Un engranaje abierto no tiene cárter. El lubricante queda expuesto al entorno: polvo, agua de lluvia, vapores de proceso, variaciones de temperatura de ‒20 °C a +80 °C. La norma ISO 6336 define las tensiones de contacto admisibles en el flanco, pero no especifica el lubricante: ese trabajo corresponde al ingeniero de mantenimiento con el apoyo del proveedor técnico. Este artículo recorre los tres tipos de lubricante estándar, los sistemas de aplicación y las 8 aplicaciones industriales más frecuentes.
El reto de lubricar una corona de gran diámetro
Una corona dentada de un molino SAG de cobre puede tener un módulo de 36 mm, 180 dientes y una anchura de cara de 700 mm. El par que transmite supera los 10 MN·m. Bajo estas condiciones, la película de lubricante en el flanco del diente trabaja en régimen EHD (elastohidrodinámico) límite: el espesor de película puede ser menor que la rugosidad combinada de los flancos, lo que significa contacto metálico parcial inevitable.
Velocidades periféricas bajas (0,5–3 m/s en hornos rotativos) dificultan la formación de película EHD. El lubricante debe aportar EP sin depender de la velocidad.
Polvo mineral, agua de lluvia, temperatura exterior variable. El lubricante debe adherir y no ser desplazado por la contaminación.
Coronas de acero fundido en exterior sin protección. El lubricante actúa como barrera anticorrosión entre ciclos de aplicación.
ISO 6336: tensiones de contacto y factor de lubricante Z
La norma ISO 6336 parte 2 incluye el factor ZL (lubricant factor) que modifica la tensión admisible en función de la viscosidad cinemática del aceite base a 60 °C. Para aceites EP con viscosidades altas (VG 680–1500), ZL puede alcanzar valores de 1,0–1,2, aumentando la capacidad de carga superficial en un 15–20% respecto a aceites de baja viscosidad. Esto justifica el uso de lubricantes de alta viscosidad o compounds en coronas críticas.
Los tres tipos de lubricante para engranajes abiertos
La selección depende del equipo, el sistema de aplicación disponible, los requisitos medioambientales y las preferencias del departamento de mantenimiento. No existe un producto universalmente superior: cada tipo tiene su dominio de aplicación.
Sistemas de aplicación: drip, cepillo y spray automático
El sistema de aplicación determina en gran medida qué tipo de lubricante es compatible. Un sistema de spray automático Lube-King o Interlube requiere un producto con fluidez suficiente para pulverizar — lo que limita el uso de compounds duros. Un cepillo manual puede aplicar cualquier producto pero introduce variabilidad en la cantidad y frecuencia.
Protección anticorrosión en equipos exteriores
Una corona abierta en exterior —una excavadora de minería a cielo abierto o un horno rotativo en zona húmeda— está expuesta a ciclos de lluvia, condensación nocturna y temperatura variable. Entre ciclos de lubricación, el flanco del diente puede estar expuesto sin película activa durante horas.
Compound bituminoso: barrera física
Grasa Ca-sulfonato: inhibición activa
El sulfonato de calcio complejo aporta inhibición de corrosión activa (pasivación anódica). Prueba ASTM D1743 (rust prevention) aprobada incluso en entornos salinos. Apto para equipos portuarios.
Aceite EP no asfáltico: protección residual
Film de aceite de menor viscosidad que compound o grasa. Protección anticorrosión buena si contiene aditivos inhibidores, pero requiere aplicación más frecuente en exterior húmedo.
Práctica recomendada: en equipos exteriores con coronas de gran diámetro, combinar la lubricación operativa con una limpieza periódica del flanco (vapor o disolvente) para eliminar la acumulación de compound envejecido o grasa mezclada con polvo. El compound viejo mezclado con partículas abrasivas puede actuar como lija sobre el flanco del diente, acelerando el desgaste adhesivo en lugar de reducirlo.
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Tabla de referencia: 8 aplicaciones de engranajes abiertos
Referencia rápida para la selección de lubricante, viscosidad/NLGI, intervalo y método de aplicación en las aplicaciones industriales más frecuentes.
| Equipo / Aplicación | Diámetro aprox. | Lubricante recomendado | Viscosidad / NLGI | Intervalo reengrase | Método aplicación |
|---|---|---|---|---|---|
| Molino de bolas (mineral/cemento) | 3–8 m | Compound bituminoso o grasa Ca-sulfonato NLGI 0 | Fluido / NLGI 0 | Continuo (spray) o semanal (cepillo) | Spray automático / cepillo |
| Horno rotativo de cemento | 4–10 m | Compound asfáltico con grafito | Fluido viscoso | Continuo (drip) o quincenal (cepillo) | Drip / cepillo |
| Horno rotativo secadero (áridos) | 2–5 m | Grasa adhesiva Ca-sulfonato NLGI 1 | NLGI 1 | Automático diario | Spray Interlube |
| Excavadora de rueda de cangilones | 1–3 m (piñón-corona) | Aceite EP no asfáltico ISO VG 680 | ISO VG 680 | Spray cada 15–30 min | Spray automático |
| Molino SAG (minería cobre/oro) | 6–12 m | Grasa Ca-sulfonato NLGI 0 o compound especial | NLGI 0 / fluido | Automático continuo | Lube-King multipoint |
| Grúa portuaria (slewing ring grande) | 1–2,5 m | Grasa adhesiva NLGI 1 EP resistente al agua | NLGI 1 | Semanal–mensual | Engrase centralizado / manual |
| Torre de enfriamiento (fan gear) | 0,5–1,5 m | Aceite EP no asfáltico ISO VG 460 | ISO VG 460 | Mensual (drip/spray) | Drip / spray periódico |
| Zaranda vibratoria industrial | 0,3–0,8 m | Grasa adhesiva Ca-sulfonato NLGI 1-2 | NLGI 1–2 | Semanal | Manual / engrasador automático |
Datos orientativos. Confirmar siempre con el fabricante del equipo y el proveedor de lubricante. Los intervalos dependen de condiciones de carga, temperatura y contaminación real del entorno.
ISO 6336 y el dimensionamiento de la lubricación en coronas
La norma ISO 6336 establece los métodos de cálculo para la capacidad de carga de engranajes cilíndricos y cónicos. Aunque está orientada a engranajes cerrados (con cárter), sus parámetros de tensión de contacto y factor de lubricante ZLson igualmente aplicables a engranajes abiertos como referencia de diseño.
Principios base para el cálculo de resistencia de flancos y raíz. Define factores de aplicación K_A, distribución de carga K_H y dinámica K_V.
Base del cálculo de tensiones en corona de molino SAG
Tensiones de contacto superficial (pitting). Incluye factor Z_L que penaliza o favorece según viscosidad del lubricante a 60 °C.
Selección de viscosidad mínima para el lubricante
Resistencia a la rotura del diente por fatiga de flexión en raíz. No directamente relacionada con el lubricante, pero es el segundo modo de fallo.
Dimensionamiento del módulo y la anchura de cara
Clasificación de materiales. Define los grupos ME (alta calidad), MQ (calidad media) y ML (mínima calidad) para flancos tratados.
Determina la resistencia intrínseca del diente sin lubricante