Estabilidad mecánica en lubricantes: ¿por qué importa?

En el mantenimiento industrial, pocas decisiones tienen un impacto tan inmediato —y tan subestimado— como la forma en que lubricas tus equipos. Un lubricante inadecuado puede romper la estabilidad mecánica de un sistema: provocar vibraciones, aumentar la fricción, acelerar el desgaste y comprometer la producción. Pero cuando eliges una estrategia de lubricación bien diseñada, ocurre lo contrario: los equipos se estabilizan, las variaciones se reducen y el proceso recupera su ritmo natural.

Este blog te llevará a descubrir por qué la lubricación ya no es un detalle técnico… sino un punto decisivo en la reinvención de tu planta y en la confiabilidad que exige la industria moderna. Pero primero, entendamos un poco más de qué trata la estabilidad mecánica.

¿Qué es la estabilidad mecánica?

La estabilidad mecánica es la capacidad que tiene una grasa o pasta lubricante para mantener su consistencia y estructura tridimensional cuando se somete a esfuerzos de cizallamiento.

Dichos esfuerzos surgen durante la operación como resultado del movimiento relativo entre los componentes —recordemos que es la velocidad la que hace trabajar a la grasa—, así como de las vibraciones y cargas provenientes del propio sistema lubricado o de influencias externas.

Cuando una grasa resiste estas agresiones sin romper su matriz ni liberar aceite en exceso, podemos considerarla estable. Si no lo hace, el sangrado (o “bleeding”) aumenta, la grasa se desplaza y la lubricación se vuelve insuficiente.

Su impacto en mantenimiento, tribología y confiabilidad

La pérdida acentuada de consistencia tiene un efecto práctico en el ablandamiento de la grasa, lo que puede causar su escurrimiento fuera del cojinete, por ejemplo, resultando en una mayor necesidad de mantenimiento y reaplicación, además de aumentar sustancialmente la probabilidad de fallas prematuras derivadas de una lubricación insuficiente en los elementos mecánicos, ya que el punto de aplicación tenderá a quedar sin cantidad suficiente de lubricante.

Existen maneras de asegurar un desempeño satisfactorio en cuanto a estabilidad mecánica: la elección criteriosa de una formulación eficiente, con agentes espesantes de calidad, el perfeccionamiento y control de los parámetros de fabricación con el objetivo de garantizar un equilibrio adecuado entre la resistencia al esfuerzo de cizallamiento y el mantenimiento de las características reológicas durante la operación.

Por lo tanto, siempre que el punto de aplicación presente tensiones mecánicas de cizallamiento como condición importante, el valor del ensayo de estabilidad mecánica será un parámetro crítico a tener en cuenta en la elección de la grasa o la pasta.

A continuación, veremos algunos ejemplos de aplicaciones críticas que requieren alta estabilidad mecánica en grasas y pastas:

Rodamientos sometidos a altas cargas o vibraciones

En rodamientos de ruedas, motores eléctricos industriales, molinos y ventiladores, las grasas están expuestas a esfuerzos de cizallamiento continuo bajo cargas radiales y axiales importantes. Cualquiera que sea el tipo de espesante: jabón metálico, polímero, arcilla, debe formar una red estructural capas para resistir la deformación. Cuando la grasa pierde su estructura provoca el fenómeno conocido como "bleeding", para que la grasa ejerza correctamente su función, es necesario tener una separación controlada del aceite lubricante, entonces el sangrado es un proceso natural y necesario, donde una pequeña cantidad de aceite se separa de la grasa para lubricar las superficies de contacto, pero si un gran volumen de sangrado de aceite indica que la grasa es mecánicamente inestable y probablemente inadecuada para su uso.

Articulaciones, juntas y cojinetes en maquinaria pesada

Equipos de minería, agrícolas y excavadoras someten la grasa a impactos bruscos combinados con movimientos oscilantes lentos. Las grasas deben mostrar una alta resistencia al cizallamiento estático y dinámico, evitando que la matriz del espesante se rompa y se separe del metal, lo que provocaría contacto metálico directo. La demanda incluye reducir la deformación volumétrica del lubricante y asegurar la adhesión a la superficie para mantener la película lubricante eficaz bajo presión y carga de choque.

Motores eléctricos y sistemas de alta velocidad

Las grasas formuladas para cojinetes de motores eléctricos, generadores y alternadores deben soportar cizallamiento continuo a altas rotaciones por minuto (RPM). El espesante debe ser químicamente estable y mecánicamente resistente, minimizando el desgaste y evitando la degradación. Las bases sintéticas como PAO o ésteres, combinadas con espesantes poliméricos, principalmente porque tiene una estructura reorganizable después del corte, manteniendo la consistencia incluso después de largos períodos; complejos de lítio o complejo sulfonato de calcio, son opciones frecuentes para lograr una estructura estable sin descomposición bajo cargas cíclicas elevadas.

Aplicaciones con vibración o movimiento oscilante

En acoplamientos, cojinetes de suspensión y compresores de pistón, el fenómeno conocido como trabajo mecánico somete al lubricante a una degradación física considerable, causada por la vibración constante y los movimientos oscilantes.

Estas tensiones repetitivas acaban por romper la estructura del espesante y debilitan las interacciones —ya sean mecánicas, por fuerzas de van der Waals, o por capilaridad— entre el espesante y el aceite base, lo que provoca una pérdida de consistencia.

Para garantizar una lubricación a largo plazo, es esencial que la formulación de la grasa contenga espesantes resistentes a la fatiga mecánica y aditivos antidesgaste capaces de mantener la integridad del espesor y la película lubricante. El complejo de sulfonato de calcio suele ofrecer un rendimiento excelente.

Equipos sometidos a ciclos térmicos y cizallamiento simultáneo

En equipos expuestos a ciclos térmicos y cizallamiento simultáneo, como hornos, cintas transportadoras de secado y turbinas, la grasa debe soportar estas variaciones continuas de temperatura combinadas con un alto cizallamiento.

Esta condición puede generar efectos negativos que comprometen tanto la estructura del espesante (por ablandamiento o sinéresis) como la estabilidad química del aceite base, acelerando los procesos de oxidación.

Por lo tanto, en estos casos, se recomiendan grasas formuladas con bases sintéticas de alta estabilidad térmica y espesantes capaces de resistir la degradación térmica y mecánica.

Pastas lubricantes o de montaje

Para aplicaciones específicas de montaje bajo par de apriete elevado —como tornillos de alta carga, acoples y válvulas— las pastas deben mantener un equilibrio entre fluidez y adhesividad sin segregación de sólidos lubricantes (MoS₂, grafito, PTFE). Aquí, la estabilidad mecánica se traduce en resistencia a la separación del soporte sólido, manteniendo la dispersión homogénea y evitando la “sangría” del aceite que comprometería la lubricación y resistencia al desgaste.

Aplicaciones con movimiento recíproco o carga oscilante.

En sistemas con movimientos alternados frecuentes—frenos, guías lineales, prensas o actuadores hidráulicos—la grasa debe soportar un cizallamiento repetitivo intenso sin perder cohesión ni separación de fases. La estructura del espesante debe presentar elevada elasticidad y recuperación tras esfuerzos, mientras que el aceite base debe garantizar una película lubricante estable para prevenir desgaste por fricción y micro-impactos.

¿Cuáles factores determinan la estabilidad mecánica?

La obtención de una buena estabilidad mecánica depende principalmente de:

• Selección criteriosa del sistema espesante, considerando su estructura cristalina, resistencia al cizallamiento e interacción con el aceite base.
• Optimización del proceso de fabricación, asegurando la uniformidad de la dispersión durante la etapa de homogeneización que ocurre en los molinos, el control de la textura y el desarrollo adecuado de la microestructura del espesante.
• La interacción entre las fibras formadas por el espesante y el aceite lubricante es fundamental para garantizar la consistencia estructural y el rendimiento funcional de la grasa. Esta característica depende directamente de una homogeneización adecuada y un cizallamiento controlado durante la etapa de molienda, procesos que aseguran la dispersión uniforme del jabón y la correcta suspensión del aceite en la matriz de la grasa, confiriendo estabilidad física y propiedades reológicas deseadas para la aplicación industrial.

Dispersión con deficiencia.

Dispersión mediana.

Dispersión eficiente.

Ensayos y evaluación de la estabilidad mecánica

La estabilidad mecánica se mide frecuentemente mediante el ensayo prolongado descrito en la norma ASTM D217 (por ejemplo: 100.000 golpes dobles) o el ensayo de Estabilidad de Rodillo ASTM D1831.

ASTM D217: Cone Penetration of Lubricating Grease (objetivo y alcance)

El objetivo de esta es realizar una comparación porcentual entre la consistencia de la grasa en décimas de milímetro, medida por la profundidad de penetración de un cono estandarizado.

Los procedimientos cubren la penetración trabajada después de 60 golpes (P1) y la penetración después de un trabajo prolongado de 10.000 / 100.000 (P2) en una tamizadora severa del Grease Worker.

La grasa es trabajada por el pistón del aparato y forzada repetidamente a atravesar los orificios de la tamizadora, sufriendo cizallamiento adicional e intenso.

Esta configuración aumenta el trabajo mecánico sobre la estructura del espesante, promoviendo:

• Ruptura parcial de la red del espesante,
• Separación de la fase oleosa,
• Posible pérdida de consistencia.

Puntos críticos de ejecución:

Temperatura del ensayo (25 °C), precisión de la masa y geometría del cono, número de golpes y velocidad del grease worker, tiempo de liberación del cono (5 s) y promedio de 3 lecturas.

Estas variables influyen fuertemente en la reproducibilidad.

$\text{Estabilidad Mecánica (\%) =}\left(\frac{{\mathrm{P1}}^{}-{\mathrm{P2}}^{}}{{\mathrm{P1}}^{}}\right)*100$

Donde:

P1 = Penetración inicial trabajada con 60 golpes (0,1 mm).

P2 = Penetración después del esfuerzo mecánico prolongado (0,1 mm).

P2 − P1 = Variación absoluta.

Ejemplo hipotético:

$\text{Estabilidad Mecánica (\%) =}\left(\frac{{\mathrm{273}}^{}-{\mathrm{280}}^{}}{{\mathrm{280}}^{}}\right)*100=\mathrm{2,5\%}$

Un valor de 2,5 % indica que el cambio en la consistencia de la grasa después del esfuerzo mecánico es pequeño, lo cual es señal de buena estabilidad mecánica. Las grasas con alta estabilidad mecánica mantienen sus propiedades bajo cizallamiento y vibración, garantizando mayor durabilidad y desempeño del lubricante en rodamientos sujetos a altas velocidades, por ejemplo.

Norma ASTM D1831

Somete la grasa a un esfuerzo de cizallamiento mecánico mediante la rotación de un cilindro que contiene un rodillo de 5 ± 0,5 kg a 165 ± 15 rpm, durante un período de 2 h ± 5 min.

Las variaciones en la penetración de la grasa tras la conclusión del ensayo se utilizan para evaluar la estabilidad mecánica del producto.

Este ensayo simula las condiciones de esfuerzo mecánico a las que el lubricante será sometido en operación real y permite prever su durabilidad y desempeño.

Aspecto	Grease Worker (ASTM D217)	Cilindro con rodillo (ASTM D1831)
Modo de aplicación	Cizallamiento dinámico por pulsos repetidos	Cizallamiento continuo, rotativo y suave
Fuerza de cizallamiento	Alta	Baja a moderada
Duración típica del ensayo	Varía (p. ej.: 10.000 a 100.000 golpes)	2 h continuas a 165 rpm
Simula	Condiciones severas y ciclos intensos de uso	Condiciones más leves de uso y movimiento
Objetivo	Evaluar resistencia al ablandamiento bajo esfuerzo mecánico intenso	Evaluar estabilidad al rodamiento y cizallamiento moderado

Cuadro comparativo entre normas.

La estabilidad mecánica como parte de la lubricación estratégica

En la lubricación estratégica, la estabilidad mecánica no es solo un valor de laboratorio: es un criterio de selección que impacta la confiabilidad, la disponibilidad y el costo total de operación.

Cuando un ingeniero elige una grasa basándose únicamente en precio o en una ficha técnica superficial, pierde la oportunidad de controlar:

• desgaste
• eficiencia energética
• frecuencia de relubricación
• vida útil de rodamientos
• seguridad operativa

Y esa reinvención empieza en decisiones aparentemente pequeñas que construyen un impacto enorme.

Elegir una grasa con la estabilidad mecánica adecuada es una decisión técnica, pero también estratégica.
Es pensar en confiabilidad, en continuidad operativa y en liderazgo industrial.

Porque cuando entiendes cómo funciona cada detalle —desde la microestructura del espesante hasta el ensayo ASTM— puedes anticipar fallas, optimizar procesos y elevar el estándar de tu planta.

Si quieres llevar tu programa de lubricación a un nivel más confiable y estratégico, habla con nuestro equipo de ingenieros y descubre qué grasa ofrece la estabilidad mecánica ideal para tus equipos.

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