Grasa: cambios en su consistencia y efectos potenciales

En su mayoría, los rodamientos están lubricados con grasa; la razón principal es la propia naturaleza de la grasa. Dado que las grasas conforman un sistema semisólido o multifase, pueden ser sólidas en condiciones estáticas. Para obtener este estado semisólido, se espesa un aceite base utilizando un agente espesante o gelificante, pudiendo también agregarse aditivos a la formulación para mejorar ciertas propiedades. La cantidad de agente espesante en combinación con el tipo y viscosidad del aceite base utilizado, es lo que da a la grasa lo que se conoce como consistencia o rigidez
(ver apéndice 1).

La consistencia es una de las propiedades más importantes de la grasa y es importante monitorear los cambios en la consistencia puesto que pueden revelar signos de fallas futuras en los rodamientos.

Cuando se selecciona una grasa para una aplicación, es importante invertir tiempo para elegir la consistencia adecuada, así como también tomar previsiones y evaluar la necesidad de controlar los cambios de consistencia cuando esté ya en funcionamiento.

Por lo general, las grasas para rodamientos tienen un grado NLGI que oscila entre 1 y 3. Una vez que se selecciona la consistencia para una aplicación, ésta no debe cambiar en forma abrupta durante el tiempo de operación, ya sea para endurecerse o ablandarse en exceso.

Si es demasiado blanda, se podría producir pérdida de grasa y la consiguiente falta de lubricación, originando la falla del rodamiento. También, como en el caso de ejes verticales, podría producirse pérdida de grasa del rodamiento por la gravedad. O, a altas temperaturas, la grasa puede tornarse tan blanda que origine pérdidas.

Si por el contrario, la grasa es demasiado dura, el aumento de la fricción produce el incremento de la temperatura y origina la degradación de la grasa (ver apéndice 2). Las grasas duras también pueden ser problemáticas a bajas temperaturas y causar, por ejemplo, problemas en el arranque.

Es así que la temperatura de operación del rodamiento es un parámetro importante que influye en la rigidez de la grasa. Cuanto más elevada la temperatura, mayor es la tendencia del aceite a separarse de la matriz de grasa, a evaporarse y oxidarse, produciendo el endurecimiento de la misma. Cuando la temperatura excede el punto de goteo, la grasa pierde su estructura semisólida y por lo tanto se fluidifica.

Otro punto a tener en cuenta es la estabilidad mecánica, que es la aparición de cambios en la dureza de la grasa por cizallamiento, vibraciones o trabajo mecánico en general (ver apéndice 1).

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Apéndice 1: Definición de escala de consistencia NLGI

La consistencia es la medida de la rigidez de una grasa y se clasifica de acuerdo con una escala desarrollada por el NLGI (Instituto Nacional de Grasas Lubricantes de EE.UU.). El equipo utilizado para realizar el ensayo se denomina penetrómetro y se ilustra en la Figura 1.

Este ensayo se basa en el grado de penetración que se logra cuando se deja hundir en la grasa un cono estándar a una temperatura de 25ºC durante un período de cinco segundos. La profundidad de la penetración se mide en una escala de 10-1 mm. Cuando la grasa es más blanda y, por lo tanto, permite que el cono penetre a mayor profundidad, aumenta el valor de penetración, que indica el cambio de consistencia, y disminuye el grado NLGI. El método de ensayo está de acuerdo con la Norma DIN 2137. Véase en la Tabla 1 a continuación la correlación entre el valor de penetración y la clase NLGI:

Tabla 1: Correlación entre el valor de penetración y la Consistencia NLGI

Grado de
consistencia NLGI
ASTM - Penetración trabajada - 60 golpes dobles (10-1 mm) Aspecto a temperatura ambiente
000 445-475 muy fluida
00 400-430 fluida
0 355-385 semi-fluida
1 310-340 muy blanda
2 265-295 blanda
3 220-250 dureza media
4 175-205 dura
5 130-160 muy dura
6 85-115 extra dura

La siguiente figura muestra el principio del ensayo:

"Figura 2: Ensayo de penetración

En las pruebas de calidad de la grasa, la estabilidad mecánica se evalúa mediante un ensayo de penetración prolongado, en donde la grasa se cizalla en un trabajador de grasa durante 100.000 golpes dobles (casi 24 horas) y se realiza la medición de consistencia según la DIN 2137. Luego se evalúan los cambios en la consistencia y se tiene una idea de cómo influye el cizallamiento en esta propiedad de la grasa (estabilidad al cizallamiento). Se pueden realizar otros ensayos como el previsto en la norma ASTM D1403 o el ensayo V2F de SKF.

Apéndice 2: Concepto del Semáforo

En la siguiente figura se resume el proceso de degradación de la grasa:

penetrómetro Figura 1. Penetrómetro