Fluidos hidráulicos propiedades
El fluido hidráulico es el medio de transferencia de potencia en máquinas y sistemas oleohidráulicos. Además de transmitir fuerza y movimiento, el fluido lubrica los componentes, refrigera el circuito, protege contra la corrosión, transporta contaminantes hacia los filtros y colabora en el sellado de holguras internas, incluidas las juntas tóricas (O‑Rings). La base más común es aceite mineral con aditivos, aunque existen formulaciones sintéticas, ésteres fosfatados, poliglicoles y emulsiones de agua en aceite para aplicaciones específicas.
Funciones y propiedades
Sección titulada «Funciones y propiedades»| Función | Propiedad requerida |
|---|---|
| Transmisión de potencia y control | Elevado módulo de compresibilidad (alta rigidez dieléctrica), rápida liberación de aire, baja tendencia a la formación de espuma, baja volatilidad |
| Transferencia de calor | Buena capacidad térmica y conductividad |
| Sellado de holguras | Viscosidad adecuada e índice de viscosidad elevado, estabilidad al cizallamiento |
| Lubricación | Viscosidad suficiente para mantener película, fluidez a baja temperatura, estabilidad térmica y oxidativa, estabilidad hidrolítica, limpieza y filtrabilidad, demulsibilidad, características antidesgaste, control de corrosión |
| Protección de la bomba | Viscosidad apropiada que minimice fugas internas, alto índice de viscosidad para mantenerla en todo el rango térmico |
| Especiales | Resistencia al fuego, modificadores de fricción, tolerancia a la radiación |
| Impacto ambiental | Baja toxicidad (tanto del fluido nuevo como de sus productos de degradación), biodegradabilidad |
| Vida útil | Compatibilidad con materiales del sistema (juntas, pinturas, metales) |
Clasificación de viscosidad ISO VG
Sección titulada «Clasificación de viscosidad ISO VG»La norma ISO 3448 establece los grados de viscosidad ISO VG (Viscosity Grade) para aceites industriales. La viscosidad cinemática de referencia se mide a 40 °C (104 °F) y se expresa en centistokes (cSt), equivalentes a mm²/s. Cada grado se designa con un número que coincide con la viscosidad cinemática media a esa temperatura; los límites mínimo y máximo se sitúan en ±10 % del valor nominal. Los grados cubren desde ISO VG 2 hasta ISO VG 1500, y el escalonamiento entre grados consecutivos representa un incremento aproximado del 50 % de la viscosidad.
Tabla de grados de viscosidad ISO 3448
Sección titulada «Tabla de grados de viscosidad ISO 3448»| Grado ISO VG | Viscosidad cinemática a 40 °C – Mín. (cSt / SUS) | Viscosidad media (cSt / SUS) | Viscosidad cinemática a 40 °C – Máx. (cSt / SUS) |
|---|---|---|---|
| ISO VG 2 | 1,98 cSt / 33 SUS | 2,2 cSt / 33 SUS | 2,42 cSt / 34 SUS |
| ISO VG 3 | 2,88 cSt / 35 SUS | 3,2 cSt / 37 SUS | 3,52 cSt / 38 SUS |
| ISO VG 5 | 4,14 cSt / 39 SUS | 4,6 cSt / 41 SUS | 5,06 cSt / 43 SUS |
| ISO VG 10 | 9,0 cSt / 55 SUS | 10 cSt / 59 SUS | 11,0 cSt / 63 SUS |
| ISO VG 15 | 13,5 cSt / 72 SUS | 15 cSt / 77 SUS | 16,5 cSt / 83 SUS |
| ISO VG 22 | 19,8 cSt / 96 SUS | 22 cSt / 106 SUS | 24,2 cSt / 116 SUS |
| ISO VG 32 | 28,8 cSt / 135 SUS | 32 cSt / 152 SUS | 35,2 cSt / 165 SUS |
| ISO VG 46 | 41,4 cSt / 198 SUS | 46 cSt / 213 SUS | 50,6 cSt / 234 SUS |
| ISO VG 68 | 61,2 cSt / 284 SUS | 68 cSt / 315 SUS | 74,8 cSt / 347 SUS |
| ISO VG 100 | 90 cSt / 417 SUS | 100 cSt / 463 SUS | 110 cSt / 509 SUS |
| ISO VG 150 | 135 cSt / 626 SUS | 150 cSt / 695 SUS | 165 cSt / 764 SUS |
| ISO VG 220 | 198 cSt / 918 SUS | 220 cSt / 1019 SUS | 242 cSt / 1121 SUS |
| ISO VG 320 | 288 cSt / 1334 SUS | 320 cSt / 1482 SUS | 352 cSt / 1631 SUS |
| ISO VG 460 | 414 cSt / 1918 SUS | 460 cSt / 2130 SUS | 506 cSt / 2344 SUS |
| ISO VG 680 | 612 cSt / 2835 SUS | 680 cSt / 3149 SUS | 748 cSt / 3465 SUS |
| ISO VG 1000 | 900 cSt / 4169 SUS | 1000 cSt / 4632 SUS | 1100 cSt / 5095 SUS |
| ISO VG 1500 | 1350 cSt / 6253 SUS | 1500 cSt / 6948 SUS | 1650 cSt / 7643 SUS |
Nota: La conversión a Saybolt Universal Seconds (SUS) a 37,8 °C (100 °F) se ha calculado con la fórmula SUS ≈ ν × 4,632 para ν ≥ 50 cSt y mediante interpolación tabulada para valores inferiores. 1 cSt = 1 mm²/s.
Equivalencias entre grados ISO VG y SAE (cárter de motor)
Sección titulada «Equivalencias entre grados ISO VG y SAE (cárter de motor)»| ISO VG Grado | SAE Crankcase Oil Grade |
|---|---|
| 22 | 5W |
| 32 | 10W |
| 46 | 15W |
| 68 | 20W |
| 100 | 30 |
| 150 | 40 |
| 220 | 50 |
| 320 | 60 |
Equivalencias entre grados ISO VG y SAE (aceites de aviación)
Sección titulada «Equivalencias entre grados ISO VG y SAE (aceites de aviación)»| ISO VG Grado | SAE Aircraft Oil Grade |
|---|---|
| 100 | 65 |
| 150 | 80 |
| 220 | 100 |
| 320 | 120 |
Equivalencias entre grados ISO VG y SAE (lubricantes de engranajes)
Sección titulada «Equivalencias entre grados ISO VG y SAE (lubricantes de engranajes)»| ISO VG Grado | SAE Gear Lube Grade |
|---|---|
| 46 | 75W |
| 100 | 80W-90 |
| 220 | 90 |
| 460 | 85W-140 |
| 1500 | 250 |
Equivalencias entre grados ISO VG y AGMA
Sección titulada «Equivalencias entre grados ISO VG y AGMA»| ISO VG Grado | AGMA Regular | AGMA EP |
|---|---|---|
| 46 | 1 | – |
| 68 | 2 | 2 EP |
| 100 | 3 | 3 EP |
| 150 | 4 | 4 EP |
| 220 | 5 | 5 EP |
| 320 | 6 | 6 EP |
| 460 | 7 | 7 EP |
| 680 | 8 | 8 EP |
Fórmulas de cálculo
Sección titulada «Fórmulas de cálculo»-
Viscosidad cinemática (ν) a partir de la viscosidad dinámica (μ) y la densidad (ρ):
ν (cSt) = μ (cP) / ρ (g/cm³)
(1 cP = 1 mPa·s; 1 cSt = 1 mm²/s)
-
Conversión aproximada entre cSt y SUS (válida para ν ≥ 50 cSt):
SUS ≈ ν (cSt) × 4,632
-
Conversión de temperaturas:
°F = (9/5) °C + 32
°C = (5/9) (°F − 32)
-
Relación entre grados ISO VG consecutivos:
νₙ₊₁ ≈ 1,5 × νₙ (incremento ~50 % en viscosidad cinemática)
Preguntas frecuentes (FAQ)
Sección titulada «Preguntas frecuentes (FAQ)»¿Qué es el grado ISO VG y cómo se determina?
Sección titulada «¿Qué es el grado ISO VG y cómo se determina?»El grado ISO VG 46, por ejemplo, tiene una viscosidad cinemática media de 46 cSt a 40 °C (104 °F). Se define según ISO 3448, con un rango de ±10 % sobre el valor nominal, por lo que un aceite ISO VG 46 puede presentar entre 41,4 cSt y 50,6 cSt a la temperatura de referencia.
¿Cuál es la viscosidad recomendada para un sistema hidráulico típico?
Sección titulada «¿Cuál es la viscosidad recomendada para un sistema hidráulico típico?»En maquinaria industrial se recomiendan viscosidades entre 15 cSt y 100 cSt a 40 °C, lo que equivale a grados ISO VG 15 a ISO VG 100. Los valores más frecuentes son ISO VG 32, ISO VG 46 e ISO VG 68, que proporcionan un equilibrio entre lubricación, pérdidas por fricción y respuesta dinámica.
¿Cómo se convierte la viscosidad cinemática de cSt a SUS?
Sección titulada «¿Cómo se convierte la viscosidad cinemática de cSt a SUS?»Para fluidos con viscosidad superior a 50 cSt se puede usar la relación lineal SUS ≈ cSt × 4,632; por ejemplo, un aceite de 68 cSt equivale aproximadamente a 315 SUS a 100 °F (37,8 °C). Para viscosidades menores existen tablas de conversión más precisas.
¿Qué índice de viscosidad debe tener un buen fluido hidráulico?
Sección titulada «¿Qué índice de viscosidad debe tener un buen fluido hidráulico?»Se considera deseable un índice de viscosidad (VI) superior a 95. Los fluidos de alto rendimiento alcanzan valores de 150 o más, lo que permite que la viscosidad varíe menos con la temperatura, manteniendo una película lubricante eficaz desde arranques en frío (por ejemplo, −20 °C / −4 °F) hasta regímenes continuos a 80 °C (176 °F).
¿Cada cuánto se recomienda cambiar el fluido hidráulico?
Sección titulada «¿Cada cuánto se recomienda cambiar el fluido hidráulico?»El intervalo de sustitución oscila entre 2000 y 4000 horas de servicio en condiciones normales, aunque puede acortarse a 1000 horas si la temperatura de trabajo supera los 70 °C (158 °F) de forma continua. Los análisis de aceite determinan parámetros como la oxidación, el contenido de agua (límite típico < 500 ppm) y la viscosidad residual para decidir el cambio real.
¿Qué efectos tiene usar un fluido de viscosidad incorrecta?
Sección titulada «¿Qué efectos tiene usar un fluido de viscosidad incorrecta?»Un fluido demasiado viscoso (por ejemplo, ISO VG 100 en un sistema diseñado para ISO VG 46) genera sobrecalentamiento, pérdidas de potencia superiores al 10 % y respuesta lenta. Uno demasiado fluido (ISO VG 22 en lugar de ISO VG 46) provoca aumento de fugas internas, desgaste prematuro de bombas y válvulas, y caída de la presión de trabajo por debajo de los valores de diseño.
Fuentes consultadas
Sección titulada «Fuentes consultadas»- engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/iso-vg-grade-d_1206.html
- engineersedge.com: https://www.engineersedge.com/fluid_flow/viscosity_grade_table_iso_3448_16078.htm
- efunda.com: https://www.efunda.com/designstandards%20/oring/oring_intro.cfm