Negli impianti oleodinamici, in linea teorica, si potrebbe utilizzare un tipo qualsiasi di fluido, in quanto tutti seguono la legge di Pascal. Tuttavia, la scelta dell'olio idraulico più appropriato è cruciale per garantire il corretto funzionamento e la longevità del sistema. L'olio idraulico è un liquido denso e viscoso, che viene utilizzato come lubrificante, fluido di raffreddamento e agente di trasmissione in vari tipi di sistemi meccanici.

Si distingue dagli altri oli per la sua resistenza a temperature estreme, pressioni elevate e ambienti corrosivi. Inoltre, aumenta la viscosità del fluido, riduce la velocità di usura ed evita la corrosione delle parti metalliche. Da considerare anche che l'olio idraulico consente alla macchina di reagire rapidamente alle variazioni nella velocità e nella potenza richieste dall'utente.

Caratteristiche Fondamentali degli Oli Idraulici

Per chiunque abbia a che fare con componenti meccaniche all’interno di un impianto di produzione la lubrificazione è un’operazione con cui ci si confronta giornalmente. Lubrificare le componenti con olio minerale o sintetico è fondamentale, perché non farlo significherebbe disperdere molto più calore e, di conseguenza, rovinare le macchine in tempi molto più brevi. Ecco alcune delle proprietà più importanti di un olio idraulico:

  • Viscosità: La viscosità dei fluidi idraulici è la misura della resistenza allo scorrimento, ossia della resistenza opposta dalle particelle di fluido al reciproco scorrimento. La viscosità del fluido si deve trovare all’interno di un range di buon funzionamento. Infatti una viscosità troppo alta comporta elevate perdite di carico e un conseguente eccessivo riscaldamento. La viscosità diminuisce all’aumentare della temperatura, quindi durante il funzionamento dell’impianto occorre garantire che l’olio abbia la propria temperatura all’interno di un certo range.
  • Indice di viscosità: Tanto maggiore è l’indice di viscosità, tanto minore è la dipendenza della viscosità dalla temperatura. Questa dipendenza può essere caratterizzata dall’indice di viscosità, che dipende esclusivamente dal tipo di greggio di origine, dai metodi di raffinazione e dalla presenza di additivi.
  • Potere lubrificante e protezione dall'usura: Il fluido utilizzato deve essere in grado di bagnare tutte le parti mobili con una pellicola lubrificante continua. La conseguenza della rottura di questa pellicola, causata da alte pressioni, insufficienza di alimentazione, scarsa viscosità e altro ancora, è il grippaggio.
  • Compatibilità con i materiali: Il fluido deve essere compatibile con tutti i materiali che costituiscono l’impianto, comprese guarnizioni, cuscinetti e vernici.
  • Resistenza alle sollecitazioni termiche: Durante il funzionamento dell’impianto oleodinamico, il fluido si riscalda, mentre nei periodi di ferma subisce un raffreddamento. Il ripetersi di questo ciclo termico ha conseguenze negative per la vita utile del fluido, per questo motivo in molti impianti oleodinamici si mantiene costante la temperatura del fluido per mezzo di scambiatori di calore.
  • Bassa comprimibilità: La comprimibilità di un fluido è la variazione di volume per effetto della pressione. Se l’olio è esente da bolle d’aria al suo interno, il suo volume, a seguito di un aumento della pressione di 100 bar, subisce una riduzione dello 0.7%. Fino a 150 bar la comprimibilità può essere trascurata, mentre per valori superiori, soprattutto in presenza di grosse portate, essa può compromettere la funzionalità del sistema.
  • Dilatazione termica: Se alla pressione atmosferica l’olio viene riscaldato aumenta il suo volume, per cui in impianti in cui il volume dell’olio è molto elevato, bisogna tenere conto della temperatura di esercizio.
  • Potere anti-schiuma: Le bollicine d’aria risalenti sulla superficie dell’olio possono formare schiuma nel serbatoio. Questo inconveniente può essere ridotto con una appropriata disposizione delle tubazioni di ritorno e con l’installazione di setti separatori all’interno del serbatoio, per calmare il movimento dell’olio di ritorno.
  • Potere antiossidante: Il potere antiossidante degli oli minerali è ottenuto grazie ad additivi chimici, i quali creano sulle superfici metalliche una pellicola idrofuga che è in grado di neutralizzare i prodotti corrosivi di dissociazione dovuto all’invecchiamento dell’olio.
  • Filtrabilità: Durante l’esercizio il fluido viene continuamente filtrato sulla mandata o sul ritorno, o in entrambe le zone, al fine di asportarne gli elementi inquinanti generati per abrasione. In base al tipo di fluido ed alla sua viscosità, si scelgono le dimensioni del filtro e il materiale della cartuccia filtrante.
  • Resistenza all’accensione e incombustibilità: Al fine di prevenire i pericoli derivanti da possibili rotture di tubazione e conseguente perdita di fluido, in queste condizioni, si ricorre a fluidi speciali ad alto punto di accensione, di difficile infiammabilità. Si definisce punto di fiamma del fluido (fire point) la temperatura alla quale il fluido si incendia a contatto con una fiamma libera.
  • Tossicità: Il contatto prolungato con alcuni fluidi sintetici e talvolta anche con oli minerali, può provocare irritazioni e malattie della pelle.

Olio Minerale: Caratteristiche e Applicazioni

L’olio minerale è la forma più “tradizionale” di lubrificante, in commercio ormai da molte decine di anni. Questo tipo di olio è ottenuto grazie alla distillazione e raffinazione del petrolio, facilmente reperibile sul mercato sia nella forma rigenerata, che di nuova produzione. In passato, tutte le forme di olio minerale erano dette Monograde, erano ovvero utilizzabili solo entro uno specifico intervallo di temperatura. I nuovi oli minerali sono Multigrade e hanno un’applicabilità maggiore. Si riconoscono grazie alla formula numero+W+numero presente sulla confezione (es.

Gli oli minerali vengono ottenuti attraverso il processo di distillazione del petrolio e sono facilmente reperibili sul mercato. Questa tipologia è la scelta ideale per molti impianti industriali e mobili, è utilizzato comunemente in macchinari agricoli, attrezzature per la costruzione e in sistemi che operano a temperature moderate. La composizione chimica dell’olio minerale è meno pura rispetto a quella dell’olio sintetico. Le maggiori impurità richiedono un rabbocco e una sostituzione più frequente. L’olio minerale è anche poco adatto al contatto con materie plastiche ed elastometri, spesso presenti in alcune componenti meccaniche.

L’olio minerale è la forma più “tradizionale” di lubrificante, in commercio ormai da molte decine di anni. Questo tipo di olio è ottenuto grazie alla distillazione e raffinazione del petrolio, facilmente reperibile sul mercato sia nella forma rigenerata, che di nuova produzione.

Vantaggi dell'olio minerale

  • Costo inferiore rispetto all'olio sintetico.
  • Prestazioni affidabili in condizioni operative moderate.

Olio Sintetico: Caratteristiche e Applicazioni

L’olio sintetico viene creato grazie alla raffinazione ulteriore dell’olio minerale o alla sintetizzazione di componenti chimici. Gli oli sintetici contengono dunque meno impurità e sono spesso trattati con additivi che ne esaltano le proprietà. Il punto di congelamento di un olio sintetico è molto più basso rispetto a quello di un olio minerale e può arrivare fino a -90°C (contro -12°C). Anche sulle alte temperature l’olio sintetico performa meglio ed è adatto al contatto con materiali plastici.

L’olio sintetico offre prestazioni superiori rispetto agli oli minerali, in particolare per quanto riguarda la resistenza alle temperature estreme e la durata. Questo olio è indicato per applicazioni in cui i sistemi idraulici sono sottoposti a temperature elevate o molto basse, oppure dove è richiesta una resistenza maggiore all’usura e all’ossidazione.

L’olio sintetico ha sicuramente delle performance migliori sotto molti punti di vista rispetto all’olio minerale.

Vantaggi dell'olio sintetico

  • Maggiore resistenza alle temperature estreme.
  • Durata superiore rispetto all'olio minerale.
  • Compatibilità con materiali plastici ed elastomeri.

Altri Tipi di Fluidi Idraulici

Oltre agli oli minerali e sintetici, esistono altri tipi di fluidi idraulici, ognuno con caratteristiche specifiche:

  • Liquidi a base acquosa: Data la loro composizione possono essere usati solo quando la temperatura dell’impianto rimane compresa nell’intervallo +10 e +60 °C. Occorre inoltre tenere sotto controllo l’installazione per reintegrare le perdite d’acqua dovute ad evaporazione.
  • Emulsioni olio-in-acqua: Contengono dal 5% al 12% di olio. Presentano una viscosità piuttosto stabile nei confronti della temperatura e crescente con la percentuale di olio. La presenza dell’olio migliora le proprietà lubrificanti.
  • Emulsioni acqua-in-olio: Contengono dal 40% al 60% di olio e hanno un potere lubrificante molto migliore delle precedenti. Al contrario di queste hanno una viscosità che cala al crescere della percentuale di olio. La costanza della viscosità rispetto alla temperatura è migliore di quella dell’olio.
  • Soluzioni acque-glicole: L’acqua è presente nella misura del 35-60%, la viscosità cala all’aumentare della presenza di acqua ed è abbastanza stabile rispetto alla temperatura, mentre il potere lubrificante è paragonabile a quello dell’olio.
  • Esteri fosforici: Presentano un elevatissimo punto di fiamma, hanno un buon potere lubrificante, purtroppo hanno scarsa stabilità termica e la loro viscosità varia sensibilmente con la temperatura. La protezione anticorrosione è discreta e viene migliorata con appositi additivi.
  • Siliconi: Sono composti chimici a molecole lunghe, costituite da silicio, ossigeno e radicali liberi. Hanno notevole stabilità della viscosità, ottima stabilità chimica al freddo e all’ossidazione e non presentano azioni aggressive.

Considerazioni Finali

La scelta dell’olio idraulico più appropriato dipende dalle specifiche esigenze dell’applicazione. Fattori come la temperatura di esercizio, la pressione, i materiali dei componenti e le considerazioni ambientali devono essere attentamente valutati per garantire prestazioni ottimali e una lunga durata del sistema idraulico.

Verificare periodicamente il livello e lo stato dell’olio idraulico è fondamentale per prevenire problemi. La corretta manutenzione del sistema può anche prolungare la vita dell'olio idraulico. Ad esempio, filtrare regolarmente l'olio e mantenere i livelli corretti aiuterà a prolungare la sua durata. Inoltre, controllando periodicamente il colore e l'odore dell'olio si può determinare se è giunto il momento di cambiarlo o meno. Se l'olio diventa troppo scuro o ha un odore dolciastro, ciò indica che è stato danneggiato e che dovrebbe essere sostituito.

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