El término fluido se ha generalizado en hidráulica para referirse al líquido que se utiliza como medio de transmisión de energía. En esta entrada, fluido significará fluido hidráulico, bien sea un aceite mineral adecuado o alguno de los fluidos inflamables, que pueden ser compuestos sintéticos.
Se puede definir fluido hidráulico como "Todo líquido que se utiliza como medio de transmisión de energía". En las líneas posteriores se encontrarán los factores que intervienen en la selección de un fluido y su adecuada utilización.
Objetivos del fluido
El fluido hidráulico tiene 4 objetivos principales:
Transmitir potencia
Lubricar las piezas móviles
Minimizar las fugas
Enfriar o disipar calor
Transmisión de la Potencia
Como medio transmisor de potencia, el fluido debe circular fácilmente por las líneas y orificios de los elementos. Demasiada resistencia al flujo origina pérdidas de potencia considerables. El fluido debe ser también lo más incompresible posible, de forma que cuando se ponga en marcha una bomba o cuando actúe una válvula, la acción sea instantánea.
Lubricación
En la mayoría de los elementos hidráulicos la lubricación interna la proporciona el fluido. Los elementos de las bombas y otras piezas desgastables se deslizan unos contra otros sobre una película de fluido. Para que la duración de los componentes sea larga, el fluido debe contener los aditivos necesarios para asegurar unas buenas condiciones anti-desgaste. No todo los fluidos hidráulicos contienen esos aditivos.
Estanqueidad
En muchos casos, el fluido es le único cierre contra la presión, dentro de un componente hidráulico. El ajuste mecánico y la viscosidad del fluido determinan en gran manera el porcentaje de fugas.
Enfriamiento
La circulación de los fluido hidráulicos a través de las líneas y alrededor de las paredes del depósito disipa parte del calor generado en el sistema. Un buen fluido hidráulico debe tener las propiedades adecuadas para favorecer la disipación de calor.
Requerimientos de Calidad
Además de estas funciones fundamentales, el fluido hidráulico puede tener otros requerimientos de calidad tales como:
Impedir la oxidación
Impedir la formación de lodos
Reducir la formación de espumas
Mantener su propia estabilidad y por consiguiente reducir el costo del cambio de fluido
Mantener el índice de viscosidad relativamente estable en amplios rangos de temperatura
Impedir la corrosión y formación de picaduras
Separar el agua
Compatibilidad con otros materiales de cierre y juntas
A continuación se van a exponer las propiedades de los fluidos hidráulicos que les permiten realizar las funciones fundamentales y cumplir con algunos o todos sus requerimientos de calidad.
Viscosidad
La viscosidad es la medida de la resistencia del fluido a la circulación del mismo. Si un fluido circula con facilidad su viscosidad es baja, también se dice que dicho fluido e fino o tiene poca consistencia o cuerpo. Un fluido que circula con dificultad es que tiene una viscosidad alta, también se dice que es grueso o tiene mucha consistencia.
Punto de Fluidez
El punto de fluidez es la temperatura más baja a la que puede fluir un líquido. Esta temperatura es una especificación muy valiosa en los casos en que el sistema hidráulico vaya a sufrir el riesgo de temperaturas sumamente bajas.
Compresibilidad
Sabemos por física que los gases se comprimen de un modo notable y que los líquidos son poco compresibles, y que un líquido es tanto más compresible cuanto mayor es su viscosidad. Como dato orientativo se puede decir que en los aceites minerales, un volumen de 100 litros de fluido a la temperatura de 20ºC y sometido a una presión de 100 bar experimenta una disminución de volumen de 0,7 litros, es decir, tendrá un volumen de 99,3 litros.
Este fenómeno puede despreciarse en instalaciones de poco volumen y que funcionen a baja presión, pero habrá que tenerlos en cuenta cuando existan cilindros de gran capacidad, tuberías de cierta longitud y de gran diámetro, porque pueden dar lugar, por ejemplo, a un retraso para alcanzar la presión de trabajo, que repercute sobre la duración total del ciclo.
Poder Anti-espumante
Si por cualquier causa o motivo, el aire u otro gas se mezclan con el fluido hidráulico y se produce espuma durante el funcionamiento de la instalación, las acciones de trabajo se vuelven deficientes y con aparición de mucho ruido. La formación de espuma depende de la dispersión del aire en el fluido o aceite. Un buen fluido para instalaciones oleo-hidráulicas contiene siempre aditivos que dificultan la absorción de aire o gases y facilitan la separación de los mismos que hayan penetrado circunstancialemente en el fluido. También un buen purgado reduce la espuma.
Poder Anti-emulsivo
Es la capacidad que posee el fluido para mantener el agua separado del mismo. En la mayoría de los sistemas se pueden tolerar pequeñas cantidades de agua. De hecho, ciertos componentes antioxidantes favorecen cierto grado de emulsificación. Si existe mucha agua en el fluido, se fomentará la acumulación de contaminantes que pueden originar una aceleración en los desgastes.
Resistencia al envejecimiento
La acción del oxígeno del aire, oxidación o unión química con el oxígeno, reduce gravemente la duración en servicio de un fluido.Los aceites derivados del petróleo son particularmente susceptibles a la oxidación, ya que el oxígeno se combina fácilmente tanto con el carbono como con el hidrógeno, que son los elementos de que está constituido el aceite.
El envejecimiento queda además favorecido por la presencia en la instalación de ciertos metales como el plomo, el latón o el cobre, en partículas de metal que se disuelven y son arrastradas. Tanto la oxidación como la corrosión contaminan el sistema y favorecen el desgaste.
El envejeciminto que llega mediante la oxidación y la corrosión, pueden combatirse incorporando aditivos que se depositen en forma de película sobre las superficies metálicas, para evitar que sean atacadas químicamente.
Punto de Congelación
El punto de congelación debe asociarse a la viscosidad en frío y corresponde a aquella temperatura a la cual un líquido deja de fluir libremente.
Punto de Anilina
Es un dato muy importante cuando se utilizan juntas de perburán o neopreno, ya que la anilina tiene un poder disolvente que hincha o endurece las juntas y las guarniciones interiores de las tuberías flexibles. El punto de anilina señala la temperatura más baja a la que puede mezclarse el fluido y la anilina a partes iguales, de una forma homogénea.
Punto de Inflamación / Combustión
Temperatura a la cual surge una llamarada repentina sobre la superficie del aceite cuando se aproxima allí una llama o se hace saltar una chispa. No importa que la llama se apague inmediatamente después. Si se mantuviera ya no estaríamos ante el punto de inflamación, sino ante el punto de combustión.
Untuosidad
Es la propiedad de los fluidos hidráulicos o aceites que caracteriza el poder de cada uno de ellos de adherirse a las superficies metálicas necesitadas de lubricación.
Índice de Viscosidad
Es un número arbitrario que indica el cambio de viscosidad del fluido al variar la temperatura. Cuanto mayor sea el índice de viscosidad, menor será la variación de la viscosidad con la temperatura.
