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DIAGNÓSTICO DE MOTORES DIESEL 
MEDIANTE EL ANÁLISIS DEL ACEITE USADO 
 
 
Bernardo Tormos 
Dr. Ingeniero Industrial 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prefacio. 
Esta publicación refleja el interés por el estudio de la Ingeniería del 
Mantenimiento y en particular por la aplicación del mantenimiento predictivo al 
ámbito de los motores Diesel, el cual representa un aspecto cada día más 
importante en el coste directo de explotación y con una clara repercusión en las 
condiciones medioambientales. Al hablar de mantenimiento predictivo en motores 
Diesel necesariamente hay que referirse al empleo del análisis del aceite usado 
como herramienta para el mismo. Es por ello un placer para mi presentar este 
trabajo de investigación realizado en el grupo CMT - Motores Térmicos, dentro de 
la línea de Ingeniería de Mantenimiento, en el que se ha tenido la total 
colaboración de Repsol-YPF, habiendo aplicado los resultados obtenidos en el 
mismo a un sistema de diagnóstico de motores Diesel y por lo que agradecemos 
toda su confianza depositada. 
En este trabajo de investigación se ha realizado una profunda revisión al 
campo del análisis de aceite como herramienta para el mantenimiento predictivo de 
motores Diesel desde diversos puntos de vista. Se aborda la problemática intrínseca 
a la lubricación de los motores Diesel. Se evalúan métodos de medida de los 
diferentes parámetros del aceite lubricante, interesantes desde el punto de vista del 
diagnóstico, tanto con técnicas ampliamente aceptadas como técnicas menos 
desarrolladas, así como las limitaciones, ventajas e inconvenientes de las mismas. 
Se ha realizado también un profundo estudio del comportamiento de los aceites en 
uso, tanto en la degradación como en la contaminación del mismo. Debido a la 
importancia de la determinación de posibles desgastes anómalos en el motor y su 
diagnóstico se dedica una parte muy importante del libro al mismo. En concreto, se 
presenta una nueva metodología desarrollada de cara a la obtención de la tasa de 
desgaste del motor usando datos típicos de seguimiento de la vida del mismo y los 
resultados obtenidos mediante la medida por espectrometría ICP de las muestras de 
aceite. Esto permite superar la típica evaluación realizada a partir de valores 
absolutos, ampliamente utilizada hasta ahora, y pasar a utilizar un parámetro más 
representativo del desgaste en el motor teniendo en cuenta factores como los 
rellenos, el consumo de aceite, edad, etc. La parte final ha sido dedicada a definir la 
estructura de un sistema automático de diagnóstico. 
Vicente Macián Martínez 
Catedrático de Universidad 
CMT – Motores Térmicos 
Universidad Politécnica de Valencia 
 
ÍNDICE 
 
CAPITULO I: INTRODUCCIÓN. 
1.1. Justificación de la obra ................................................................................................ 1 
1.2. Planteamiento de la publicación.................................................................................. 3 
CAPITULO II: TRIBOLOGÍA EN MOTORES DIESEL 
2.1. Introducción .................................................................................................................. 7 
2.2. Requerimientos de lubricación en motores de combustión interna alternativos ... 8 
2.3. Características de los circuitos de lubricación........................................................ 15 
2.4. La filtración: filtros y depuradoras ............................................................................ 18 
2.4.1. La filtración del aire. ............................................................................................ 21 
2.4.2. La filtración del aceite ......................................................................................... 25 
2.4.3. La filtración del combustible................................................................................ 29 
2.5. El consumo de aceite ................................................................................................. 30 
2.5.1. Mecanismos del consumo de aceite ................................................................... 31 
2.6. Formación de depósitos............................................................................................. 36 
2.6.1. Clasificación de los distintos tipos de depósitos ................................................. 36 
2.6.2. Depósitos en la cámara de combustión .............................................................. 37 
2.6.3. Depósitos sobre las válvulas de escape ............................................................. 39 
2.6.4. Depósitos en los alojamientos de los segmentos ............................................... 40 
2.6.5. Depósitos sobre la falda del pistón ..................................................................... 41 
2.6.6. Depósitos a temperatura de funcionamiento relativamente baja ........................ 41 
2.7. El desgaste de los motores........................................................................................ 42 
2.8. La contaminación del aceite ...................................................................................... 45 
2.9. Aceites lubricantes para motor.................................................................................. 47 
2.9.1. Obtención de los aceites..................................................................................... 47 
2.9.2. Aditivos ............................................................................................................... 56 
2.9.3. Clasificaciones y especificaciones de los aceites de motor ................................ 63 
CAPITULO III: TÉCNICAS APLICABLES AL ANÁLISIS DE ACEITES LUBRICANTES 
PARA MOTOR 
3.1 Introducción ................................................................................................................. 79 
3.2 Técnicas analíticas para la determinación de la degradación del aceite................ 81 
3.2.1 Viscosidad............................................................................................................ 82 
3.2.2. Punto de inflamación........................................................................................... 87 
3.2.3. Acidez-basicidad del aceite................................................................................. 88 
3.2.4. Insolubles del aceite............................................................................................ 90 
3.2.5. Capacidad detergente / dispersante de los aceites ............................................ 91 
3.2.6. Constante dieléctrica del aceite .......................................................................... 92 
3.3 Técnicas de análisis de la contaminación del aceite................................................ 95 
3.3.1. Determinación de la presencia de dilución por combustible ............................... 95 
3.3.2. Determinación de la contaminación por agua ..................................................... 96 
3.3.3. Espectrometría infrarroja..................................................................................... 97 
3.3.4. Análisis o ensayo de la mancha........................................................................ 107 
3.4 Análisis para la determinación del desgaste del motor ......................................... 108 
3.4.1. Espectrometría.................................................................................................. 109 
3.4.2. Ferrografía ........................................................................................................ 116 
3.4.3. Contaje de partículas ........................................................................................ 120 
3.4.4. Microscopía....................................................................................................... 121 
3.4.5. Colectores magnéticos...................................................................................... 122 
3.5 Equipos rápidos de análisis de aceite .....................................................................123 
3.5.1. Mini laboratorio de análisis rápidos Wärtsilä NSD ............................................ 123 
3.5.2. Equipo de medición de materia carbonosa: “Soot meter” ................................. 125 
3.5.3. Otros equipos.................................................................................................... 127 
3.6 Importancia de la toma de muestra .......................................................................... 128 
CAPITULO IV: COMPORTAMIENTO Y EVALUACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE 
DEGRADACIÓN DEL ACEITE LUBRICANTE DE MOTOR. 
4.1 Introducción ............................................................................................................... 131 
4.2 Viscosidad .................................................................................................................. 138 
4.2.1. Efectos sobre la viscosidad............................................................................... 139 
4.2.2. Resultados analíticos ........................................................................................ 141 
4.3 TBN-TAN ..................................................................................................................... 150 
4.3.1. Total Base Number (TBN)................................................................................. 150 
4.3.2. Total Acid Number (TAN).................................................................................. 155 
4.4 Detergencia................................................................................................................. 158 
4.5 Oxidación y Nitración ................................................................................................ 164 
4.6 Nivel de aditivos......................................................................................................... 169 
4.7 Evaluación de los parámetros de degradación del aceite...................................... 175 
CAPITULO V: EVALUACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE CONTAMINACIÓN DEL 
ACEITE 
5.1 Introducción ............................................................................................................... 181 
5.2 Silicio .......................................................................................................................... 182 
5.2.1. Problemática asociada a la contaminación por silicio ....................................... 183 
5.2.2. Evolución observada sobre motores en servicio............................................... 187 
5.2.3. Diferencia de niveles de silicio en función del tipo de aplicación del motor ...... 189 
5.3 Contaminación por agua ........................................................................................... 193 
5.3.1. Efectos de la contaminación por agua en los sistemas lubricados ................... 195 
5.3.2. Efectos del agua sobre el lubricante ................................................................. 196 
5.3.3. Resultados analíticos ........................................................................................ 197 
5.4 Dilución....................................................................................................................... 204 
5.5 Insolubles y materia carbonosa................................................................................ 209 
5.5.1. Influencia de la materia carbonosa sobre la lubricación ................................... 215 
5.5.2. Tendencias futuras en la presencia de materia carbonosa............................... 218 
5.6 Otros contaminantes ................................................................................................. 222 
5.6.1. Contaminación por glicol................................................................................... 222 
5.6.2. Contaminantes procedentes del propio combustible ........................................ 226 
5.7 Límites de los parámetros de contaminación del aceite ........................................ 233 
CAPITULO VI: DESGASTE: EVALUACIÓN Y DIAGNÓSTICO 
6.1 Introducción ............................................................................................................... 239 
6.2 El desgaste en motores Diesel ................................................................................. 241 
6.2.1. Desgaste del grupo pistón-segmentos-camisa ................................................. 241 
6.2.2. Desgaste de cojinetes....................................................................................... 263 
6.2.3. Desgaste del sistema de distribución................................................................ 268 
6.2.4. Desgaste del conjunto balancín-cola de válvula ............................................... 271 
6.2.5. Desgaste de casquillos ..................................................................................... 272 
6.2.6. Desgaste del conjunto vástago de válvula-guía................................................ 272 
6.2.7. Desgaste de los asientos y apoyos de válvula.................................................. 274 
6.2.8.Desgaste de los engranajes de la distribución................................................... 275 
6.3 Obtención de la tasa de desgaste de un motor....................................................... 276 
6.3.1. Influencia de las técnicas de medida empleadas.............................................. 276 
6.3.2. Influencia del consumo, reposición, filtrado y composición del aceite .............. 279 
6.3.3. Aplicación del modelo de cálculo de la tasa de desgaste a motores en servicio303 
6.3.4. Obtención de las concentraciones iniciales ...................................................... 307 
6.4 Metalurgia de los motores......................................................................................... 309 
CAPITULO VII: SISTEMA DE DIAGNÓSTICO AUTOMÁTICO DE MOTORES BASADO 
EN EL ANÁLISIS DE ACEITE. 
7.1 Introducción ............................................................................................................... 315 
7.2 Selección y definición de análisis ............................................................................ 318 
7.2.1. Claves en un programa de monitorizado basado en análisis de aceite ............ 321 
7.3 Evaluación de análisis............................................................................................... 323 
7.3.1. Escalas absolutas ............................................................................................. 324 
7.3.2. Escalas relativas ............................................................................................... 325 
7.3.3. Escalas de evaluación por tendencias.............................................................. 327 
7.4 Uso de Sistemas Expertos para diagnóstico .......................................................... 334 
7.4.1. Base de hechos ................................................................................................ 340 
7.4.2. Base de conocimiento....................................................................................... 341 
7.4.3. Motor de inferencia ........................................................................................... 343 
7.5 Sistema Experto de diagnóstico basado en el análisis de aceite.......................... 344 
7.5.1. Definición de los datos y su estructuración....................................................... 346 
7.5.2. Tratamiento de certeza ..................................................................................... 347 
7.5.3. Errores de medida............................................................................................. 349 
7.5.4. Errores en los procesos de cálculo ................................................................... 349 
7.5.5. Certeza de las reglas ........................................................................................ 351 
CAPITULO VIII: EPILOGO 
BIBLIOGRAFIA 
 
CAPITULO I 
INTRODUCCIÓN 
 
 
 
 
1.1 Justificación de la obra. 
El Mantenimiento entendidocomo el conjunto de técnicas utilizadas para 
asegurar el correcto y continuo uso de maquinaria, equipos, instalaciones o 
servicios, es ya un concepto de implantación definitiva en el campo industrial y 
social y las actividades relacionadas con el mismo han adquirido una importancia 
igual, o mayor en algunos casos, a las llamadas actividades productivas. 
La evolución que ha seguido el Mantenimiento en la historia, va desde los 
cuidados que recibían las máquinas durante la Revolución Industrial por parte de 
los mismos operarios que las utilizaban hasta nuestros días donde especialistas en 
mantenimiento con avanzados equipos de medida o monitorizado y apoyados con 
sofisticadas herramientas informáticas se encargan de determinar el estado de las 
mismas, diagnosticarlas y definir el mejor plan de actuación sobre ellas, siempre 
teniendo presente el entorno socioeconómico en el que se realiza el trabajo. 
El análisis del lubricante usado en los motores de combustión interna es 
una de las posibles herramientas para la aplicación del llamado Mantenimiento 
según condición o estado o Mantenimiento Predictivo; esto es, el mantenimiento 
realizado en base al deterioro significativo de un equipo señalado por la variación 
de un parámetro controlado e indicativo del funcionamiento o rendimiento de dicho 
equipo. 
Resulta ampliamente conocido y contrastado la ventaja que ofrece este tipo 
de mantenimiento frente al clásico mantenimiento correctivo, por su mayor 
2 Cap. 1 Introducción 
 
eficiencia y flexibilidad. Cuando haya indicación de deterioro o posible fallo del 
equipo, se puede programar la parada del mismo con anterioridad al fallo, ello 
supone la programación de las paradas de forma que afecten lo mínimo a la 
producción así como la planificación de las herramientas, repuestos y material 
necesario para la realización de las tareas de forma que la parada tenga la mínima 
incidencia sobre la productividad, se puede reducir la cantidad de piezas sustituidas 
innecesariamente con carácter preventivo, así como, si las consecuencias del fallo 
pueden ser catastróficas, la condición o parámetro controlado puede ser empleado 
para indicar un posible fallo inminente antes de que la probabilidad del mismo sea 
significativa. 
Evidentemente el Mantenimiento Predictivo también presenta una serie de 
desventajas, tales como: mayores costes de aplicación debido a la utilización de 
herramientas sofisticadas o personal especializado, necesidad de manejo de gran 
cantidad de información o necesidad de una buena gestión del mismo, desventajas 
que son ampliamente superadas por los beneficios enumerados anteriormente. 
Con todo ello, estaremos cumpliendo los objetivos que se pretenden 
alcanzar con el Mantenimiento predictivo: 
 Aumento de la fiabilidad de los equipos, con la consecuente reducción de 
los fallos en servicio, así como una reducción de los costes de 
Mantenimiento y una mejora de la disponibilidad de los mismos. 
 Aumento de la vida eficaz del equipo. Mejora de la planificación y el orden 
de trabajo, y con ello la relación producción-mantenimiento. 
 Garantizar la seguridad de instalaciones así como de manipuladores y 
usuarios. 
No hace falta remarcar la importancia que durante el último siglo y en 
nuestros días tiene el motor de combustión interna alternativo, ya sea en el campo 
del transporte o en el de la producción de energía. Debido a su importancia, va a 
requerir igualmente de una importante dedicación al mantenimiento del mismo, 
con lo cual la aplicación de técnicas de mantenimiento predictivo al mismo es un 
campo de máxima importancia. 
Dentro de las posibles herramientas aplicables para el mantenimiento 
predicitvo de los motores Diesel una de las más importantes y ampliamente 
utilizadas es el análisis del lubricante utilizado en el mismo. Ya desde después de 
la II Guerra Mundial aparece como técnica aplicable y comienza siendo utilizada 
por las empresas ferroviarias americanas para el control del estado de los motores 
de sus locomotoras y poco a poco comienza a extenderse a otros campos y a otros 
países. 
Diagnóstico de motores Diesel mediante el análisis del aceite usado 3 
Este tipo de planteamiento está actualmente totalmente implantado en el 
campo militar, donde se conoce generalmente como JOAP (Joint Oil Analysis 
Program), así como en la industria aeronáutica. Es a mitad de los años setenta 
cuando coincidiendo con la aparición de los laboratorios que ofrecen este tipo de 
servicios de análisis se aplica a otras áreas como son las importantes empresas de 
flotas de transporte. 
La aplicación de un sistema de monitorizado del aceite lubricante del 
motor puede llevar a ahorros muy importantes; en 1.982 British Rail indicó que 
habían tenido un ahorro de 1,5 millones de libras mediante la inversión de 100 mil 
libras en un sistema de seguimiento de los aceites de sus locomotoras [Morley, G, 
1982], [Hunt, T. M.; 1996]. Con ello no sólo se conseguía un periodo útil de vida 
del aceite más largo sino que además potenciales fallos provocados por desgaste 
habían sido detectados y corregidos a tiempo. Además, si se tiene en cuenta no sólo 
el retorno de la inversión en costes directos, se considera que se obtiene el doble 
considerando los aspectos de disponibilidad de servicio [Bagshaw, J. M.; 1997]. 
El trabajo se encuadra dentro de la línea de investigación y trabajo de 
Ingeniería del Mantenimiento dentro del Departamento de Máquinas y Motores 
Térmicos de la Universidad Politécnica de Valencia, que tiene como objetivo el 
desarrollo y aplicación de técnicas de Mantenimiento Predictivo a motores de 
combustión interna alternativos, siendo el presente trabajo una continuación de 
algunos trabajos previos realizados en el área sobre este mismo tema. 
1.2 Planteamiento de la publicación 
La presente obra aborda el problema del diagnóstico del estado de los 
motores Diesel en base a la interpretación de los resultados de los análisis físico-
químicos realizados sobre muestras de aceite lubricante utilizado en los mismos. 
En una primera parte de la obra, capítulo 2, se introduce la necesidad de 
lubricación de los motores de combustión interna y la problemática que encierra la 
misma debido a su propia especificidad. Se da a continuación un repaso al 
elemento fundamental de la lubricación, el aceite, revisando sobre todo la forma de 
potenciar las funciones que debe desempeñar en el motor, así como las 
clasificaciones y especificaciones de los mismos en el área de los motores. 
En el siguiente capítulo se presentan las herramientas disponibles para la 
realización de estas medidas sobre el aceite lubricante usado. Aún no siendo una 
publicación de finalidad química no deja de ser importante conocer las 
posibilidades y limitaciones que se disponen para realizar unas medidas correctas, 
4 Cap. 1 Introducción 
 
fiables y que puedan suministrar el máximo de información que necesitamos a un 
coste razonable. En este apartado se ha intentado además presentar las dos 
opciones que se nos presentan para la realización de estos ensayos de cara al 
mantenimiento y que no son necesariamente excluyentes sino que más bien son 
complementarias, a saber, por una parte los llamados análisis rápidos que pueden 
ser realizados a pié de máquina; con sus ventajas: rapidez de conocimiento de 
estado y simplicidad, y sus desventajas: menor fiabilidad y precisión, y por otra 
parte los ensayos realizados por los laboratorios especializados en los mismos. 
Estos laboratorios hace años que han dejado de ser patrimonio exclusivo de las 
grandes corporaciones con capital suficiente para las inversiones necesarias que 
requieren este tipo de instalaciones y han aparecido como empresas de servicios 
cuya finalidad es la de ofrecer a sus clientes los resultados de dichos análisis y en 
determinados casos incluso el seguimiento y la interpretación de estos resultados. 
Obtenidos los resultados de los análisis, bien por métodos rápidos o de 
laboratorio comienzauna etapa más difícil que es la interpretación de los mismos. 
De cara a una correcta interpretación de los mismos, revisaremos los diferentes 
fenómenos que conducen a los cambios sobre determinados parámetros o a la 
aparición de determinados contaminantes, incidiendo sobre aquellas consecuencias 
más nocivas para el propio aceite o para el motor. Finalmente se tratará de 
establecer qué niveles de los diferentes parámetros que se analizan resultan 
normales o son indicativos de un incipiente problema de la máquina. En este punto 
se han diferenciado tres posibles efectos sobre el lubricante, por una parte aquellos 
parámetros indicativos del estado del mismo en cuanto a propiedades 
características del lubricante (capítulo 4), por otro lado la contaminación del mismo 
por agentes diversos (capítulo 5) y por último la presencia de partículas metálicas 
indicativas del desgaste del motor (capítulo 6), que por una parte siempre se va a 
dar, pero que por otra parte conviene realizar un seguimiento del mismo para 
conocer cuando es excesivo y poder actuar antes de que de lugar a la aparición de 
un fallo catastrófico con la consiguiente problemática que acarrea, por una parte 
debida a los costes de reparación y por otra parte, normalmente más importante, a 
la indisponibilidad de la máquina, vehículo o instalación. 
Los resultados de los análisis físico - químicos que se presentan en esta 
obra proceden de las bases de datos del Laboratorio de análisis de Lubricantes 
asociado a la división de Asistencia Técnica de la empresa Repsol – YPF. Estas 
bases están estructuradas en función del uso del motor es tres tipos diferentes: 
Automoción; que engloba fundamentalmente aceites lubricantes usados en motores 
de camiones, autobuses (urbanos e interurbanos) y maquinaría de obras públicas. 
Marinos: donde nos encontramos con aceites para motores de uso en barcos, desde 
pequeños pesqueros (motores similares a los de Automoción y utilización de gas 
Diagnóstico de motores Diesel mediante el análisis del aceite usado 5 
oil como combustible) a grandes buques para el transporte y por similitud de 
diseño se engloban los grandes motores estacionarios de producción de energía, 
estos motores suelen utilizar combustibles más pesados (fuel oil). Por último queda 
el grupo de Cogeneración Gas donde se incluyen los motores estacionarios de 
generación de energía que utilizan combustibles gaseosos (gas natural o gases de 
procesos o de recuperación). 
En el capítulo 7 se presenta la automatización de un sistema para el control 
de aceites usados en motores Diesel, que permite mediante la utilización de un 
Sistema Experto de Diagnóstico la emisión de un diagnóstico del estado del 
lubricante y del motor en función de los resultados obtenidos a partir de unos 
análisis realizados en el laboratorio, la información proporcionada por el cliente en 
cuanto al uso del motor y el lubricante y el histórico del mismo que se haya 
almacenado en una base de datos. Con ello se espera ayudar a los jefes de 
mantenimiento de flotas de transporte o de instalaciones con este tipo de motores 
en uso a mejorar el mantenimiento del mismos y con ello llegar a conseguir las 
metas que se plantean al momento de implantar un programa de mantenimiento 
predicitivo: mejora de la disponibilidad de los equipos y ahorro en los costes de 
mantenimiento de los mismos. 
 
 
 
CAPITULO II 
TRIBOLOGÍA EN MOTORES DIESEL 
 
 
 
 
 
Objetivo del capitulo: Se presenta en este capítulo la problemática de la 
lubricación de los motores de combustión interna alternativos, en los cuales se 
suman los problemas típicos de cualquier sistema lubricado con los condicionantes 
que caracterizan este tipo de máquinas. Se presenta la configuración típica de los 
sistemas de lubricación de los motores con una descripción breve de sus 
componentes y su importancia. Por último se presenta la obtención y las vías de 
mejora en el desarrollo de los aceites lubricantes de motor, así como sus 
clasificaciones y especificaciones de calidad. 
2.1. Introducción 
La lubricación tiene por finalidad la reducción de la fricción entre dos 
superficies con movimiento relativo y que se hallan en contacto entre ellas. 
Reduciendo la fricción vamos a ser capaces de reducir también el desgaste de las 
piezas, con lo cual estamos dotando a las mismas de una mayor esperanza de vida 
útil. La reducción de la fricción y el desgaste son los objetivos primordiales de la 
lubricación pero no debe de perderse de vista otras misiones que pueden ser 
cumplidas con la lubricación tales como: reducir el consumo de energía, eliminar el 
calor generado, proteger contra la herrumbre y la corrosión así como contribuir al 
arrastre de los contaminantes. La sustancia utilizada para obtener estas funciones se 
denomina lubricante. 
8 Cap. 2 Tribología en motores Diesel 
 
Debido a que la fricción entre dos cuerpos sin lubricación entre ellos, 
proviene principalmente de la adhesión y la deformación, siendo la primera la más 
importante, la principal exigencia a la lubricación es que reduzca la fuerza 
necesaria para cizallar las uniones que se forman entre las asperezas de las 
superficies. Esto se puede conseguir por dos vías, interponiendo entre las asperezas 
un material que pueda cizallarse de manera más fácil o bien, mediante la utilización 
de una sustancia química que altere la resistencia al cizallamiento de las asperezas. 
El material interpuesto entre las asperezas puede estar en diferente fase: 
sólido, líquido o gaseoso. Cuando el material está en estado sólido nos 
encontramos con la llamada lubricación sólida, en los otros casos se denomina 
lubricación fluida. Esta última es el método más empleado actualmente y se 
caracteriza por el reemplazamiento de la fricción adhesiva por la fricción viscosa 
originada por la fuerza necesaria para cizallar el fluido. 
La tribología es la ciencia y tecnología que estudia la interacción de 
superficies en movimiento relativo, que se encuentran en contacto mutuo, y los 
fenómenos con ellas relacionados. Es una ciencia relativamente nueva y 
actualmente cuenta con muchas y diversas ramificaciones en distintas tecnologías 
aplicadas. Comprende temas como la fricción, el desgaste, la lubricación, diseño y 
mantenimiento, etc.; es por ello que esta considerada como una ciencia 
interdisciplinar. 
2.2. Requerimientos de lubricación en motores de 
combustión interna alternativos 
En los motores de combustión interna, donde el combustible es quemado 
en las entrañas del motor, la lubricación se ve enormemente dificultada debido a 
los fenómenos adicionales y más exigentes a los que se debe enfrentar; altas 
temperaturas, productos de la combustión y residuos que pueden contaminar el 
lubricante, altos esfuerzos de cizallamiento, etc. 
El tipo y calidad del combustible utilizado así como el tipo de ciclo de 
motor van a ser parámetros importantes en la lubricación. Las altas temperaturas a 
las que se verá sometido el lubricante en este tipo de motores es la característica 
básica que diferenciará la lubricación de estos equipos frente a otro tipo de 
maquinaría o motores de combustión externa. En la siguiente figura, 2.1, se 
presentan los problemas clave asociados a la lubricación en un típico motor de 
combustión interna. 
Diagnóstico de motores Diesel mediante el análisis del aceite usado 9 
 
Figura 2.1. Requerimientos sobre el aceite en motores de combustión interna 
alternativos 
El grado de refino de los combustibles, la presencia de impurezas o de 
aditivos beneficiosos son parámetros importantes con relación a como va a quemar 
el combustible y por ende el efecto que va a tener sobre el lubricante. La mayor 
parte de los productos de la combustión son evacuados a la atmósfera vía el sistema 
de escape pero una significativa proporción de los mismos puede fugar a través de 
la holgura entre segmentos y camisa contaminando el aceite y pudiendo causar 
efectos adversos. En general podemos encontrarnos con losefectos que se 
presentan en la siguiente figura: 
 
Figura 2.2. Productos obtenidos a partir de la combustión en los motores de 
combustión interna alternativos 
10 Cap. 2 Tribología en motores Diesel 
 
Este paso de los productos de la combustión hacia el cárter es conocido con 
el término anglosajón de “blow-by”, y es particularmente significativo en los 
pequeños motores. Estos están diseñados para que tengan un tamaño reducido, así 
como su coste, con lo cual el control de tolerancias en la línea de producción es 
menor, aún cuando en los procesos productivos se ha mejorado ampliamente estos 
controles. 
La conexión directa entre pistón y cigüeñal mediante el bulón del pistón y 
la biela es un problema, especialmente en los motores de carrera corta, ya que ello 
conlleva la imposición de cargas laterales en el pistón y por tanto un sellado 
defectuoso por parte de los segmentos, con lo cual existe una tendencia creciente al 
paso de gases de la combustión al cárter. 
Los motores dotados con el sistema de ventilación positiva de cárter 
(Positive Crankase Ventilation: “PCV”) recirculan una cierta proporción de este 
blow-by hacia la cámara de combustión vía el sistema de admisión, pero de todas 
formas una gran parte de dichos gases quedan atrapados por el aceite del cárter. 
Generados como productos de la combustión y que aparecen en los gases 
del blow-by, tenemos: dióxido de carbono (CO2), agua, componentes ácidos e 
hidrocarburos parcialmente quemados, así como óxidos de nitrógeno. 
El dióxido de carbono y el agua provienen de la combustión de los 
combustibles: 
(Heptano) C7H16 + 11O2 → 7CO2 + 8 H2O Ec. (2.1) 
(Tolueno) C7H8 + 9O2 → 7CO2 + 4 H2O Ec. (2.2) 
Puede verse a partir de las ecuaciones presentadas anteriormente la gran 
cantidad de agua que se produce en una reacción de combustión de un 
hidrocarburo. Naturalmente, cuando el motor está operando en una temperatura 
normal, el agua permanece en estado vapor y es eliminada por el sistema de escape, 
pero el vapor de agua presente en los gases del blow-by pasa al cárter relativamente 
más frío y puede condensarse en el mismo. El agua líquida puede fijarse en 
diversos mecanismos del motor causando oxidación en los mismos o bien 
mezclarse con el mismo aceite creando una especie de barro (sludge). La parte 
relativamente más fría del motor suele ser la tapa de balancines y es allí donde 
también suele condensarse el agua formando el barro anteriormente mencionado. 
La utilización de aditivos dispersantes en el aceite trata de evitar que se 
produzcan estas condensaciones llevando en suspensión el agua hasta partes más 
calientes donde permita a la misma evaporarse y ser eliminada vía el sistema de 
Diagnóstico de motores Diesel mediante el análisis del aceite usado 11 
ventilación. El equilibrio de la proporción de agua que existe en el aceite depende 
en parte de las temperaturas de funcionamiento del mismo así como del diseño 
general del motor. 
 
Figura 2.3. Producción de barros en la tapa de balancines 
El dióxido de carbono producido, aún teniendo características de un ácido 
débil, puede ser desestimado como sustancia peligrosa para el motor y el 
lubricante. Por otra parte, los combustibles que contienen impurezas pueden 
conducir a más serios problemas debido a la formación de ácidos. El petróleo crudo 
contiene cantidades significativas de azufre (S), el cual no es totalmente eliminado 
durante el proceso de refinado del mismo, particularmente importante resulta esto 
en los combustibles para motores Diesel, en los cuales el azufre residual presente 
en el combustible se quema en la cámara de combustión y produce ácidos sulfuroso 
y sulfúrico. 
2S + 2O2 → 2SO2 
2SO2 + O2 → 2SO3, luego 
SO2 + H2O→ H2SO3 (ácido sulfuroso) 
SO3 + H2O→ H2SO4 (ácido sulfúrico) 
Hasta no hace mucho tiempo, las gasolinas para motores de encendido 
provocado (MEP) tenían un contenido en azufre mucho menor que los 
combustibles para Diesel, en el caso de las gasolinas con plomo existían aditivos 
utilizados para evitar la formación de los depósitos de óxidos de plomo formados a 
su vez por los compuestos en base plomo utilizados como mejoradores del índice 
de octano, estos aditivos solían ser cloruro y bromuro de etileno, los cuales pueden 
reaccionar en la cámara de combustión formando complejos oxiácidos de cloro y 
12 Cap. 2 Tribología en motores Diesel 
 
bromo y también ácidos hidroclórico e hidrobrómico. Todos estos ácidos son 
capaces de producir corrosión y desgaste corrosivo en el motor así como actuar de 
catalizadores tanto para la degradación del aceite como para la formación de 
barnices y gomas a partir de dicho aceite. Estas gomas o depósitos tipo laca pueden 
producir el agarrotamiento de determinadas partes del motor, y resultan como 
consecuencia de combustiones parciales del combustible, en las cuales se producen 
sustancias reactivas, conocidas como “precursores de depósitos” y que aparecen en 
el blow-by. Estos, junto con otros productos de la degradación del lubricante, 
polimerizan en presencia de ácidos para formar depósitos (gomas), que en el caso 
de las partes calientes del motor como la falda del pistón pueden depositarse 
formando barnices marrones o amarillos. La formación continuada de estos 
barnices llevará finalmente a la producción de depósitos duros de carbón. 
 
Figura 2.4: Formación de depósitos en pistón. 
Los aditivos alcalinos se utilizan en el aceite para la neutralización de estos 
ácidos y de esta manera prevenir sus peligrosos efectos tanto sobre el motor como 
sobre el aceite. El espectacular aumento de la vida útil de los motores en estas 
ultimas décadas se debe principalmente a la utilización de estos aditivos en los 
aceites. La introducción de las gasolinas sin plomo y las continuas reducciones en 
las cantidades máximas de azufre permitidas en los combustibles para motores 
Diesel han llevado a una gran reducción en la formación de estos ácidos 
conduciendo a nuevos tipos de formulación de aceites y probables incrementos en 
las vidas útiles tanto de los aceites como de los motores. 
Otro importante contaminante que aparece en mucha mayor medida en 
motores Diesel es la materia carbonosa. Proveniente de la incompleta combustión 
del combustible en las partes más frías de la cámara de combustión, así como 
Diagnóstico de motores Diesel mediante el análisis del aceite usado 13 
debido a otros contaminantes, aparece en cierta proporción en el blow-by. Antes de 
la aparición de los aditivos dispersantes, la materia carbonosa y el agua en el 
lubricante eran los responsables de la aparición de grandes cantidades de barro gris 
y negro (“grey and black sludge”) en el cárter y en los conductos de lubricación, 
llevando a problemas de lubricación si el aceite no era cambiado con frecuencia. La 
materia carbonosa además puede adherirse a los depósitos de barniz acelerando la 
formación de depósitos carbonosos si la tendencia a la formación de barnices no 
está lo suficientemente controlada. 
Como resumen, un moderno lubricante no sólo debe ser estable a altas 
temperaturas y mantener la viscosidad adecuada en un amplio rango de 
temperaturas para el correcto funcionamiento del motor, sino que además debe 
contrarrestar los perniciosos efectos de los contaminantes comentados 
anteriormente. Ello incluirá aditivos para la dispersión del agua, materia carbonosa 
y otros constituyentes del blow-by, así como la capacidad de mantener estas 
sustancias en suspensión en el aceite. Otros aditivos reaccionaran y neutralizaran 
los diversos contaminantes ácidos que en caso de no ser así provocaran oxidación, 
corrosión o problemas debidos a la formación de depósitos. 
En párrafos precedentes hemos presentado las características de motores 
que típicamente podemos encontrar en automóviles, camiones y autobuses. Los 
motores en este tipo de vehículos suelen ser compactos y operar a alto régimen de 
giro, siendo esto posible debido a las relativas bajas cargas de inerciade los 
componentes, debido a su pequeño tamaño y reducido peso. Es conocido que el 
aumento del tamaño del motor lleva aparejada la correspondiente reducción de los 
regímenes de giro que pueden ser alcanzados [Muñoz, M. 1989]. Otros tipos de 
motores disponen de requerimientos diferentes o adicionales. 
Los motores lentos grandes (Large Diesel Engines), fundamentalmente 
utilizados en propulsión marina o como generadores, así como los motores 
semirrápidos (Medium size - medium speed) utilizados como tracción en 
locomotoras, equipos de movimientos de tierras y operaciones de perforación, así 
como motores auxiliares en buques o centrales de producción de energía; tienen 
como característica principal que sus costes de funcionamiento, y básicamente el 
coste del combustible dentro de estos, es el parámetro de mayor importancia a tener 
en cuenta. Por ello, la tendencia es a utilizar combustibles de bajo coste y por lo 
tanto, de baja calidad; por lo que serán necesarios lubricantes de alta capacidad 
detergente para paliar las deficiencias del uso de estos combustibles en cuanto a sus 
efectos adversos sobre el motor. Los combustibles de baja calidad suelen tener 
altos contenidos de azufre con lo que ello conlleva la utilización de aceites con 
14 Cap. 2 Tribología en motores Diesel 
 
elevada reserva alcalina para neutralizar los ácidos provenientes de la combustión 
de los mismos. 
Los siguientes párrafos darán una idea de los requerimientos de los 
diversos tipos de motores comentados anteriormente. 
Locomotoras: Las locomotoras Diesel van equipadas normalmente con 
motores específicamente diseñados para tal fin, en los que se combina alta potencia 
con ciertas restricciones de espacio. Para locomotoras de alta potencia la 
refrigeración puede ser un problema importante que junto con la baja calidad de 
combustible lleva a la necesidad de disponer de lubricantes que protejan el motor 
frente a depósitos en los alojamiento de los segmentos (“piston groove deposits”) 
que pueden provocar el engomado de segmentos, y contra el desgaste corrosivo. El 
lubricante debe además proteger adecuadamente contra la degradación mediante la 
utilización de antioxidantes adecuados. Algunos motores no toleran determinados 
aditivos que contengan Zinc, caso de los motores General Motors EMD, uno de los 
mas importantes fabricantes de este tipo de motores, los cuales poseen una 
característica diferencial que es la utilización de cojinetes con una capa superficial 
de plata, la cual es atacada rápidamente por el Zinc en caso de que este se 
encuentre presente en el aceite [Caines, A., 1996], [GM EMD MI 1756]. En 
referencia a esto podemos comentar que la empresa Renfe, usuaria de un número 
importante de este tipo de motores dispone de un aceite específicamente formulado 
por Repsol-YPF para la utilización en este tipo de motores. Mas adelante se 
comentarán más aspectos referentes a este tema. 
Motores Marinos: En los grandes motores marinos, suele imponerse la 
utilización del ciclo de dos tiempos aunque la característica más sobresaliente seria 
el empleo de los llamados motores de cruceta. La principal ventaja con esta 
disposición es la posibilidad de sellar el cárter de aceite al paso del blow-by y otra 
contaminación procedente de la cámara de combustión. Esto permite la utilización 
de combustibles residuales de bajo coste o alto contenido de azufre y para 
contrarrestar el ataque ácido y la formación de depósitos en los segmentos y pistón 
se utilizan lubricantes con elevada reserva alcalina, normalmente inyectados al 
nivel de los segmentos. 
El sellado evita el paso del blow-by, combustible inquemado y aceite de 
cilindros hacia el aceite de cárter, el cual puede ser un aceite medianamente 
detergente diseñado específicamente para la lubricación de la cruceta y el cigüeñal 
y con una vida relativamente larga. 
Diagnóstico de motores Diesel mediante el análisis del aceite usado 15 
Tabla 2.1: Comparativa del nivel de reserva alcalina entre aceites para 
cilindros y aceites de cárter en motores de cruceta presentes en el mercado. 
Aceites para cilindros (o de vástagos) 
Marca Modelo Visc @ 100 ºC (cSt) TBN (mg KOH/g) 
Repsol Neptuno Cilindros SAE 50 20 70 
Shell Alexia Oil SAE 50 19,5 70 
Shell Alexia Oil X SAE 50 19,5 100 
Mobil Mobilgard 50M SAE 40 14,5 50 
Aceites para cárter 
Repsol Neptuno 500 SAE 40 15 5 
Shell Melina S Oil SAE 30 11,6 5 
Mobil Delvac 1340 SAE 40 14,4 10,7 
2.3. Características de los circuitos de lubricación 
Los sistemas de lubricación de los motores se clasifican según las 
características básicas siguientes: 
 De acuerdo con el procedimiento de suministrar el aceite a los puntos 
críticos de rozamiento se distinguen: 
 Por barboteo: En este sistema las piezas que giran rápidamente (tales 
como el cigüeñal) salpican el aceite. Esto hace que en el espacio libre 
del cárter se encuentre una espesa niebla de pequeñas gotas de aceite 
que paulatinamente se introducen en los juegos entre las superficies 
rozantes. Este tipo de lubricación se utilizó en algunos motores 
antiguos; actualmente está en desuso debido a sus inconvenientes tales 
como: gran consumo de aceite, rápida oxidación del mismo y falta de 
seguridad en las zonas de fuerte fricción. 
 Lubricación o engrase a presión, donde el aceite del cárter se 
suministra por medio de una bomba y de los conductos 
correspondientes a las superficies de rozamiento, de donde vuelve a 
escurrir al cárter. Con este sistema a las superficies rozantes llega la 
cantidad necesaria de aceite y se asegura su circulación intensa. 
 Lubricación mixta, basada en la conjugación de los tipos anteriores. 
 Por el procedimiento utilizado para suministrar el aceite al conjunto 
“cigüeñal – cojinetes de bancada y de biela”. 
 Sucesivo: a través de los canales abiertos en el cigüeñal. 
 Paralelo: a partir de la tubería maestra principal. 
 Por el tipo de cárter: 
 Cárter húmedo: el cárter sirve de depósito de aceite. 
16 Cap. 2 Tribología en motores Diesel 
 
 Cárter seco: en este caso actúa como elemento recolector del aceite 
que escurre y de aquí se pasa al tanque de almacenamiento. 
Además, los sistemas de lubricación se caracterizan por determinados 
parámetros tales como la multiplicidad de circulación, la capacidad específica o el 
suministro específico de la bomba de aceite. 
La multiplicidad de circulación del aceite del motor, K, caracteriza la 
relación entre el suministro de la bomba de aceite, Qb y la capacidad del sistema de 
lubricación (volumen del cárter: V), con lo que determina la frecuencia con que 
unas mismas porciones de aceite entran en la zona de oxidación fuerte. 
K = Qb / V Ec. (2.3) 
Según el valor de multiplicidad de circulación los sistemas se dividen en 
sistemas con multiplicidad pequeña (K < 60 h-1) ó multiplicidad grande (K ≥ 60 h-1) 
[Vsorov, B. A.; 1986]. La capacidad específica del sistema de lubricación q, 
representa la relación entre la capacidad del sistema de lubricación y la potencia 
efectiva del motor. 
q = V / Ne Ec. (2.4) 
El suministro específico de la bomba de aceite se determina por la relación 
entre la alimentación de la sección principal y la potencia nominal del motor: 
αb = Qb / Ne Ec. (2.5) 
Los sistemas de lubricación suelen constar con los siguientes elementos: 
cárter o tanque de almacenamiento, bombas de aceite, depuradoras y filtros de 
aceite, tuberías, intercambiadores y elementos de control: 
 El cárter o tanque de almacenamiento debe ser lo suficientemente grande 
como para que el nivel de aceite no esté directamente en contacto con los 
sellos de los extremos del cigüeñal, o bien, para que las bielas no queden 
sumergidas en este bajo condiciones de extrema velocidad y carga. Debe 
contener un volumen suficiente, permitiendo que la multiplicidad de 
circulación sea lo suficientemente alta para evitar una excesiva oxidación 
del aceite debido a su poco tiempo de descanso en el cárter. El espacio 
disponible para la ubicación del motorsuele ser un factor determinante a la 
hora del diseño de tamaño del cárter. 
 Los tipos de bombas de aceite que se instalan mas frecuentemente en los 
motores son de los siguientes tipos por orden de importancia: bombas de 
Diagnóstico de motores Diesel mediante el análisis del aceite usado 17 
engrane exterior con engranajes de dientes rectos u oblicuos, bombas de 
lóbulos, bombas de paletas y bombas de pistones. 
 
Figura 2.5. Esquema de una bomba de 
engranajes 
Figura 2.6. Esquema de una bomba de 
lóbulos 
El caudal requerido de la bomba se determina por la cantidad de aceite: 
 Suministrada a los cojinetes del cigüeñal, esta constituye el 50 – 70% 
de todo el aceite que ingresa al conducto principal. 
 Descarga a través de la válvula de reducción de la bomba y del filtro 
de depuración fina del cárter. 
 Suministrada al árbol de levas, a los mecanismos de accionamiento de 
las válvulas y a las unidades auxiliares (compresor, a los engranajes, 
al turbocompresor, etc.) 
 Gastada para refrigerar la cara del pistón y lubricar los cilindros. 
La cantidad de aceite necesaria para refrigerar los pistones depende del tipo 
de motor, del sistema de refrigeración, del grado de sobrealimentación y de la 
frecuencia de rotación. Para la refrigeración se gasta el 30 – 50% del aceite que 
ingresa para la lubricación de los mecanismos. 
El rendimiento volumétrico de la bomba depende de muchos factores, en 
primer lugar de la magnitud de las holguras frontales y radiales entre los engranajes 
y el cuerpo, de la temperatura y viscosidad del aceite, del enrarecimiento a la 
entrada de la bomba y contrapresión a la salida, del número de revoluciones de los 
engranajes y de las dimensiones de la bomba. 
 Los intercambiadores tienen la misión de enfriar el aceite antes de una 
nueva entrada en el circuito de lubricación. Los tipos son diversos 
pudiendo tener agua o aire como fluidos refrigerantes. 
18 Cap. 2 Tribología en motores Diesel 
 
 Los elementos de control del circuito de lubricación comprenden los 
dispositivos para medir presiones y temperaturas en el sistema, así como el 
nivel de aceite presente en el cárter. 
Debido a la importancia del filtrado y depuración del aceite, debido sobre 
todo a su validez como síntoma en el diagnóstico de malfuncionamientos de 
diversos elementos le dedicamos un apartado específico a continuación. 
2.4. La filtración: filtros y depuradoras 
La correcta filtración en el trabajo de un motor es de vital importancia, ya 
sea la filtración de aire como del aceite lubricante y del combustible. El principal 
objetivo que se persigue con la filtración es la eliminación de las partículas 
abrasivas presentes en los fluidos que van a circular por el motor. En segundo 
lugar, centrado básicamente en lo que atañe a lubricantes, la filtración de los 
mismos permite eliminar los productos de combustión y de la propia degradación 
de los mismos que van en suspensión, ya que pueden causar la formación de 
depósitos en los circuitos de engrase y en otras partes del motor. También por vía 
indirecta las partículas de suciedad que entran al sistema pueden acelerar el 
desgaste, o en el mejor de los casos, causar únicamente deficiencias de 
funcionamiento. Así, por ejemplo, fibras, partículas de materia plástica o de goma 
causan obturaciones en el circuito de aceite o en la entrada del combustible. 
Los filtros son los encargados de separar y retener las partículas, de 
determinados tamaños que, contenidas en el aire de aspiración, el aceite lubricante 
o en el combustible pueden constituir una potencial causa de desgaste en el motor. 
El concepto “partículas de determinado tamaño” se entiende como sectores 
limitados dentro de una escala continua de granulometría de las partículas 
arrastradas por los fluidos. Un filtro correctamente diseñado y mantenido deberá 
retener estas partículas en un porcentaje definido. Para el filtrado de los fluidos se 
utilizan diferentes tipos de filtros, diferenciándose en cuanto a su función, 
construcción y mantenimiento. Debido a los diferentes campos de aplicación, las 
diferencias entre filtros de aire de aspiración y de aceite lubricante son las más 
evidentes. Actualmente los filtros de combustible son muy similares a los de aceite, 
por lo cual no se incidirá en los mismos, y únicamente señalamos sus diferencias 
más importantes que son: 
 Tienen menores exigencias en cuanto al reventamiento, ya que la 
presión de trabajo no alcanza los valores del circuito de aceite. 
 Disponen de un material de filtrado más fino, ya que las holguras de 
los elementos que protegen son mas pequeñas. 
Diagnóstico de motores Diesel mediante el análisis del aceite usado 19 
 Los filtros de combustible no poseen válvulas de derivación (by pass), 
de esta manera se evita con total seguridad la penetración de 
cantidades de suciedad aunque sean mínimas. Por otro lado ello 
implica que la colmatación de un filtro de combustible implica 
obligatoriamente la parada del motor. 
 Adicionalmente se pueden combinar los filtros de combustible con 
instalaciones para la separación de agua y para el calentamiento del 
combustible Diesel (disposición ampliamente utilizada en grandes 
motores Diesel). 
 
Figura 2.7. Grado de retención con la utilización de diversos tipos de papeles 
filtrantes después de un solo paso por el filtro 
El criterio mas importante para el diseño de un filtro son las exigencias que 
se tienen respecto a su función. Actualmente se observan básicamente los 
siguientes criterios: 
 Exigencias de filtrado más fino como consecuencia de la disminución 
de las holguras de los elementos móviles (fundamentalmente en 
cojinetes), mayores rangos de funcionamiento de los motores y 
elevados rendimientos. 
 Tendencia a aumentar los intervalos de mantenimiento sobre los 
vehículos, lo que conlleva periodos de servicio del filtro más largos. 
 Exigencias mayores en cuanto a accesibilidad de los filtros y a su 
mantenimiento. 
La clasificación de la calidad de los filtros se realiza atendiendo a 
diferentes parámetros que a continuación se detallan: 
20 Cap. 2 Tribología en motores Diesel 
 
Uno de los criterios mas importantes es el rendimiento del filtro, el cual 
indica el porcentaje de la suciedad incluida en el aire, aceite o combustible que 
puede ser eliminada mediante la filtración. En realidad se trata del rendimiento 
total del filtro, independientemente del tamaño de las partículas contaminantes. Sin 
embargo, en la práctica siempre resulta interesante conocer que tamaños de 
partículas han sido retenidas y en que porcentaje. En este caso se habla del 
denominado rendimiento fraccional del filtro para un determinado margen de 
tamaños de partículas (normalmente referido a su diámetro en µm). 
Complementariamente al rendimiento del filtro es el grado de paso. A pesar de que, 
en principio, se trata de lo mismo, se utiliza mas comúnmente este término ya que 
describe de forma más acertada como se está cargando de suciedad un motor u otro 
elemento. Si comparamos dos rendimientos de filtros de 99,9% y 99,6%, 
respectivamente, sugiere que existe casi una equivalencia. Sin embargo, el 
correspondiente grado de paso de 0,1% y 0,4% respectivamente, con una 
proporción de partículas que no son retenidas de 1:4 describe de manera más 
tajante la diferencia de la capacidad de rendimiento de ambos tipos de filtros. 
Para la valoración de la calidad de un filtro es también muy importante su 
capacidad de retención de la suciedad, indicando ésta, la cantidad total de suciedad 
que puede retener el filtro. Teniendo en cuenta las correspondientes condiciones de 
aplicación que se espera, se puede determinar el tiempo de servicio del filtro. El 
tiempo de duración es importante al proyectar un filtro ya que la vida útil, incluido 
el coeficiente de seguridad necesario, tiene que ser coordinado con los intervalos 
de mantenimiento predeterminados por el fabricante del motor. Con una creciente 
carga de suciedad el filtrose va obstruyendo poco a poco, con lo que aumentará la 
pérdida de carga para la sustancia a limpiar. Esto tiene como consecuencia 
perjuicios sobre el funcionamiento del motor debido a una subalimentación del 
mismo. La pérdida de carga se determina como presión diferencial entre entrada y 
salida del filtro. La finura de filtración está considerada como criterio decisivo para 
la calidad de un filtro. Este término en general se emplea si se trata de filtros de 
papel o filtros con medios filtrantes similares y está definiendo el diámetro máximo 
de las partículas que pueden pasar a través de los poros del medio filtrante. La 
finura absoluta de un filtro corresponde al tamaño de partículas más grandes de un 
espectro de tamaño de partículas, independientemente de su cantidad. Para los 
efectos de desgaste resulta mas interesante conocer la finura media del filtro. Este 
parámetro especifica un tamaño medio de partícula, con el cual el 50% de las 
impurezas pueden pasar el filtro mientras que el otro 50% son retenidas. 
Diagnóstico de motores Diesel mediante el análisis del aceite usado 21 
2.4.1. La filtración del aire 
El aire va cargado siempre de un número importante de impurezas, cuya 
cantidad y composición varia según el ambiente. En el aire vamos a tener la 
presencia de lo que algunos autores llaman el enemigo número 1: el silicio 
[Blevins, G.; 1998]. Después del oxígeno el silicio es el elemento más abundante 
sobre la superficie de la tierra. No se encuentra de forma natural en estado 
elemental sino combinado con el oxigeno formando el sílice (SiO2), el cual 
podemos encontrarlo de forma libre: cuarzo, polvo, etc. o combinado con variedad 
de óxidos metálicos formando los silicatos. Como valor orientativo podemos decir 
que aproximadamente el 70% de la composición del polvo atmosférico es silicio. 
El silicio debido a esto es el principal indicador de la presencia de contaminación 
externa en el motor. Queda probado en diferentes estudios [Blevins, G.; 1998] 
[Figueroa, S. ; 1993] que la contaminación del aceite lubricante por silicio (polvo) 
es la más importante causa de un desgaste acelerado en el motor. 
La distribución de las partículas de polvo en los diferentes tamaños, varía 
con la naturaleza del suelo, del clima e incluso con el tipo de vehículo en 
desplazamiento. Las condiciones atmosféricas (húmedo o seco) y el estado de la 
carretera (carretera asfaltada o carretera con capa de grava) tienen la misma 
influencia en la concentración de polvo en el aire como por ejemplo la densidad y 
frecuencia de tráfico, las cuales son decisivas para el grado de “entremezcla” de 
polvo y aire. 
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Número de orden de los vehículos en la columna
C
on
ta
m
in
ac
ió
n 
de
l a
ire
 g
/m
3
Carros
Automoviles
 
0
0,5
1
1,5
2
2,5
20 25 30 35 40 45 50 55 60
Distancia entre los vehículos en marcha (m)
C
on
ta
m
in
ac
ió
n 
de
l a
ire
 g
/m
3
 
Figura 2.8. Contaminación del aire en 
función de la posición de los vehículos en 
una columna, diferencia de 
comportamiento entre automóviles y 
carros de combate 
Figura 2.9: Contaminación del aire en 
función de la distancia entre carros de 
combate que se desplazan en columna. 
22 Cap. 2 Tribología en motores Diesel 
 
Puesto que, dependiendo del tamaño de las partículas, el polvo levantado 
está posándose mas o menos rápidamente, las zonas con menos polvo siempre son 
más altas que las zonas con mayor concentración de polvo. 
0
1
2
3
4
5
0,5 1 1,5 2
Altura por encima del suelo (m)
C
on
ta
m
in
ac
ió
n 
de
l a
ire
(g
/m
3)
 
Figura 2.10: Contaminación del aire en función de la altura de toma de muestra 
para un tractor en servicio en el campo. 
Por esta razón el orificio de aspiración para el aire de combustión es 
colocado lo más alto posible si se trata de vehículos que trabajan en ambientes 
polvorientos. Esto es de gran importancia ya que el grado de separación de 
suciedad del filtro siempre es el mismo, independientemente de la concentración 
del polvo. Una creciente concentración de polvo, por lo tanto, tiene como 
consecuencia el aumento de la cantidad absoluta de polvo a absorber por el motor 
así como la reducción de la vida útil del filtro. Estudios realizados por [Ontiveros, 
L. E.; 1995] han probado la existencia de niveles de silicio diferenciados en 
lubricantes usados en motores montados en buques, en función de la ruta que 
realizan, probándose que buques en rutas próximas a las Islas Canarias o en el 
Golfo Pérsico muestran valores superiores de contaminación por silicio que los que 
realizan otras rutas, fundamentalmente Mar del Norte y Cantábrico. 
Tabla 2.2. Resultados obtenidos en la comparación de motores según rutas 
efectuadas en la contaminación por Silicio. 
 Motores 4 T alta potencia Motores 2 T 
 Ruta con 
polvo 
Ruta sin 
polvo 
Ruta con 
polvo 
Ruta sin 
polvo 
Concentración media 
de silicio medida 25,7 ppm 13,6 ppm 12,9 ppm 8,8 ppm 
Diagnóstico de motores Diesel mediante el análisis del aceite usado 23 
Las partículas de polvo y arena varían en tamaño, forma y propiedades 
abrasivas. En un motor la entrada principal del polvo atmosférico es básicamente a 
través del circuito de admisión. Los filtros de aire del circuito en buena condición 
son capaces de retener el 99% del polvo que accede a los mismos. El 1% 
remanente entra hacia el motor, sus tamaños varían entre partículas submicrónicas 
hasta mas de 10 µm. Estas partículas de tamaños similar al espesor de la película 
lubricante en diversas áreas son las que más daño pueden causar sobre los 
componentes. Tengamos en cuenta que si la partícula es mucho menor que la 
película lubricante pasará a través de la misma prácticamente sin generar un daño 
apreciable, si el tamaño es superior a la holgura de los elementos en movimiento 
relativo, la partícula no entra en la misma, pero en el caso de que el tamaño de la 
partícula sea similar a dicha holgura es la peor situación ya que esta partícula forma 
un enlace directo entre las dos superficies eliminando el efecto de la película de 
aceite. El primer e inmediato efecto es una especie de “rastrillado” sobre la 
superficie ya que la partícula es arrastrada y rodada a través de la misma. El 
segundo efecto y potencialmente más perjudicial es que una vez introducida la 
partícula sobre las superficies cambia la carga homogéneamente repartida en una 
carga puntual sobre el punto de contacto de la partícula, con lo que se genera una 
deformación de la superficie en el contacto puntual, que eventualmente puede 
llevar a una fatiga del metal y posteriormente a una rotura del mismo. Como 
problema añadido se puede comentar que el aumento del desgaste puede llevar 
también a un aumento de la tasa de consumo de aceite. 
En referencia a esta problemática podemos presentar los resultados 
observados en un caso práctico estudiado en el Departamento de Máquinas y 
Motores Térmicos de la UPV. Una importante empresa de transporte con un parque 
de motores numeroso, comenzó a observar en los análisis de aceite realizados a los 
motores como en determinados casos comenzaban a apreciarse valores superiores 
de contenido de silicio en el momento del cambio de aceite, comparados frente a 
los valores típicos que se presentaban anteriormente en estos mismos motores o 
frente a otros motores en uso. Realizada la consulta coincidimos con los técnicos 
de la empresa que el aumento en la cantidad de silicio al cambio podía deberse a 
algún problema relacionado con los filtros, a saber: una incorrecta selección del 
tipo de filtro de aire que se estaban utilizando en determinados vehículos o a un 
mal mantenimiento de los mismos, ya que estos filtros cada cierto periodo de uso 
como intervención sistemática de mantenimiento aparece la limpieza de los 
mismos, una posibilidad podía ser que el intervalo de uso o los intervalos de 
limpieza de estos filtros fuesen aplicados de manera incorrecta. Tras estas primeras 
suposiciones,se atacó el problema por ambas vías, por una parte se comprobó la 
conformidad de los filtros con las indicaciones del fabricante del motor para los 
mismos y por otra parte se disminuyó los periodos de limpieza y el periodo de 
24 Cap. 2 Tribología en motores Diesel 
 
cambio de los filtros. Pasado un tiempo prudencial se observó que el problema no 
remitía y en determinados casos lo que hacía era agravarse. Se continuaba con 
elevados valores de silicio en el aceite que llevaban en la mayoría de los casos a 
una perdida de compresión en los cilindros, debido al desgaste del conjunto 
segmentos pistón camisa y en los casos más graves a un rayado de las camisas y el 
gripado. Descartado el que el problema fuese debido a los filtros del aire de 
aspiración, se intentó comprobar si el problema provenía de la existencia de alguna 
vía de entrada de aire sin filtrar al motor. Para ello se preparó una campaña de 
inspección sobre una muestra representativa de los motores para comprobar este 
problema, para ello se presurizaba el circuito de admisión insuflando aire y se 
utilizó un sistema de detección de fugas mediante la utilización de un medidor por 
ultrasonidos. Los resultados de esta campaña mostraron que existía una vía de aire 
sin filtrar en los motores que presentaban valores altos de silicio en el aceite, en 
concreto se comprobó que el manguito de unión entre el filtro y el turbocompresor, 
de un determinado tipo de caucho, con el tiempo de uso se rigidizaba y las 
abrazaderas utilizadas para ajustarlo a los conductos no lo hacían ya estanco, 
quedando una vía de entrada de aire favorecida además por la depresión que 
generaba el turbocompresor que estaba aguas abajo de este punto de entrada. Se 
planteó como solución cambiar el diseño del manguito y el material del mismo 
para evitar que apareciera este efecto y se realizó la prueba sobre una serie de 
motores en los cuales había aparecido este problema. En los primeros resultados ya 
empezó a observarse que se comprobaba un drástico descenso en el nivel de silicio 
en el aceite, confirmándose en todos los motores utilizados para la prueba. 
A continuación se presentan algunos resultados obtenidos en las pruebas de 
los mismos: 
6/
20
/9
6
5/
5/
98
11
/6
/9
8
6/
28
/9
9
1/
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Motor Nº 7991090
 
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Motor Nº 7277133
 
Figura 2.11: Reducción de los niveles de silicio medidos en las muestras de aceite 
tras el cambio de configuración del manguito en tres motores distintos. 
Diagnóstico de motores Diesel mediante el análisis del aceite usado 25 
En el ejemplo anteriormente mencionado se disponía de la peor situación de los 
motores en cuanto a colocación de cara a la contaminación por polvo, los mismos 
se encuentran en la parte inferior del vehículo a corta distancia del suelo, con una 
formación de tipo convoy y moviéndose el vehículo a través de zonas polvorientas. 
Todo estos factores actuaban como amplificadores haciendo aún más crítico el 
problema. 
2.4.2. La filtración del aceite 
La filtración del aceite es necesaria a causa de la contaminación del mismo, 
que se genera de formas diferentes: 
 A partir de la contaminación por impurezas exteriores de diferente 
naturaleza 
 Polvo atmosférico e impurezas externas que se introducen a través del 
circuito de admisión o por aspiración a través de respiraderos, varillas 
de nivel de aceite, juntas mal ajustadas o por el mismo aceite en caso 
de utilizarse sucio debido a una incorrecta manipulación. 
 Agua procedente de la condensación en el interior de los motores, de 
la respiración del cárter y de las posibles fugas del sistema de 
refrigeración. 
 Abrasivos diversos: utilizados en el proceso de fabricación del motor 
o para su limpieza. 
 Por la propia alteración y degradación del aceite 
 Productos de la combustión que pasan al aceite 
 El propio combustible que produce el efecto de dilución del aceite 
 Productos del propio desgaste del motor: hierro, cobre, plomo, etc. 
En primer lugar, la función de los filtros de aceite es la de retener todas las 
partículas abrasivas, que sobrepasen un cierto tamaño, lo que determina su grado 
de filtración. La acción de los filtros de aceite sobre la reducción del desgaste es 
debida simultáneamente a la retención de partículas abrasivas y compuestos 
carbonosos, que retienen a su vez compuestos orgánicos ácidos capaces de ejercer 
un efecto sobre el desgaste de naturaleza corrosiva. 
Las características generales de un filtro de aceite dependen de una serie de 
factores como son: 
 De la naturaleza del líquido a filtrar y de sus condiciones (viscosidad, 
temperatura, presión) 
26 Cap. 2 Tribología en motores Diesel 
 
 De las impurezas que hay que retener, es decir, naturaleza química, 
granulometría, carga eléctrica, concentración, etc. 
 Del límite inferior del diámetro de las partículas que hay que retener 
 De la pérdida de carga admisible para el conjunto del filtro 
 De la duración del filtro, si se trata de filtros de vida limitada, o de la 
frecuencia de mantenimiento en otros tipos de filtros. 
 De los imperativos físicos y químicos de la filtración, relacionado 
fundamentalmente con la conservación de los aditivos detergentes y de los 
demás aditivos utilizados en el lubricante 
 De las posibilidades de obstrucción o colmatación de los filtros 
En función de todas estas características se puede determinar el 
procedimiento mas apropiado para la filtración. Se han introducido dos principios 
diferentes en la filtración del aceite lubricante, principios que a su vez pueden ser 
combinados. 
La conexión en circuito primario: Las características del principio más 
importante y más frecuentemente utilizado es que todo el aceite pase por el 
elemento filtrante. Evidentemente ésta es la conexión mas efectiva, ya que así, todo 
el caudal debe pasar por el filtro lo que, naturalmente, influirá en el tamaño del 
mismo. Ya que el tamaño no puede aumentarse de forma arbitraria, hay que llegar 
a una solución de compromiso limitándose a una filtración medio fina. Sin 
embargo el aseguramiento de la alimentación de aceite debe tener prioridad sobre 
la eficiencia del filtro. Por esta razón, cuando el aumento de la pérdida de carga, 
causado por la obturación del papel, llega a valores peligrosos, se abre una válvula 
de derivación, también llamada de by-pass. Con la válvula de derivación abierta 
parcialmente, el filtro del circuito primario no pierde su eficiencia; al contrario se 
transforma en una conexión de circuito secundario que filtra un caudal parcial del 
aceite. Como material filtrante para los filtros del circuito primario se emplea casi 
exclusivamente el papel filtrante. Las impregnaciones especiales permiten una 
resistencia a las altas temperaturas; una geometría sólida de los pliegues y un 
apoyo especial de los pliegues en la cara de salida que responden a la presión 
diferencial elevada. 
La conexión del circuito secundario. En este tipo de conexión, entre la 
bomba de aceite y los puntos de lubricación, se deriva un pequeño caudal parcial al 
llamado filtro de circuito secundario, que esta filtrando de forma aproximada entre 
un 5 y un 10% del caudal total por ciclo. Mientras que en el papel del circuito 
primario el efecto filtrante tiene lugar principalmente en la superficie, los filtros de 
circuito secundario funcionan según el principio del efecto en profundidad, según 
Diagnóstico de motores Diesel mediante el análisis del aceite usado 27 
el cual el caudal parcial pasa por un paquete de fibras (casi siempre borras de 
algodón o fibras sintéticas). Al mismo tiempo la velocidad de circulación se reduce 
por las dimensiones suficientemente grandes, así partículas finísimas de un tamaño 
aproximado de 1 µm tiene la posibilidadde depositarse en las fibras por razón de la 
adherencia. Características del filtro del circuito secundario son: el caudal que se 
reduce con el aumento de la obturación así como la capacidad de separación 
elevada causada por el efecto de profundidad. La desventaja principal de la 
conexión en el circuito secundario es que solamente después de unos cuantos pasos 
hay una probabilidad suficiente de que todas las partículas sean eliminadas. Por 
otro lado, los filtros de circuito secundario originan una limitación de la 
concentración de suciedad por su efecto de filtración fina y esto es una exigencia 
muy importante. Emplear únicamente filtros de circuito secundario, sin embargo, 
no da mejor resultado que los filtros de circuito primario. Por esta razón se aplica 
una combinación de filtros de circuito primario y secundario siempre que se deba 
lograr una filtración especialmente eficaz. 
En los motores grandes, de aplicaciones estacionarias o de marinos es 
donde encontramos circuitos de filtración y depuración del lubricante más 
completos y sofisticados. Los circuitos de depuración son los encargados de 
eliminar las impurezas presentes en el lubricante tras la operación en el motor, 
impurezas tales como: residuos sólidos, contaminaciones como agua y restos de 
carbón procedente de las fugas de los gases de la combustión a través de los aros 
del pistón. 
Los circuitos de depuración constan principalmente de las siguientes 
unidades: 
 Purificadoras (clarificadoras) cuya misión es centrifugar el lubricante, 
eliminando los productos sólidos en suspensión. 
Los separadores centrífugos o centrifugadoras, son comúnmente empleados 
en el mantenimiento del aceite. Tienen la ventaja sobre los filtros estáticos de estar 
capacitados para eliminar grandes cantidades de agua en el aceite; en equipos de 
grandes dimensiones pueden limpiar hasta 8000 l/h, aunque esto rara vez resulta 
necesario. Con un adecuado mantenimiento estos equipos pueden eliminar 
contaminantes sólidos de hasta 3 µm de diámetro, tamaño que sólo podría ser 
eliminado por filtros estáticos de mallado muy fino. 
Estos equipos se basan en el principio de que los líquidos y los sólidos 
tienen diferentes pesos específicos, por lo que utilizan la misma técnica que un 
sedimentador, pero en las centrifugadoras la fuerza de separación puede ser 
equivalente a 1500 veces la fuerza de la gravedad (1500 g). Su modo de operación 
28 Cap. 2 Tribología en motores Diesel 
 
se basa en hacer girar el aceite en un depósito a gran velocidad; los sólidos, que 
poseen un peso específico superior, son expulsados hacia la periferia del tanque 
separándose del aceite por efecto de la fuerza centrífuga; el agua, que también 
posee un mayor peso específico, forma un estrato anular entre los sólidos y el 
lubricante, dejando al último con menor peso específico en el centro. Los sólidos y 
el agua son recolectados y eliminados de forma manual o automáticamente a 
intervalos apropiados, dejando de este modo el aceite limpio para regresar al 
sistema de lubricación. 
Las centrífugas pueden operar bajo diferentes disposiciones; para aceites 
susceptibles de sufrir contaminaciones con agua, la centrifugadora se prepara 
previamente con un drenaje para el agua y una salida para el aceite; con este 
montaje el equipo se conoce como depuradora. Cuando el aceite está relativamente 
seco, es preferible conseguir una máxima separación entre los contaminantes 
sólidos y el aceite, dejando a la centrifugadora provista sólo de una salida para el 
aceite limpio, los equipos de centrifugado que operan bajo este sistema son 
conocidos como clarificadoras. 
Los factores que influyen en la separación son los siguientes: 
 La diferencia de densidades, dado que la fuerza centrifuga actúa sobre 
todas las materias en proporción a su densidad, por lo que resulta más 
sencillo la separación cuanto mayor es la diferencia de densidades. 
 El tamaño y forma de las materias, atendiendo a que cuanto mayor es 
el tamaño de las partículas, mayor es su velocidad de sedimentación, 
por lo que en ningún caso es recomendable que la mezcla se aproxime 
al estado coloidal. Del mismo modo las partículas de tamaño uniforme 
y redondeado son más fáciles de eliminar que las irregulares. 
 La viscosidad del fluido también hay que tenerla en cuenta ya que 
cuanto menor es esta, los resultados de la depuración son mejores. De 
aquí la necesidad de precalentar los aceites para adecuar su viscosidad 
al régimen de mayor rendimiento de la separadora. 
 El flujo de depuración (caudal) es otro de los parámetros a tener en 
cuenta obteniéndose evidentemente mejores resultados con caudales 
menores. Debe distinguirse entre la máxima capacidad de la centrífuga 
y el gasto de aceite que puede ser manejado a su máxima eficiencia. 
Por lo general, la máxima eficiencia de una centrifuga se encuentra 
alrededor del 50% de su máxima capacidad. 
Diagnóstico de motores Diesel mediante el análisis del aceite usado 29 
El efecto más buscado en las instalaciones de depuración de los aceites 
lubricantes es de la clarificación, ya que la presencia de agua en los aceites no es 
normal, y de haberla es debido a la presencia de una avería. 
 Calentadores: su misión es la de elevar la temperatura del lubricante 
favoreciendo de esta forma la separación de las partículas sólidas y el agua. 
La finalidad del incremento de la temperatura del lubricante es favorecer la 
diferencia de pesos específicos entre los distintos elementos que forman 
parte del fluido a depurar de modo que la densidad del lubricante no es la 
misma a 40 ºC que a 90 ºC, por lo que se considera fundamental elevar 
dicha temperatura con el fin de obtener resultados efectivos. 
El hecho de que los incrementos de temperatura favorezcan los resultados 
de la depuración nos lleva a establecer los límites inferior y superior de la 
temperatura del lubricante antes de entrar a la depuradora. Un aceite puede sufrir 
pérdidas de sus propiedades físico químicas cuando sobrepasa los 110 ºC de 
temperatura, pudiendo llegar a la coquización a partir de esta temperatura en 
función del aceite base empleado en su obtención [Morán, R.; 1997]. Los aceites 
actuales superan los 220 – 240 ºC de punto de inflamación, lo cual únicamente nos 
indica la temperatura a que los vapores que se desprenden pueden entrar en 
combustión en presencia de una llama, pero no la temperatura límite de trabajo, 
que no debería superar los 100 – 110 ºC con el fin de evitar posibles coquizaciones 
y pérdidas importantes de propiedades del lubricante. 
Con todo ello, la mejora del rendimiento de depuración por medio del 
calentamiento previo del lubricante es un recurso óptimo aunque teniendo en 
cuenta que el rango de temperatura debe estar entre 85 – 95 ºC ponderando de esta 
manera las óptimas condiciones de separación y el mínimo impacto negativo sobre 
el lubricante. 
 Por último en este tipo de motores nos encontraremos también con los 
elementos de limpieza del aceite típicos, los filtros y los intercambiadores 
para el enfriamiento del lubricante después de su operación. 
2.4.3. La filtración del combustible 
La filtración del combustible es fundamental en los motores Diesel, ya que 
el buen funcionamiento de las bombas de inyección y de los inyectores está puesta 
en juego en función de la limpieza del combustible. Las impurezas que podemos 
encontrar en suspensión en los combustibles comprenden: herrumbre, sustancias 
minerales, productos diversos de oxidación y agua. 
30 Cap. 2 Tribología en motores Diesel 
 
En este punto conviene señalar la diferencia existente entre los 
combustibles para Automoción (tipo A), y los fuel-oils de utilización 
fundamentalmente en motores estacionarios grandes y motores marinos. 
La limpieza de los combustibles típicos de automoción se realiza con 
sistemas de filtrado estáticos muy similares a los que se emplean para el filtrado del 
aceite lubricante, tal y como se ha comentado previamente. 
Para la limpieza