que aumenta los VI alcanzables más allá del valor de 100. El índice de viscosidad de los aceites sintéticos oscila entre 80 y más de 400. [ cita necesaria ]
El índice de viscosidad se puede calcular utilizando la siguiente fórmula: [4]
donde U es la viscosidad cinemática del aceite a 40 °C (104 °F), Y es la viscosidad cinemática del aceite a 100 °C (212 °F) y L y H son las viscosidades a 40 °C para dos aceites hipotéticos de VI 0 y 100 respectivamente, teniendo la misma viscosidad a 100 °C que el aceite cuyo VI estamos tratando de determinar. Es decir, los dos aceites con viscosidad Y a 100 °C y un VI de 0 y 100 tendrían a 40 °C las viscosidades de L y H respectivamente. Estos valores de L y H se pueden encontrar en las tablas de ASTM D2270 [4] y están incorporados en calculadoras en línea. [5]
https://xenum.com/es/indice-de-viscosidad-del-aceite-del-motor/
https://www.lubricantes.total.com/what-motor-oil-vi
