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Venciendo al enemigo

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La máquina perfecta

¿Cómo sería una máquina perfecta?

• Que sea eterna.

• Que no se desgaste.

• Que no falle nunca.

• Que tenga el mismo “punche” durante toda su existencia.

• Que no tenga pérdida de energía.

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¿Por qué las máquinas no son perfectas?

• Porque existe un enemigo de toda máquina: la fricción

50 kg

5 kg

5 kg

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• Es un fenómeno que ocurre cuando dos superficies entran en contacto

• Es una fuerza que se opone al movimiento

• Si yo empujo a la derecha, la fricción empuja a la izquierda.

• La fricción siempre da la contra.

• Por lo tanto, tengo que hacer doble fuerza: para mover el peso y para

vencer la fricción

¿Qué es la fricción?

50 kg

5 kg

5 kg

50 kg

5 kg

5 kg

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• Porque si observamos las superficies con un microscopio, estas

tienen rugosidades a manera de montañas

• La fricción ocurre cuando las rugosidades chocan entre sí

¿Por qué se presenta la fricción?

Superficies separadas Superficies en contacto

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• La fricción reduce la potencia, porque aparte de hacer el trabajo, se tiene

que vencer la oposición.

• Las crestas del material más blando se rompen, desprendiendo partículas

sólidas.

• Estos desprendimientos continuos van carcomiendo las superficies en

contacto, a esto se le denomina desgaste adhesivo

¿Cuáles son los efectos de la fricción?

50 kg

5 kg

5 kg

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• Desgaste erosivo: cuando una superficie es bombardeada por

partículas sólidas, desprendiendo más partículas sólidas.

• Desgaste corrosivo: cuando la superficie se corroe, las partículas

corroídas se desprenden.

• Desgaste abrasivo: cuando un fluido en movimiento desprende

partículas de la superficie. Ej: el agua que corre en las tuberías.

• Desgaste por fatiga: cuando una fuerza se repite constantemente se

desprenden partículas de la superficie.

• Desgaste por cavitación: cuando en un líquido se forman burbujas

que luego estallan sobre las superficies, desprendiendo partículas.

¿Qué otros tipos de desgaste hay?

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• Se puede modificar el contacto entre superficies, de tal manera que la

fricción y el desgaste se reduzca.

• Se utilizan lubricantes para reducir el contacto entre superficies sólidas.

• Sin embargo, siempre habrá algo de fricción porque siempre hay contacto.

¿Se puede eliminar la fricción?

50 kg

5 kg

5 kg50 kg

50 kg

50 kg

0,5 kg

0,5 kg

¿Cuál de los tres hace menos esfuerzo?

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¿Qué aumenta el desgaste?

• Una mala lubricación

• Los contaminantes

– Partículas sólidas

– Agua

– Elementos corrosivos

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• Del exterior, a través de:

– El combustible

– El aire

– El aceite nuevo

– Las reparaciones

• Del interior, generadas por el desgaste de componentes:

– Rodillos o bolas con pistas exterior e interior de rodamientos

– Metales y cigüeñal, anillos y monoblock en motores de combustión

– Partes internas de bombas y válvulas hidráulicas

– Engranajes de cajas de transmisión

– Sellos y partes giratorias o desplazables

¿De dónde vienen las partículas sólidas?

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Ejemplos de superficies en contacto

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Ejemplos de superficies en contacto

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Ejemplos de superficies en contacto

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• Ingresa con el aire húmedo ambiental en la toma de

aire del motor

• Ingresa por cualquier resquicio, rayadura, picadura, o

elemento mal sellado, junto con el aire.

• Ingresa con el combustible

¿De dónde viene el agua?

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• Ingresan con el combustible:

– Azufre: se combina con el agua y el oxígeno durante la

combustión produciendo ácido sulfúrico que corroe el motor

– Plomo: espesa al aceite

• Ingresan con el aire:

– Nitrógeno: se combina con agua y oxígeno durante la

combustión produciendo ácido nítrico

– Gases de mala combustión: monóxido de carbono,

benzopireno, etc.

¿De dónde vienen los elementos corrosivos?

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• Es posible reducir drásticamente el desgaste.

• Pero para ello, debemos cuidar los cuatro factores de

quienes depende la contaminación y el desgaste:

– El aire

– El combustible

– El aceite

– Las superficies en contacto

¿Se puede eliminar el desgaste?

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• El aire ambiental contiene polvo, es decir partículas sólidas de

tipo abrasivo: sílice (arena y tierra)

• El aire ambiental contiene agua en forma de vapor y en forma de

gotitas (cuando es muy húmedo)

• Durante la combustión, el agua se desprende del aire y una parte

se va con el aceite, otra con el combustible combinándose con el

azufre, mientras que la parte restante se va en los gases de

escape.

• El agua aumenta la corrosión de las partes metálicas, aumenta la

oxidación del aceite y disminuye la eficiencia del motor.

• El aire ideal sería aquél totalmente seco y libre de partículas.

El aire

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• El combustible en el Perú tiene mucha agua y partículas sólidas,

debido al manipuleo y falta de estanqueidad en los depósitos de

grifos, cisternas, etc.

• El petróleo extraído en el Perú tiene mucho azufre y plomo.

• El combustible ideal sería aquél que no contiene azufre ni

plomo:

– biodiesel (para motores diesel)

– gas o etanol (para motores gasolineros)

• Para quitar las partículas sólidas y el agua del combustible se

debe centrifugar.

El combustible

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• El aceite distribuido en el Perú contiene un alto grado de contaminación

por partículas sólidas.

• En las plantas envasadoras se producen varios tipos de aceite en una

misma “olla”.

• El aceite base, derivado del petróleo, absorbe un poco de agua, se oxida,

se degrada, forma lodos y otros contaminantes, inclusive bacterias.

• Los aditivos del aceite cumplen diversas funciones, sin embargo se van

consumiendo conforme opera la máquina.

• El aceite ideal sería aquél que contiene cero partículas sólidas, que no se

oxida ni se degrada, mantiene los aditivos intactos siempre, y no se

consume con la combustión.

• El microfiltrado atrapa partículas sólidas muy finas y agua.

El aceite

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• Las crestas de las rugosidades son las “madres” de las partículas sólidas.

• Estas rugosidades se originan en el proceso de fabricación debido al

mecanizado: torneado y rectificado.

• La superficie ideal es aquélla que tiene cero rugosidades.

• Para reducir las crestas se deben llenar los “valles” con un material duro

que permanezca perfectamente adherido, aún cuando no hubiera aceite,

éstos se conocen como acondicionadores de superficie:

– Capilares: forman una capa dura sobre la superficie metálica.

– Penetrantes: endurecen la capa metálica ya existente, evitando que se

rompan las crestas.

Las superficies en contacto

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• Oxida y desgasta las superficies metálicas

• Multiplica los contaminantes

• Oxida y degrada al aceite

• Hace perder “punche” al motor

• Aumenta el consumo de combustible

• Aumenta el consumo de aceite y filtros

• Aumenta las reparaciones del motor

• En resumen: el enemigo es un ladrón.

¿Cómo trabaja el enemigo?

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¿Cómo vencer al enemigo?

• Eliminar las partículas sólidas y/o impedir que ingresen

• Eliminar el agua y/o impedir que ingrese.

• Eliminar el azufre

• Utilizar aceites que no degraden

• Proteger las superficies metálicas

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• Si se trabajara con:

– Microfiltrado de partículas y agua en el aceite.

– Centrifugado del combustible que ingresa al motor.

– Aceite sintético

– Acondicionador de superficies

• Se podría realizar cambio de aceite cada 100,000 km

• Se repararía cada 500,000 km.

• Se ahorraría en consumo de combustible: 7%

¿Cuánto me están robando?

Ahora agarra tu calculadora y haz números…

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…en una SW en un año…

Gasto anual Costo Unitario

Sin Paquete“cero desgaste”

Con Paquete“cero desgaste”

S/.60 150 x 360/360 + 80 = S/. 230

30 x 360/60 + 90 x 360/100

= S/. 500

1000 x 100/500= S/. 200

Combustible S/.100(día)

100 x 300= S/. 30000

100 x 300 x 0,93= 27900 S/. 2100

Tiempo S/. 40 (día)

40 x 12= S/. 480

40 x 1= S/. 40 S/. 420

S/.30

S/.1000

Ahorro

Aceite 60 x 360/20 = S/. 1080 S/. 850

Filtros 30 x 360/20= S/. 540 S/. 40

Reparación 1000 x 100/250= S/. 400 S/. 200

TOTAL AHORRADO EN UN AÑO: S/. 3610

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…en una CUSTER en un año…

Gasto anual Costo Unitario

Sin Paquete“cero desgaste”

Con Paquete“cero desgaste”

S/.100 250 x 360/360 + 150 = S/. 400

40 x 360/60 + 120 x 360/100

= S/. 670

1200 x 100/500= S/. 240

Combustible S/.140(día)

140 x 300= S/. 42000

140 x 300 x 0,93= 39060 S/. 2940

Tiempo S/. 40 (día)

40 x 12= S/. 480

40 x 1= S/. 40 S/. 420

S/.40

S/.1200

Ahorro

Aceite 100 x 360/20 = S/. 1800 S/. 1400

Filtros 40 x 360/20= S/. 720 S/. 50

Reparación 1200 x 100/250= S/. 480 S/. 240

TOTAL AHORRADO EN UN AÑO: S/. 5050

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• Paquete integral “cero desgaste”:

– Microfiltro de aceite

– Centrífuga de combustible

– Aceite sintético

– Acondicionador de superficies

– Instalación

• Inversión en SW: S/. 2500.00

– El 1º año ahorras: 3610 – 2500 = S/. 1110

– A partir del 2º año ahorras: S/. 3610

• Inversión en CUSTER: S/. 3150.00

– El 1º año ahorras: 5050 – 3150 = S/. 1900

– A partir del 2º año ahorras: S/. 5050

¿Cuánto debo invertir?

¿gano o pierdo?

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Fin