Los tipos de análisis de aceite lubricante se dividen en tres familias, y cada una responde una pregunta sobre la máquina: si el aceite sigue en buen estado (fisicoquímica), qué entró en él (contaminación) y si la máquina se está desgastando (desgaste). Funciona como un análisis de sangre: un poco del aceite que circula por la máquina muestra su salud y la de las piezas por donde pasó. Este texto explica qué mide cada análisis, por qué uno solo decide poco y cuál pedir para cada máquina.
¿Para qué sirve el análisis de aceite lubricante?
El análisis de aceite lubricante sirve para decidir, con datos medidos, dos cosas: si el aceite puede seguir en la máquina y si la máquina se está desgastando. Es como el análisis de sangre de rutina, que encuentra el problema antes de que la persona sienta algún síntoma.
Todo empieza por la muestra: un frasco pequeño de aceite, en la cantidad que pida el laboratorio para los ensayos elegidos (las pruebas que va a hacer), tomado con la máquina en funcionamiento o justo después de detenerla. La toma se hace siempre en el mismo punto, en un lugar donde el aceite circula, y nunca del fondo del depósito, donde la suciedad se asienta y engaña la lectura.
El laboratorio compara esa muestra de aceite en uso, el que ya trabajó en la máquina, con el aceite nuevo, el que salió del tambor. El aceite nuevo es la referencia: cada resultado vale por cuánto se alejó de él.
El mismo conjunto de ensayos tiene dos usos. En el aceite nuevo, confirma que el producto entregado es el pedido, como muestra el artículo sobre el laboratorio de lubricantes y sus ensayos. En el aceite en uso, mide cuánto cambió el aceite dentro de la máquina. Este segundo uso evita las dos pérdidas: cambiar aceite bueno antes de tiempo y averiar la máquina con aceite vencido.
Para leer qué cambió, primero hay que saber qué le pasa al aceite allí dentro.
¿Cómo se degrada el aceite dentro de la máquina?
El aceite se degrada por cinco caminos al mismo tiempo, y cada uno deja una marca que el laboratorio sabe leer. El primero lo conoce de la cocina: la mantequilla olvidada fuera del refrigerador se enrancia, porque la grasa reacciona con el oxígeno del aire, y el calor acelera esa reacción. El aceite sufre lo mismo, y cuatro cosas más.
Antes de los caminos, una palabra: aditivo. Es el producto químico que se agrega al aceite en pequeña dosis para darle o reforzarle una cualidad, como proteger contra el desgaste, la herrumbre o la espuma.
El calor y el oxígeno atacan las moléculas del aceite, una reacción llamada oxidación, que lleva a ácidos y a moléculas más grandes. Los restos se vuelven lodo, un depósito pastoso, y barniz, una película fina, de ámbar a marrón oscuro, pegada a las piezas, lo que lleva a válvulas trabadas y filtros tapados.
Fluidos de afuera entran en el aceite. El agua llega por el intercambiador de calor (el equipo que enfría el aceite con agua), por la condensación en el depósito o por el sello. Otro aceite entra por error en la reposición, y el solvente, en la limpieza. En el motor entran además el combustible y el líquido refrigerante del radiador. Esto lleva a herrumbre, a aditivo dañado y a un aceite de receta distinta de la original.
Partículas duras de afuera, como polvo, arena y virutas de metal que quedaron del montaje o del mantenimiento, entran en las holguras (el espacio mínimo que deja a una pieza moverse contra otra) y rayan el metal. Cada raya suelta más partículas, en un desgaste que se alimenta solo.
Las piezas de la propia máquina se desgastan y dejan metal en el aceite.
Los aditivos se gastan mientras protegen, y algunos, hechos de moléculas largas, se parten con el esfuerzo mecánico entre las piezas, lo que lleva a un aceite que protege menos.
Los cinco caminos caben en tres preguntas, y cada pregunta es una familia de análisis:
qué le pasó al propio aceite (caminos 1 y 5): análisis fisicoquímico;
qué entró de afuera (caminos 2 y 3): análisis de contaminación;
qué salió de la máquina (camino 4): análisis de desgaste.
Figura 1. Los cinco caminos que cambian el aceite dentro de la máquina y la familia de análisis que lee cada uno.
Cómo se ve esto en su fábrica: aceite oscuro con olor a quemado, aceite turbio o lechoso en la mirilla (la ventanita del depósito), filtro que se satura antes de plazo, temperatura de trabajo que sube poco a poco, espuma en el depósito. Cuando el síntoma llega a la mirilla, el análisis ya mostraba el cambio desde hacía tiempo.
¿Qué muestra el análisis fisicoquímico del aceite?
El análisis fisicoquímico muestra si el propio aceite cambió, y casi siempre deciden dos lecturas: la viscosidad y la acidez.
La viscosidad es cuánto se resiste el aceite a fluir: la miel es espesa, el agua es fina. Es ella la que mantiene la película de aceite, la capa fina que separa una pieza de otra. El laboratorio mide la muestra y ve cuánto se alejó del aceite nuevo, hacia arriba o hacia abajo.
Viscosidad que sube indica oxidación, mezcla con un aceite más espeso, hollín (en el motor) o agua atrapada en el aceite en gotitas. Viscosidad que baja indica mezcla con un aceite más fino, entrada de solvente o combustible, o aditivo de moléculas largas partido por el esfuerzo entre las piezas. Son los caminos que acaba de ver, leídos en un solo número.
Figura 2. La viscosidad del aceite en uso, comparada con la del aceite nuevo: cada lado tiene sus causas.
La viscosidad del aceite nuevo viene en el nombre del producto, por el grado ISO VG; el artículo sobre qué significa ISO VG explica cómo leer ese número.
La segunda lectura es la acidez. La oxidación genera ácido, así que la acidez sube a medida que el aceite envejece. El nombre técnico es número de acidez, o TAN (sigla en inglés de número de acidez total). Vale la diferencia respecto del aceite nuevo, porque algunos aditivos ya parten de una acidez propia.
En el aceite de motor, la lectura que más pesa es la reserva alcalina, o TBN (sigla en inglés de número de base total): la parte del aceite que neutraliza el ácido formado en la quema del combustible. Cuando se agota, el ácido pasa a atacar el metal.
Para quien necesita el número: la viscosidad se mide en centistokes (cSt) a 40 °C, y a 100 °C en el aceite de motor. La ISO 3448 admite ±10% en torno del valor nominal en el aceite nuevo: un ISO VG 68 queda entre 61,2 y 74,8 cSt. Ese rango vale para el aceite que llega en tambor.
Cuánto puede alejarse el aceite en uso del nuevo se acuerda por máquina y por tipo de aceite, con la ASTM D6224 (guía para aceite en uso de engranajes, hidráulico, motor diésel, bomba, compresor y control electrohidráulico) y la ASTM D7720 (cómo fijar esos valores por estadística). TAN y TBN salen en mg de KOH por gramo: el TAN por la NBR 14448 (norma brasileña equivalente a la ASTM D664), el TBN por la NBR 5798 (equivalente a la ASTM D2896).
¿Qué muestran el infrarrojo y la espectrometría en el aceite?
El infrarrojo muestra qué cambió en las moléculas del aceite, y la espectrometría muestra qué elementos químicos hay en él y en qué cantidad. Los dos leen la química por dentro.
El infrarrojo funciona como una huella digital. Una luz que el ojo no ve, la infrarroja, atraviesa el aceite, y cada tipo de enlace entre los átomos de las moléculas absorbe una banda de esa luz. El dibujo de lo que se absorbió, llamado espectro, es la huella digital del aceite. Comparado con el espectro del aceite nuevo, muestra oxidación, mucha agua, hollín y líquido refrigerante (en el motor), aditivo antidesgaste que se va consumiendo y mezcla con otro aceite.
La espectrometría recuerda a los fuegos artificiales, cuyo color viene de la sal de metal mezclada con la carga: la sal de estroncio da rojo, la sal de cobre da azul o verde.
En el laboratorio, la muestra se calienta en un plasma, un gas a miles de grados. Cada elemento químico (hierro, cobre, zinc, cada tipo de átomo) emite luz en colores propios, la mayoría invisible al ojo, y el aparato mide cuánto hay de cada color. De ahí sale la cantidad de cada elemento.
Esa cantidad viene en ppm, partes por millón: 1 ppm es 1 miligramo en 1 kilo de aceite.
Los aditivos tienen elementos propios: el antidesgaste lleva fósforo y zinc, y otros aditivos llevan calcio, bario y boro. Si el aceite en uso muestra elementos de aditivo distintos de los del aceite nuevo, lo más común es mezcla o reposición con otro aceite.
Un cuidado en la lectura: el aditivo gastado suele seguir en el aceite, y la espectrometría cuenta el elemento, esté trabajando o no. Por eso, fósforo y zinc estables no prueban que el antidesgaste esté activo; el infrarrojo completa esa lectura. El mismo aparato también mide los metales que salen de las piezas, y esos vuelven más adelante, en el desgaste.
Para quien necesita el número: el infrarrojo del aceite en uso se lee por tendencia, contra el aceite nuevo, por la ASTM E2412; la oxidación tiene método propio, la ASTM D7414.
El riesgo de barniz se mide por colorimetría de membrana (ASTM D7843), y la reserva de antioxidante se sigue por voltametría (ASTM D6971); las dos normas se escribieron para aceite de turbina y se usan también en otros aceites de circulación, por tendencia. La espectrometría por plasma (ICP) del aceite en uso sigue la ASTM D5185.
¿Cómo mide el análisis el agua en el aceite?
El agua se mide con un ensayo químico llamado Karl Fischer, una reacción hecha solo para el agua, que da el contenido en ppm y acusa el agua mucho antes de que el aceite se ponga turbio.
El agua entra por los caminos que ya vio: intercambiador de calor, sello y condensación. La condensación engaña: el vaso de agua helada queda mojado por fuera, y el depósito que se calienta y se enfría todos los días junta agua por dentro del mismo modo.
¿Por qué no confiar en el ojo? El aceite solo se pone turbio cuando el agua pasa de lo que él logra disolver, y ese límite cambia con la temperatura y sube en el aceite envejecido: el aceite viejo aguanta más agua sin enturbiarse, y esa agua ya ataca la máquina. Por eso un aceite límpido en caliente puede enturbiarse al enfriarse, y un aceite límpido puede tener ya demasiada agua.
En el aceite de circulación (el que pasa por la máquina en circuito cerrado, como en los cojinetes de la máquina de papel), interesa también si todavía suelta el agua en el depósito, en vez de formar con ella una mezcla lechosa, la emulsión. Esa capacidad de separar el agua se llama demulsibilidad.
Para quien necesita el número: 1% de agua son 10.000 ppm. El Karl Fischer coulométrico sigue la ASTM D6304, con la muestra inyectada directamente o pasando por un horno. Algunos compuestos de azufre interfieren; en aceite muy aditivado, el laboratorio usa el horno, que evapora el agua, y solo ella llega a la celda de medición.
La demulsibilidad sigue la NBR 14172 (equivalente a la ASTM D1401); el aceite hidráulico detergente es la excepción, hecho a propósito para retener la poca agua en gotas finas.
¿Cómo cuenta el análisis las partículas en el aceite?
Un contador automático hace pasar el aceite frente a una luz y cuenta cada partícula que hace sombra, separándolas por tamaño. Las que importan se parecen al grano de arena en el zapato: pequeñas y capaces de lastimar.
Se miden en micrómetros (µm). Un micrómetro es una milésima de milímetro, y un cabello tiene cerca de 70 micrómetros. Entre las piezas de una bomba de pistón o de una servoválvula (válvula hidráulica de precisión), la holgura es de pocos micrómetros; la partícula del tamaño de la holgura raya la pieza y puede trabar la válvula.
El resultado se escribe en un código, el código ISO 4406: tres números, uno para las partículas desde 4 micrómetros, otro desde 6 y otro desde 14, en cada mililitro de aceite, como 18/16/13.
Para leer el código basta una regla: el número indica el rango en que cae la cuenta, y cada número más quiere decir cerca del doble de partículas. Cuanto menor el número, más limpio el aceite. El 18/16/13 del ejemplo quiere decir más de mil partículas desde 4 µm en cada mililitro; el límite aceptable depende de la máquina y se acuerda con el Equipo Técnico.
Figura 3. El código 18/16/13: un número para las partículas desde 4, desde 6 y desde 14 micrómetros, y cada número más quiere decir cerca del doble de partículas.
Donde más pesa la limpieza es en el circuito hidráulico, y el artículo sobre tipos de aceites hidráulicos muestra ese circuito y sus holguras.
Para quien necesita el número: el conteo automático por bloqueo de luz sigue la ISO 11500, con el contador calibrado por la ISO 11171 (es lo que indica el "(c)" de "µm(c)"). Por la tabla 1 de la ISO 4406:2021, el 18/16/13 quiere decir, en cada mililitro, más de 1.300 hasta 2.500 partículas desde 4 µm(c), más de 320 hasta 640 desde 6 µm(c) y más de 40 hasta 80 desde 14 µm(c).
La gota de agua libre y la burbuja de aire también hacen sombra y cuentan como partícula. La ISO 4406 es la forma de escribir el resultado; el conteo en sí sigue otras normas. En aceite con agua o muy oscuro, la ASTM D7647 diluye la muestra antes de contar, y la ASTM D7596 cuenta por imagen.
La partícula que viene de afuera es suciedad; la que sale de la propia máquina cuenta otra historia.
¿Qué análisis muestra el desgaste de la máquina?
El desgaste aparece en dos análisis: la espectrometría, que mide cuánto metal hay en el aceite, y la ferrografía, que muestra la forma de las partículas de metal. Piense en la goma de borrar que deja migas al borrar: la pieza que se desgasta deja metal en el aceite, y el tipo de metal señala la pieza.
La espectrometría usa el mismo aparato de plasma visto arriba, ahora leyendo los metales de desgaste:
hierro (Fe): engranaje, eje, rodamiento, camisa del motor (el cilindro por dentro del cual corre el pistón);
aluminio (Al): pistón, carcasa (la caja que envuelve la máquina);
cobre (Cu): buje de bronce (el anillo que apoya el eje), que suelta también estaño (Sn), jaula de latón del rodamiento (la pieza que mantiene separadas las esferas), tubo del intercambiador de calor;
plomo (Pb) y estaño (Sn): la aleación blanda que reviste el cojinete de deslizamiento (la pieza en que el eje gira apoyado en una película de aceite, sin esferas);
silicio (Si): polvo que entró por el respiradero (la abertura del depósito por donde el aire entra y sale) o por el sello, descontando el silicio del antiespumante (el aditivo contra la espuma), que ya viene en el aceite nuevo.
Figura 4. El metal señala la pieza: hierro, aluminio, cobre, plomo y estaño, y el silicio con el aluminio del polvo que entra por el respiradero.
Una regla de lectura ayuda: silicio y aluminio subiendo juntos señalan polvo, porque el polvo mineral es rico en silicio y aluminio.
La espectrometría tiene un punto ciego: las partículas mayores que unos pocos micrómetros escapan en parte de la medición, y son justamente las del desgaste severo. Para ellas existe la ferrografía.
En la ferrografía, un imán atrae las partículas de hierro a una lámina de vidrio y las alinea por tamaño; las de otros metales, como bronce y aluminio, quedan al lado, dispersas. El analista examina todo al microscopio, y la forma dice la causa:
escama plana: fatiga, la pieza que se descascara de tanto ser cargada, en rodamiento o diente;
espiral, como la cinta de metal que sale del torno: corte por partícula dura;
partícula grande, con rayas paralelas en la superficie y bordes rectos: deslizamiento severo, metal contra metal, con la película de aceite rota.
La ferrografía entra cuando el hierro sube y hace falta saber por qué. En el reductor, donde el hierro viene del diente, la elección del aceite que frena ese desgaste está en el artículo sobre qué aceite usar en un reductor industrial.
Para quien necesita el número: la espectrometría de aceite en uso sigue la ASTM D5185, que calibra con metal disuelto en el aceite y advierte que no cuantifica partículas insolubles; el límite de unos pocos micrómetros viene de la literatura de mantenimiento predictivo. La ferrografía analítica sigue la ASTM D7690, que identifica las partículas al microscopio y no mide concentración.
Entonces, ¿hierro alto en una muestra ya es motivo para detener la máquina?
¿Por qué un análisis solo decide poco?
Porque un análisis es una fotografía, y la decisión pide la secuencia. Una temperatura de 37,5 °C, medida una vez, dice poco; una persona con 36,8, 37,2 y 37,8 °C en tres días seguidos muestra que algo está empeorando. Muestras del mismo punto, a intervalos regulares, forman la tendencia.
Un ejemplo, solo para ilustrar: hierro de 40 ppm dice poco solo. El mismo hierro subiendo de 10 a 20 y después a 40 ppm en tres tomas a intervalos iguales muestra el desgaste acelerando: en cada intervalo, el hierro sube más que en el anterior.
Figura 5. Ejemplo: el mismo hierro de 40 ppm, solo y como tercera de tres tomas a intervalos iguales, en una tendencia que sube y cruza el límite de alerta acordado para la máquina.
La tendencia se lee contra el límite de alerta: el valor acordado para esa máquina a partir del cual se actúa. Con los dos, la decisión queda entre mantener, corregir la causa o cambiar el aceite. Es el cambio por condición: cambiar cuando el análisis muestra que llegó la hora, y no por el calendario. Pesa más donde detener la máquina cuesta caro, como muestra el artículo sobre lubricante para la industria tissue.
La excepción es el resultado muy lejos del aceite nuevo, como agua visible, que ya pide acción en la primera muestra. Y la tendencia solo vale con tomas comparables: mismo punto, misma condición de máquina, frasco limpio e identificado.
Para quien necesita el número: la ASTM D7720 muestra cómo fijar límites de alerta por estadística, y la ASTM D6224 es la guía para aceite en uso de engranajes, hidráulico, motor diésel, bomba, compresor y control electrohidráulico.
¿Qué análisis de aceite pedir para cada máquina?
El análisis correcto es el que lee lo que más amenaza a esa máquina: partículas en el hidráulico, desgaste de dientes en el reductor, oxidación en el compresor, agua en la circulación, ácido y hollín en el motor.
| Si el aceite está en... | Análisis que deciden | Por qué |
|---|---|---|
| Hidráulico con bomba de pistón o servoválvula (aceites hidráulicos) | Código ISO 4406, agua, viscosidad y acidez | Las holguras son de pocos micrómetros; la partícula del tamaño de la holgura raya la pieza y traba la válvula |
| Reductor de engranajes (aceites para reductores industriales) | Viscosidad, metales de desgaste, agua, y ferrografía cuando el hierro sube | El diente gastado suelta hierro; el respiradero aspira humedad en cada calentamiento y enfriamiento |
| Compresor de aire (aceites para compresores) | Acidez, viscosidad, infrarrojo y agua | El calor y el aire comprimido aceleran la oxidación, que forma barniz |
| Circulación de cojinetes, como la máquina de papel | Agua, demulsibilidad, acidez, viscosidad y partículas | El vapor y el agua de proceso llegan al aceite |
| Motor diésel de flota o generador | TBN, viscosidad, infrarrojo (hollín), metales, agua y líquido refrigerante (sodio y potasio, que el líquido del radiador lleva y el aceite no) | El ácido de la combustión consume la reserva alcalina, el combustible afina el aceite y el refrigerante que se fuga daña el aditivo |
| Aceite nuevo recibido en tambor o a granel | Viscosidad, aspecto y color, infrarrojo y elementos de aditivo; conteo de partículas cuando va a un hidráulico de precisión | Confirma el producto y crea la referencia; el aceite nuevo puede llegar más sucio de lo que tolera la servoválvula |
En el compresor, el artículo sobre aceite para compresor de aire muestra por qué el calor pesa tanto. Si su máquina no está en la tabla, el Equipo Técnico arma el plan con usted.
¿Cómo hace Kelpen Oil el análisis de aceite?
Kelpen Oil analiza el aceite en su laboratorio propio en Arujá (SP), Brasil, que hace el control de calidad de lubricantes nuevos y usados, con 25 análisis por normas ASTM, NBR e ISO. El mismo laboratorio analiza el lubricante en uso en su operación, como servicio pago, suelto o por contrato.
Conviene enviar junto una muestra del aceite nuevo, o por lo menos el nombre del producto y el lote, porque cada resultado se lee contra el aceite nuevo. La tabla muestra lo que el laboratorio mide en el aceite en uso.
| Qué medimos | Qué revela en el aceite en uso | Norma y equipo |
|---|---|---|
| Viscosidad a 40 °C y a 100 °C | Oxidación, mezcla con otro aceite, entrada de solvente o combustible | ASTM D7042, viscosímetro SVM 4001 |
| Índice de viscosidad (cuanto menos cambia la viscosidad con la temperatura, mayor el índice) | La caída sugiere aditivo de moléculas largas partido, en el aceite que lleva ese aditivo; el cambio hacia cualquier lado sugiere mezcla con otro aceite | NBR 14358, calculado de las viscosidades a 40 °C y a 100 °C |
| Número de acidez (TAN) | Oxidación y envejecimiento del aceite | NBR 14448, titulador Titrino Plus |
| Reserva alcalina (TBN) | Cuánto queda para neutralizar el ácido en el aceite de motor | NBR 5798, titulador Titrino Plus |
| Agua | Intercambiador con fuga, condensación, entrada por el sello | Karl Fischer coulométrico |
| Conteo de partículas | Filtración y entrada de suciedad | Código ISO 4406, contador PAMAS |
| Elementos de aditivo (bario, boro, calcio, fósforo y zinc) | Mezcla o reposición con otro aceite | Espectrómetro ICP, Optima 7000 DV |
| Espectro de infrarrojo | Oxidación, consumo de aditivo, mezcla con otro aceite | ASTM E2412, Spectrum Two |
| Demulsibilidad | Si el aceite todavía separa el agua | NBR 14172 |
| Características espumantes | Si el aceite pasó a formar espuma que no se deshace, lo que hace que la bomba trabaje con ruido y desgaste | NBR 14235 |
| Corrosión en lámina de cobre | Si el aceite pasó a atacar bronce y cobre | NBR 14359 |
Preguntas frecuentes
¿Cómo hacer un análisis de aceite lubricante? Tome la muestra con la máquina en funcionamiento o justo después de detenerla, siempre en el mismo punto, en un frasco limpio, identificado con la máquina, la fecha y las horas de uso del aceite. Envíela al laboratorio con el nombre del aceite, para que el resultado se compare con el aceite nuevo.
¿Dónde hacer un análisis de aceite lubricante? En un laboratorio que trabaje por norma (ASTM, NBR o ISO) y diga en el informe el método de cada ensayo. El laboratorio de Kelpen Oil, en Arujá (SP), Brasil, analiza el lubricante en uso en su operación, como servicio pago, suelto o por contrato.
¿Los tipos de análisis de aceite de transformador son los mismos? No. El aceite aislante tiene ensayos y normas propios: la rigidez dieléctrica (NBR IEC 60156, versión brasileña de la IEC 60156), que muestra si el aceite todavía aísla la electricidad, y el análisis de gases disueltos (NBR 7070), que señala descarga eléctrica o calentamiento anormal dentro del transformador. Hasta el agua, medida por Karl Fischer, tiene norma propia para aceite aislante (NBR 10710).
¿El color del aceite muestra si está bueno? Solo, no. El aceite se oscurece con el uso, y algunos se oscurecen pronto sin perder la función; el color ayuda a notar el cambio, y quienes deciden el cambio son la viscosidad, la acidez, el agua, las partículas y los metales, comparados con el aceite nuevo. El color ASTM se mide por la NBR 14483 (equivalente a la ASTM D1500).
Glosario
Reserva alcalina (TBN): la parte del aceite de motor que neutraliza el ácido; cuando se agota, el ácido ataca el metal.
Demulsibilidad: capacidad del aceite de soltar el agua en vez de formar con ella una emulsión lechosa.
TAN: número de acidez total, la cantidad de ácido en el aceite, que sube a medida que se oxida.
Código ISO 4406: tres números que resumen cuántas partículas desde 4, 6 y 14 micrómetros hay en cada mililitro de aceite.
Espectrometría: ensayo que mide los elementos del aceite, de aditivo y de desgaste, por la luz que cada uno emite en un plasma.
Ferrografía: examen al microscopio de las partículas de desgaste separadas por imán, que muestra la causa del desgaste por su forma.
Hable con el Equipo Técnico
El Equipo Técnico Kelpen Oil evalúa la máquina, el aceite en uso, las horas desde el último cambio y lo que mostraron los análisis anteriores, y arma con usted el plan de análisis. El laboratorio de Arujá (SP) hace el análisis del aceite en uso, como servicio pago. Antes de pedir el primer análisis, elija el punto de toma de cada máquina y guarde una muestra del aceite nuevo: son la referencia de todas las lecturas que vengan después. Envíe este artículo a quien cuida el mantenimiento en su empresa.
