Mejores prácticas para el análisis de aceite de motor

24 de septiembre de 2018

Bennett Fitch, Noria Corporation. Traducido por Francisco J. Páez Alfonzo, Noria Latín América

image0011 Mejores prácticas para el análisis de aceite de motor

Los beneficios del análisis de aceite se disfrutan en todas las industrias que operan maquinarias. Pero ¿qué pasa con el común de las máquinas que la mayoría de las personas toma por descontado su capacidad para llevarnos del punto “A” al punto “B” sin fallar?

Si, estoy hablando de nuestros vehículos personales.

La mayoría se sentiría frustrado e incómodo si nuestro automóvil dejase de repente de proporcionarnos sus funciones básicas. Es muy probable que haya experimentado este problema al menos un día en los últimos años. Como casi la mayoría de las máquinas, nuestro vehículo requiere de un mantenimiento rutinario.

Independientemente de si usted le da mantenimiento a su vehículo o se lo da un mecánico, existen varios puntos de inspección y áreas de concentración en todo el vehículo. Históricamente, las fallas relacionados con los neumáticos son una de las primeras causas de las averías.

Como en la mayoría de los problemas con los neumáticos, los costos de reparación y paro son bastante bajos, especialmente si la reparación consiste en un neumático ponchado (desinflado). Por otro lado, la falla del motor es menos común, pero suele ser más costosa y a menudo conlleva varios días o semanas de paro, dependiendo de la disponibilidad de las refacciones (repuestos).

Por qué el análisis de aceite de vehículos de pasajeros es poco común

Existen muchas razones por las cuales el análisis de aceite no se les realiza a los aceites de los motores de los vehículos de pasajeros. Los propietarios de los vehículos no están interesados en extender la vida de sus motores, razón por la cual no anticipan una falla significativa durante en tiempo de vida de su automóvil. La mayoría no mantienen un vehículo por más de cinco o diez años. La mayoría de los propietarios de automóviles también esperan que su póliza de seguro o garantía les cubra cualquier falla potencial de su motor.

Además, la mayoría de las personas creen que un simple cambio de aceite y filtro en forma rutinaria es más que suficiente para mantener el motor de su vehículo. No consideran que el costo de analizar un aceite de motor es similar al de un cambio de aceite. Algunos vehículos vienen equipados con un indicador de la “vida del aceite” que alimenta en tiempo real al conductor de las condiciones del aceite, lo cual puede producir una falsa sensación de seguridad.

Incluso si conocen los beneficios del análisis de aceite del motor, tomar una muestra en un vehículo de pasajeros es inconveniente e inefectivo. Generalmente no hay una buena ubicación del puerto de muestreo para tomar una muestra representativa. Sin modificar el motor, la muestra generalmente será tomada con manguera y bomba de vacío por la varilla de nivel o del puerto de purga del motor durante un cambio de aceite.

Estas son solo algunas de las razones por las cuales no hay mucho mercado para el análisis de los fluidos de los vehículos de pasajeros. Sin embargo, uno de los aspectos más importantes del análisis de aceite que a menudo no es tomado en cuenta es su capacidad para proporcionar información sobre la contaminación y partículas de desgaste en el aceite.

Por qué debería analizarse el aceite de los vehículos de pasajeros

El análisis de aceite no solo es efectivo en proporcionar una indicación de la condición del aceite, sino que también es capaz de identificar varias formas de contaminación y partículas de desgaste como parte del monitoreo de la condición del motor. Esto debiera de ser aún más importante, ya que la vida del motor y del vehículo es el objetivo de cualquier análisis que se realice, no solo la calidad y vida del aceite.

La mayor parte de los análisis de lubricantes a nivel mundial se les realiza a los aceites para motores diésel. Esto se debe a que la mayoría de ellos están instalados en camiones de servicio pesado, en flotillas de transporte o en industrias con maquinaria fuera de carretera. Estos propietarios u operadores-propietarios dependen de la operación continua de sus unidades como fuente de ingresos y utilidades. Esta dependencia tiene su riesgo y el análisis de aceite les proporciona un nivel adicional de seguridad para una mejor confiabilidad.

El análisis de aceite de motor puede ser tan beneficioso para la mayoría de los propietarios y conductores de vehículos de pasajeros si se obtiene la información correcta. Entre las preguntas clave que se deben formular para el análisis de aceite de su motor se incluyen:

  • ¿Se está utilizando el aceite de motor correcto?
  • ¿Existen algunas aditivos o condiciones de la base lubricante que se estén agotando o degradando aceleradamente?
  • ¿Hay contaminantes externos en mi aceite que no debieran de estas allí?
  • ¿Hay contaminantes internos como combustible, hollín, refrigerante, etc.?
  • ¿Hay alguna indicación de que el motor está generando cantidades anormales de metales de desgaste?
  • ¿Está el tipo de desgaste indicando el inicio de una falla incipiente?
  • ¿Es la causa raíz del degaste generado exclusiva de algún tipo de modo de falla conocido?

Dónde y con qué frecuencia se deben realizar análisis del aceite de motor

En la mayoría de los programas de análisis de lubricantes de una planta, las muestras de los equipos son tomadas cada “X” semanas o meses y son evaluadas utilizando un paquete de pruebas de laboratorio predeterminado en forma rutinaria. Esto es práctico cuando el costo de obtener una muestra y el relleno de aceite son razones suficientes para extender el intervalo de cambio de aceite hasta que se alcancen los límites condenatorios y cuando la toma de muestras con el equipo funcionando no requiere de esfuerzo alguno debido a que tiene instalado un puerto de muestreo adecuado. Incluso, si el relleno de aceite no es costoso, puede ser importante monitorear la condición de la máquina a través del análisis de motor simplemente por que la máquina es crítica.

Los vehículos de pasajeros típicos no están equipados para una toma de muestras adecuada durante la operación. El puerto de muestreo ideal debe estar ubicado en la línea de presión después de la bomba y antes del filtro en un sistema de cárter húmedo. Debido a que esto es poco probable, generalmente se opta por muestrear en el puerto de drenado durante un cambio de aceite o utilizando el método de manguera y bomba de vacío por la varilla de nivel. Tenga presente que existen procedimientos de mejores prácticas para la toma de muestras en estas dos ubicaciones que deben ser considerados antes de continuar con estos enfoques.

La frecuencia de muestreo está basada principalmente en el potencial que ofrece el análisis de aceite para la detección temprana de fallas como, por ejemplo: una contaminación anormal, una rápida degradación del aceite o una condición de falla inminente de la maquinaria. El análisis de aceite es único, en el sentido de que puede detectar un posible peligro antes de que otros sensores o síntomas externos se activen.

Dado que los cambios de aceite son normalmente más frecuentes en los vehículos de pasajeros que en otras maquinas de la industria, el mejor intervalo de muestreo del motor probablemente se justo antes de hacer el cambio de aceite programado. Siempre que se mantenga normalizado el intervalo de cambio de aceite (misma frecuencia) con relación a los cambios anteriores, la persona que interpreta los resultados tiene la oportunidad de analizar de forma efectiva las tendencias de los resultados.

Esta estrategia tiene sus beneficios porque no solo proporciona una variada información sobre la salud del motor, sino que ayuda a determinar si el intervalo de cambio de aceite actual es muy corto o muy largo.

Cuáles pruebas del análisis de aceite se deben realizar

El aceite de motor puede ser analizado para obtener información valiosa de sus propiedades, contaminantes o desgaste del motor. Los instrumentos en un laboratorio de análisis de aceite se enfocan en una propiedad específica para obtener información o en las que están diseñadas para reportar múltiples parámetros de información. Las siguientes son algunas de las pruebas de laboratorio más comunes que se pueden aplicar a los aceites de motor.

Viscosidad

Esta prueba mide la resistencia de un fluido a fluir y al corte. La viscosidad es la propiedad más importante de un aceite. Proporciona la función básica de crear una película lubricante entre las superficies mecánicas que se mueven una con respecto a la otra. El aceite de motor está formulado para satisfacer un grado de viscosidad en particular.

Si la viscosidad cambia, puede hacer que el aceite no sea capaz de proteger las superficies del motor. También puede significar que el aceite se ha degradado químicamente o ha sido afectado por una contaminación como, por ejemplo, el agua, el combustible o el glicol. Cuando esto ocurre, será necesario investigar a fondo la potencial causa raíz con otras pruebas del análisis de aceite.

Número básico (BN)

La prueba del número básico es utilizada para medir la reserva alcalina del aceite. Esta propiedad del aceite de motor está destinada a neutralizar los compuestos ácidos a los que el aceite puede estar expuesto por contaminación con los gases de escape (Blow-by). El número básico tiende a disminuir a medida que el aceite envejece, pero una cambio repentino puede ser un indicador de un incremento en la contaminación con los gases de escape debido a deficiencias en la zona de combustión, condiciones severas de operación o el uso del aceite equivocado.

Conteo de partículas

La prueba de conteo de partículas mide el nivel general de contaminación sólida en forma de tres números que representan la cantidad de partículas contaminantes mayores que 4, 6 y 14 micrones por mililitro de fluido. La exposición del aceite a la contaminación puede ser muy dañina, pero esto es lo que se espera durante la operación normal del vehículo.

El conteo de partículas le puede revelar algunas cosas, como la potencial ineficiencia del filtro de aire de admisión o del filtro de aceite. Por ejemplo, si el filtro de aceite se ha roto, es posible que no eliminen eficientemente los contaminantes, permitiéndoles entrar continuamente en el aceite del motor.

Agua

El contenido de agua generalmente se determina utilizando el método Karl Fischer, el cual reporta la cantidad de agua presente en partes por millón (ppm). Una muestra de aceite puede ser discriminada primero realizando la prueba de crepitación. El agua en el aceite es particularmente preocupante porque puede conducir a un rápido deterioro del aceite y corroer las superficies metálicas de hierro y acero.

La fuente de agua debe ser investigada en caso de encontrar cantidades anormales. Las fuentes más comunes pueden ser fugas del enfriador de aceite, altos niveles de humedad en el ambiente o condiciones de operación ineficientes.

fig1 Mejores prácticas para el análisis de aceite de motor

Densidad ferrosa

Esta prueba está enfocada en el incremento de los niveles de partículas de desgaste ferrosas presentes en una muestra de aceite. Una vez que las partículas de desgaste se encuentran en un nivel anormal, se deben tomar serias acciones correctivas, ya que la potencial falla del motor es inminente. A diferencia de los contaminantes sólidos y la humedad, los cuales son causa raíz que pueden conducir a una falla, el incremento en los niveles de partículas de degaste indican que en el motor ya está ocurriendo un desgaste mecánico.

Esto puede ser consecuencia de no haber solucionado los problemas de contaminación o de una pobre lubricación debido a cambios en las propiedades del aceite. Podría también ser el resultado de cambios en las condicione de operación o ineficiencia mecánica.

Ferrografía analítica

Si se han observado niveles anormales de partículas de desgaste, se deben utilizar técnicas adicionales para examinar con mayor detalle dichas partículas y obtener indicios sobre su severidad y causa raíz. Esta revisión microscópica de las partículas de desgaste incluye su caracterización en relación con su forma, tamaño, color, reflectividad, detalles del contorno, marcas y concentraciones.

El resultado puede ayudar a establecer el componente de donde procede la partícula de desgaste y el mecanismo de desgaste que la produce. Estos detalles son útiles para comprender la severidad del problema y si se requiere de alguna acción correctiva para remediarlo.

La prueba de filtración por membrana (parche) es un método similar utilizado para observar depósitos insolubles sobre una membrana porosa a través de la cual se ha hecho pasar el aceite. Es una forma de analizar cantidades de contaminantes concentrados o subproductos de la degradación del aceite

Espectrometría infrarroja por transformadas de Fourier (FTIR)

Esta prueba proporciona información no solo de la salud del aceite sino también de contaminantes como hollín, agua, glicol y combustible, así como también subproductos de la degradación del aceite como oxidación, nitración y sulfatación. Emplea una tecnología única que observa los constituyentes dentro de la muestra de aceite a nivel molecular. Si bien esta prueba se destaca por su excelente capacidad para revisar un amplio espectro del aceite, su precisión suele ser algo limitada.

Análisis espectrométrico de elementos metálicos

La espectrometría de elementos metálicos es algo similar a la FTIR, pero en lugar de observar los constituyentes a nivel molecular, es capaz de reportar detalles sobre los elementos metálicos en el aceite. Los resultados tienen mucho más valor después de que han sido comparados a nivel de tendencias contra una muestra de referencia o el historial de muestras anteriores obtenidas del mismo motor. A medida que las concentraciones de metales se incrementan o disminuyen, las tendencias pueden ser correlacionadas con patrones específicos de desgaste, incrementos en los niveles de contaminación o un agotamiento de los aditivos del aceite.

Otras pruebas que pueden ser realizadas son el punto de inflamación, dilución por combustible, número ácido, medición óptica de hollín y la prueba de la gota de aceite. La combinación exacta de las pruebas a realizar dependerá del tipo de preguntas que desee responder.

Si usted es dueño de un automóvil de los llamados ¼ de milla (aceleración, pique) que no puede soportar la idea de que el motor falle o el propietario ocasional de un vehículo que no desea ser molestado por una avería, son buenas razones para realizar el análisis del aceite del motor. El aceite en su motor está lleno de detalles y solo está esperando para darle una actualización del funcionamiento del motor. Entonces, la próxima vez que cambie el aceite, considere tomar una muestra y enviarla a analizar.

Referencias

Fitch, J.C. (2012). Analysis of In-Service Automotive Engine Oils. S.C. Tung & G.E. Totten (Eds.), Automotive Lubricants and Testing.

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