Quien mecaniza metal (le da forma arrancándole virutas con una herramienta, como en el torno y en el taladro) dirige fluido de corte al punto donde la herramienta toca la pieza, para lubricar y refrigerar. Existen cuatro tipos: el integral, que es aceite puro, y tres mezclados con agua (soluble, semisintético y sintético). El corte lento y pesado pide más aceite; el corte rápido pide más agua; y el metal de la pieza decide los ingredientes.
¿Qué ocurre en el punto donde la herramienta corta el metal?
La herramienta arranca una viruta del metal, y eso genera roce y calor en un punto muy pequeño, que es donde trabaja el fluido.
Dos escenas de la vida diaria muestran lo que está en juego. El jabón ayuda a que salga el anillo apretado del dedo, porque reduce el roce. El agua que el marmolista echa sobre el disco de corte se lleva el calor.
En el mecanizado ocurre lo mismo, con metal. El filo de la herramienta, que se llama arista de corte, penetra en el metal y arranca una astilla, que se llama viruta. El calor se genera sobre todo en dos lugares: donde el metal se deforma y donde la viruta roza con la herramienta. Algo se genera también donde la herramienta raspa la superficie ya cortada.
En ese punto, el fluido de corte hace cuatro cosas:
Lubrica: hace que la viruta deslice sobre la herramienta con menos roce.
Refrigera: se lleva el calor de la herramienta, de la viruta y de la pieza.
Limpia: arrastra la viruta fuera del punto de corte.
Protege: cubre la pieza y la máquina contra la herrumbre.
Sin él, en la mayoría de los cortes, la herramienta se desgasta antes de tiempo y la pieza sale fuera de medida.
Figura 1. Las cuatro tareas del fluido de corte: lubricar, refrigerar, limpiar y proteger.
Aceite y agua, sin embargo, no hacen esas cuatro cosas del mismo modo.
¿Cuáles son los tipos de fluido de corte en el mecanizado?
Son cuatro, y lo que los separa es cuánto aceite y cuánta agua lleva cada uno. El aceite desliza mejor; el agua se lleva más calor.
Dos nombres aparecen en esta conversación. Aceite mineral es el aceite que viene del petróleo refinado. El éster es un aceite de la misma familia química que las grasas, hecho por la reacción entre un alcohol y un ácido extraído de ellas.
Integral: aceite que se usa puro, tal como sale del bidón. Puro quiere decir sin agua: en general lleva aditivos, productos químicos que refuerzan lo que hace el aceite. La base puede ser aceite mineral, aceite vegetal o éster.
Soluble: aceite disperso en el agua en gotas que dejan la mezcla blanca como la leche; el nombre técnico de esto es emulsión. Es el conocido aceite soluble de muchos tornos.
Semisintético: lleva menos aceite, en gotas mucho más pequeñas, y la mezcla queda casi transparente o ligeramente lechosa.
Sintético: sin aceite mineral. La lubricación viene de ingredientes sintéticos que se disuelven en el agua como el azúcar, y la mezcla suele quedar transparente.
Los tres que llevan agua llegan a la fábrica como concentrado, un líquido que se mezcla con el agua en la propia máquina. La mezcla queda en un tanque, el depósito de donde el fluido sale hacia el corte y adonde vuelve.
Del integral al sintético, la lubricación baja, y la refrigeración, la limpieza y la visibilidad de la pieza a través del fluido mejoran. Ningún tipo es mejor en términos absolutos.
Figura 2. Del integral al sintético: menos aceite, menos lubricación y más refrigeración.
Para quien necesita la norma: la ISO 6743-7 divide los fluidos de mecanizado en MH, usados puros, y MA, mezclados con agua. Dentro de MA separa emulsión, microemulsión y solución, que corresponden, en el lenguaje del mercado, al soluble, al semisintético y al sintético.
Si uno lubrica más y el otro refrigera más, ¿cuál pesa en su caso? Quien responde es la operación, el tipo de corte que hace la máquina.
Los nombres más comunes son estos:
Torneado: la pieza gira y la herramienta la corta.
Fresado: la herramienta gira y corta la pieza, que avanza contra ella.
Taladrado y roscado: hacer el agujero y cortar en él la espiral de la rosca.
Aserrado: corte con sierra.
Brochado: una herramienta larga, con muchos dientes escalonados, pasa una vez por la pieza y da forma a un agujero o a una ranura.
¿Por qué la operación decide entre aceite y agua?
Porque la velocidad de corte decide cuál de las dos tareas pesa más: en el corte lento, lubricar; en el corte rápido, refrigerar.
Corte lento y pesado. En el roscado y en el brochado, la viruta sale despacio. A ese ritmo, el fluido tiene tiempo de entrar por el borde del contacto entre la viruta y la herramienta y lubricar.
La presión ahí es alta, y el metal de la pieza tiende a pegarse al filo. Ese metal pegado, casi soldado, se llama filo recrecido y estropea el acabado. Dos aditivos lo combaten, en momentos distintos:
Con poca presión, actúa el aditivo de untuosidad: una grasa o un éster que se adhiere al metal y forma una película resbaladiza.
Cuando la presión rompe esa película, entra el aditivo de extrema presión (EP), por lo general a base de azufre, a veces de cloro o de fósforo. Reacciona con el metal caliente y forma una capa fina y blanda, que desliza bajo la presión y se rehace en cada pasada de la viruta; así la viruta no se suelda a la herramienta.
Corte rápido. Aquí la viruta pasa demasiado deprisa, y el fluido no llega al contacto. Trabaja por fuera, retirando calor de la herramienta, de la viruta y de la pieza. En ese trabajo gana el agua: guarda cerca del doble de calor por kilo y lo conduce de cuatro a cinco veces mejor que el aceite.
Cuando el calor no sale, la cadena es esta:
El filo de la herramienta se calienta y pierde dureza, lo que lleva a un desgaste rápido.
La pieza se calienta y se dilata, lo que lleva a que la pieza quede fuera de la medida permitida (la tolerancia) cuando se enfría.
Las dos cosas juntas llevan a piezas desechadas y a cambios de herramienta antes de tiempo.
Figura 3. El punto de corte a dos ritmos: en el corte lento, el fluido entra por el borde del contacto entre la viruta y la herramienta y lubrica; en el corte rápido, no tiene tiempo de entrar y actúa por fuera, retirando el calor.
La regla de que el corte rápido pide agua tiene una excepción: el rectificado, que trabaja con abrasivo y suele usar aceite puro y fino, por el acabado de la pieza.
Fino quiere decir de baja viscosidad, que es cuánto se resiste un aceite a fluir: la miel es espesa, el agua es fina.
El rectificado de roscas y de engranajes es corte rápido y, aun así, pide aceite. El bruñido (honeado), que también usa abrasivo, trabaja despacio y sigue la regla del corte lento: pide aceite. Cada uno tiene su razón:
Rectificado de roscas y de engranajes. Rectificar es el acabado hecho con una muela, un disco abrasivo que funciona como una lija redonda. El aceite desgasta menos la muela, que conserva por más tiempo el perfil que da forma a la rosca o al diente.
Bruñido. Es el acabado fino de un agujero con piedras abrasivas. El aceite fino lava el abrasivo y evita que la piedra se embote, es decir, que quede lisa y deje de cortar.
El aceite puro a alta velocidad forma niebla, una nube de gotas finas en el aire. Por eso la máquina necesita extracción y protección contra incendios.
Cómo aparece esto en su fábrica:
Rosca desgarrada, rebaba (restos de metal en el borde de la pieza) y metal pegado en la herramienta indican falta de lubricación.
Pieza caliente que cambia de medida al enfriarse, filo que pierde el corte pronto y marcas de quemado indican falta de refrigeración.
Humo y niebla con el integral indican aceite demasiado fino para la velocidad, caudal bajo o falta de extracción.
Para quien necesita el número: el calor específico del agua es de unos 4,2 kJ/(kg·K), y el del aceite mineral, de unos 2 kJ/(kg·K); por litro, el agua guarda más del doble. La conductividad térmica es de unos 0,6 contra 0,13 W/(m·K) (Incropera, Fundamentos de transferencia de calor y de masa). Mecanismo del corte: Trent y Wright, Metal Cutting.
¿Cuál es el mejor fluido de corte para cada operación?
El mejor es el que atiende la operación más exigente de la máquina. Con lo que ya se vio, la elección cabe en cinco líneas:
| Si su máquina hace… | Tipo de fluido | Por qué |
|---|---|---|
| Roscado, brochado, taladrado profundo (agujero mucho más largo que ancho), corte lento y pesado en acero | Integral, o soluble de alta lubricación, con aditivo EP | Presión alta en el contacto, y en un agujero largo el aceite ayuda a expulsar la viruta: lubricar decide |
| Torneado, fresado, taladrado y aserrado de uso general | Soluble o semisintético | Pide lubricar y refrigerar al mismo tiempo |
| Rectificado y corte a alta velocidad, en la mayoría de los casos | Sintético o semisintético | El calor pesa más que el roce, y el fluido claro deja ver la pieza |
| Rectificado de roscas y de engranajes | Integral fino | La excepción de la sección anterior: corte rápido que pide aceite, por el acabado |
| Bruñido | Integral fino | Corte lento, como manda la regla: el aceite fino lava el abrasivo |
Cuando la misma máquina hace trabajos distintos con el mismo tanque, manda la operación más exigente. El metal también cuenta: basta una pieza de latón en la rutina para cambiar la química del fluido.
Figura 4. La elección en cuatro pasos: la operación, el metal, las reglas de seguridad y el ensayo.
Kelpen Oil formula la línea completa de fluidos para mecanizado de metales: integral, soluble, semisintético y sintético. Hable con el Equipo Técnico: ayuda a ponderar las operaciones de su máquina y a indicar el fluido.
¿Qué fluido de corte usar en cada metal?
La operación elige el tipo de fluido, y el metal elige su química. Son siete casos:
Acero. Acepta casi todos los tipos; quien decide es la operación.
Hierro fundido. El hierro fundido gris, el más común, se mecaniza mucho en seco, porque el grafito, el carbono en láminas que existe dentro del propio metal, ayuda a lubricar.
Cuando se usa fluido con agua, el polvo fino se oxida y se vuelve lodo. Por eso el fluido necesita proteger bien contra la herrumbre, y el tanque, tener buena filtración.
Cobre, latón y bronce, los metales amarillos. En el integral, el riesgo es el azufre del aditivo EP. El azufre activo, unido débilmente a la molécula, se suelta con el calor y reacciona con el cobre: lo mancha y lo ataca, como el huevo que oscurece los cubiertos de plata. El azufre inactivo, unido con fuerza, reacciona poco.
En el fluido con agua, el riesgo viene de las aminas, ingredientes que protegen contra la herrumbre y dejan la mezcla alcalina, lo contrario de ácida (el jabón es alcalino).
El pH mide eso: 7 es neutro, y por encima de 7 es alcalino. Las aminas mantienen el pH alto, y esa combinación disuelve el cobre y deja la mezcla verdosa o azulada. Por eso el fluido para metal amarillo lleva un protector propio para cobre y latón.
Figura 5. El azufre activo oscurece el cobre; el inactivo casi no reacciona.
Aluminio. Es un metal blando, que se pega a la herramienta. Pide fluido con agua de buena lubricación, por lo general soluble, que no sea demasiado alcalino, porque la mezcla muy alcalina mancha el aluminio.
Metal duro. Es el material de las herramientas de corte, como las plaquitas (placas recambiables sujetas al portaherramientas) y las brocas, hecho de granos duros de carburo de tungsteno unidos por cobalto. Aparece como herramienta y también como pieza, cuando la herramienta se afila. Un fluido con agua inadecuado disuelve el cobalto, lo que se llama lixiviación: la herramienta se debilita y el cobalto contamina el fluido.
El problema es mayor en el afilado, donde el polvo es fino. Ahí el integral se usa mucho, y quien usa fluido con agua pide una versión con protección contra la lixiviación. El cobalto que pasa al fluido también puede causar alergia en la piel.
Acero inoxidable. Se endurece mientras se corta, conduce mal el calor (que queda concentrado en el filo) y se pega a la herramienta. En las operaciones lentas y pesadas, como roscado, brochado y taladrado profundo, pide EP fuerte. En el torneado con herramienta de metal duro, el soluble o el semisintético suele resolver.
Magnesio, titanio y aleaciones de níquel. En un fluido con agua, el magnesio reacciona y suelta hidrógeno, un gas que supone un riesgo si se acumula, y la viruta fina mojada se vuelve peligrosa de almacenar. Por eso suele mecanizarse con aceite mineral fino o en seco.
La emulsión solo entra con cuidados propios (control del hidrógeno y de la viruta mojada) y, bien controlada, puede dar buena protección contra incendios, mejor que la del corte en seco.
El titanio y las aleaciones de níquel, comunes en la aeronáutica, suelen tener restricción de cloro en el fluido; las aleaciones de níquel, también de azufre. El motivo es el residuo de esos elementos que queda en la pieza: puede agrietar o fragilizar el metal cuando la pieza trabaja caliente o pasa por tratamiento térmico. Quien impone la restricción es la especificación del cliente. Para el propio tratamiento térmico, lea temple en agua o aceite.
Para quien necesita la norma: el ataque al cobre se mide con el ensayo de corrosión en lámina de cobre, NBR 14359 (equivalente a la ASTM D130; la NBR es la serie de normas brasileñas), por lo general 3 horas a 100 °C para aceite, o en el tiempo y la temperatura que pida la especificación del producto.
La escala va de la clase 1 (mancha leve, dividida en 1a y 1b) a la clase 4 (corrosión); cuanto más cerca de 1a, menor el ataque, lo que importa sobre todo para el metal amarillo. Hecho para productos de petróleo, el ensayo sirve bien para el integral; en el fluido con agua, vale para el concentrado, como indicación.
En el magnesio, las referencias son las orientaciones de la DGUV (el seguro alemán de accidentes de trabajo) y el artículo SAE 910415, que muestra el uso de emulsión con control del hidrógeno.
Además del desempeño, hay reglas que sacan un fluido de la lista antes del primer corte.
¿Qué exigencias de seguridad y de química cambian la elección?
Tres exigencias vienen antes del desempeño y pueden eliminar un tipo de fluido: el riesgo de fuego en el almacenamiento, la insalubridad y las sustancias que el cliente prohibió.
1. Fuego y almacenamiento (NR 20). El alcohol se enciende con un fósforo; el aceite de cocina frío, no. La diferencia está en el punto de inflamación, la menor temperatura a la que el vapor del líquido se enciende por un instante cuando se acerca una llama. Cuanto más fino el aceite, más bajo suele ser el punto de inflamación.
La NR 20 es la norma brasileña (Norma Regulamentadora) sobre líquidos inflamables y combustibles. Separa los líquidos por ese número: inflamable, con punto de inflamación hasta 60 °C, y combustible, por encima de 60 °C y hasta 93 °C. Cada clase tiene reglas propias de almacenamiento contra incendios.
El integral fino puede caer en la clase de combustible; el concentrado de fluido con agua en general queda fuera de las dos. La hoja de datos de seguridad de cada fluido trae el punto de inflamación.
Figura 6. Las clases de la NR 20 según el punto de inflamación del líquido.
2. Insalubridad (NR 15). La NR 15 es la norma brasileña sobre actividades insalubres, base del adicional de insalubridad que se paga al trabajador. Su Anexo 13 trata la manipulación de aceites minerales como insalubridad de grado máximo. Para quien compra en Brasil, eso puede significar un adicional de insalubridad para el operario, si el informe técnico del puesto de trabajo encuadra el fluido.
El integral mineral, el soluble y el semisintético en general llevan aceite mineral; el sintético y los de base vegetal o éster quedan fuera de ese punto.
3. Sustancias que el cliente prohibió. Cuatro aparecen con frecuencia:
Boro: el ácido bórico y los boratos están clasificados como tóxicos para la reproducción (CLP, el reglamento europeo).
Cloro: las parafinas cloradas, usadas como EP, duran mucho en el ambiente y se acumulan en los seres vivos; por eso están restringidas.
Nitrito: junto con las aminas del fluido, forma nitrosaminas, que causan cáncer.
Triazina: biocida (producto que mata bacterias) que libera formaldehído, sustancia que causa cáncer.
La lista viene del cliente, como una automotriz o una aeronáutica, o del área de seguridad laboral de la propia empresa (en Brasil, el SESMT).
En Kelpen Oil, la línea Keen Cut tiene integrales libres de cloro y de metales pesados, compatibles con el cobre y sus aleaciones; la línea Keen Sol tiene opciones libres de boro, de nitrito y de triazina. Hable con el Equipo Técnico para encontrar la versión que encaja en la lista de su cliente.
Para quien necesita el número: en el CLP (Reglamento CE 1272/2008), el ácido bórico y los boratos son tóxicos para la reproducción y el formaldehído es cancerígeno, los dos en la categoría 1B.
Las parafinas cloradas de cadena corta entraron en la lista de eliminación del Convenio de Estocolmo en 2017, y las de cadena media en 2025, las dos con excepciones temporales. En Alemania, la regla técnica TRGS 611 restringe el uso de nitrito en los fluidos mezclados con agua, porque puede formar nitrosaminas.
Con tantas reglas y tanto cuidado, mucha gente pregunta si se puede prescindir del fluido.
¿Qué sustituye al fluido de corte?
En el mecanizado industrial, nada entrega el mismo resultado general. Hay dos salidas legítimas para operaciones y metales específicos, con herramienta y ajuste propios: el mecanizado en seco, como el del hierro fundido, y la MQL (mínima cantidad de lubricante), un poco de aceite soplado en niebla directo sobre el filo.
La receta casera (queroseno, aceite de motor, aceite de cocina, mezcla improvisada) cambia un insumo controlado por herrumbre, niebla y riesgo para la piel. El aceite vegetal de cocina, sin los aditivos de un fluido formulado, además reacciona con el oxígeno del aire, se enrancia y se pega.
Quien pregunta esto casi siempre quiere otra cosa: gastar menos. La respuesta es control.
¿Cómo hacer que el fluido con agua dure más?
En el tanque del fluido con agua, cinco cosas piden seguimiento:
Concentración: cuánto concentrado va en el agua.
pH: si bajó, la mezcla pierde la protección contra la herrumbre y crecen las bacterias; si subió demasiado, irrita la piel y mancha el aluminio.
Suciedad y viruta fina acumuladas en el tanque.
Aceite ajeno: el aceite que se escapa de la propia máquina, como el hidráulico o el de las guías por donde desliza la mesa, y flota en el tanque.
Bacterias: crecen en la mezcla y dan mal olor.
En la fábrica, la concentración se comprueba con un refractómetro de mano, un aparato que la mide por la desviación de la luz en la mezcla; la lectura se corrige con el factor que informa el proveedor del fluido. El pH se comprueba con tira o con medidor. El rango correcto de cada uno viene de la ficha técnica; fuera de él, consulte al proveedor.
El agua de la mezcla también cuenta. El agua dura, con mucho calcio (la que deja costra blanca en la tetera), forma jabones de calcio, rompe la emulsión y deja lodo, una masa pegajosa, en el fondo. El agua demasiado blanda hace espuma.
Figura 7. Qué vigilar en el tanque del fluido con agua.
Con seguimiento, estos puntos hacen que el fluido dure más y proteja mejor la herramienta. Falta saber cómo comprobar si el fluido elegido es el correcto.
¿Cómo saber si el fluido de corte elegido es el correcto?
Comprobándolo en dos momentos: antes de aprobar el fluido, con el ensayo de laboratorio, y durante el uso, con la comprobación de concentración y pH en la propia máquina, como se vio arriba.
Kelpen Oil tiene laboratorio propio en Arujá (SP), con 25 análisis descritos en ensayos, normas y equipos del laboratorio. Cuatro de ellos responden a las preguntas de este texto:
| Ensayo | Qué responde | Norma (equipo) |
|---|---|---|
| Corrosión en lámina de cobre | En el integral y en el concentrado: si el fluido ataca cobre, latón y bronce | NBR 14359 (ASTM D130) |
| Agua por el método Karl Fischer, una reacción química que detecta solo el agua, incluso en cantidad mínima | Si el integral recibió agua, lo que hace que lubrique peor y proteja menos contra la herrumbre | Karl Fischer coulométrico |
| Boro por ICP, un aparato que mide metales en cantidades muy pequeñas (el mismo ensayo mide también bario, calcio, fósforo y zinc) | En el concentrado, como indicación: si el fluido vendido como libre de boro no muestra boro en el ensayo | NBR 14786 (Optima 7000 DV) |
| Viscosidad a 40 °C | Si el integral es fino o espeso para la operación | ASTM D7042 (SVM 4001) |
Para la conversación con el Equipo Técnico, lleve estas respuestas:
Qué metales corta la máquina.
Qué operaciones hace y cuál es la más exigente.
De dónde viene el agua de la mezcla y si deja costra.
Qué sustancias prohíbe su cliente.
Si ya hay un fluido en uso, y desde hace cuánto está en el tanque.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre aceite y fluido de corte? Fluido de corte es el nombre de todo el grupo, con y sin agua. Aceite de corte suele nombrar el integral, que se usa puro; el soluble también se llama aceite soluble, porque es un aceite hecho para mezclarse con agua.
¿Caduca el fluido de corte? Sí. El concentrado cerrado tiene fecha de caducidad, que viene en la etiqueta o en la ficha del producto. En servicio, la mezcla se desgasta: el agua dura, el aceite ajeno, las bacterias, la suciedad y el consumo de los aditivos la estropean, muchas veces sin señal visible. La concentración y el pH ayudan a seguirla, pero el momento de cambiarla sale de los cinco puntos del tanque vistos en conjunto.
¿El fluido de corte daña la piel? Puede dañarla. Según el organismo británico de salud y seguridad en el trabajo (HSE), el contacto frecuente con el fluido puede causar dermatitis, una irritación que deja la piel roja y agrietada. Según la misma fuente, la niebla de fluido contaminado daña a quien la respira. El cobalto disuelto en el afilado de metal duro también puede causar alergia en la piel; guantes, fluido controlado y extracción reducen el riesgo.
¿El aceite del torno es el mismo que el fluido de corte? No. La máquina tiene aceites propios: el de bancada, que lubrica las guías por donde desliza el carro; el hidráulico; y el de la caja de engranajes. Lo que se escapa de ellos y cae en el tanque del fluido es el aceite ajeno, que hay que retirar.
Glosario
Viruta: la astilla de metal que la herramienta arranca de la pieza.
Integral: fluido de corte que se usa puro, sin agua; en la fábrica, también llamado aceite de corte.
Concentrado: el fluido que se compra y se mezcla con agua en la máquina.
Emulsión: aceite disperso en el agua en gotas, que deja la mezcla lechosa; con gotas mucho más pequeñas, microemulsión.
Aditivo de extrema presión (EP): aditivo que reacciona con el metal caliente y forma una capa fina y blanda, que desliza bajo la presión y evita que la viruta se suelde a la herramienta.
Azufre activo e inactivo: azufre unido débilmente a la molécula, que se suelta con el calor y mancha el cobre (activo), o unido con fuerza, que reacciona poco (inactivo).
Lixiviación de cobalto: disolución, por el fluido con agua, del cobalto que une los granos del metal duro.
Punto de inflamación: la menor temperatura a la que el vapor del líquido se enciende por un instante cuando se acerca una llama.
Hable con el Equipo Técnico
El Equipo Técnico de Kelpen Oil evalúa los metales que mecaniza, las operaciones de la máquina y la más exigente de ellas, el agua de dilución y las sustancias que su cliente prohíbe, e indica el fluido adecuado para su caso. El laboratorio de Arujá (SP) también hace análisis para otras empresas, como servicio de pago. Guarde este artículo o envíelo a quien define el fluido del mecanizado en su empresa.
