Prefacio
La Economía Circular se centra más que nunca en la regeneración de los sistemas naturales, el reciclaje de materiales y la eliminación de residuos. Simultáneamente, existe un renovado interés en desvincularse de la disrupción económica que afecta a muchas industrias a nivel mundial. Los recursos renovables se ajustan a las mejores prácticas y a una gestión responsable. Por ello, surge un impulso para que la industria de la lubricación defina cómo el aceite, un activo químicamente especializado y de manejo crítico, puede reacondicionarse para prolongar su vida útil o incluso utilizarse indefinidamente.
Anteriormente se aceptaba ampliamente que todos los lubricantes alcanzarían inevitablemente un estado de agotamiento tras alcanzar determinados parámetros de degradación, independientemente de las medidas adoptadas para mitigarlo. Sin embargo, las tecnologías emergentes están listas para abordar la regeneración, el refrescamiento y la renovación del aceite directamente en el reservorio del sistema, con soluciones tanto a gran escala como a pequeña escala. Este avance tecnológico ya se ha materializado y tiene un nombre: reacondicionamiento de aceite.
Actualmente, el operador de planta podría contar con nuevas opciones para minimizar el volumen de aceite consumido y los costos asociados con el aceite que llega al fin de su vida útil en la maquinaria.
Toda planta industrial debe contar con un conjunto de protocolos para la gestión de la lubricación. Es necesario tener una producción limpia y prácticas eficientes que son necesarias para reducir el desperdicio de lubricantes industriales. Por lo tanto, ya sea mediante el reacondicionamiento continuo o la recuperación y reciclaje al final de su vida útil, estas prácticas contribuirán al logro de diversos objetivos operativos.
¿Por qué reacondicionar?
Para alcanzar estos objetivos con el reacondicionamiento de aceite, es necesario que el aceite pase de ser un consumible a un activo organizado. Las métricas del Instituto de Ingenieros Mecánicos revelan que el monitoreo de condición del aceite por sí solo puede generar un retorno de la inversión de más del 3900%. El desempeño del aceite es quizás el componente principal de la confiabilidad del funcionamiento de la maquinaria. Desafortunadamente, debe introducirse y extraerse de la máquina con regularidad, lo que añade una serie de posibles problemas, incluyendo puntos de ingreso de contaminación no deseados. Los sistemas de filtración de aceite nuera de línea o con carros de filtro existentes ya ayudan con la descontaminación del aceite en planta y pueden hacerlo eficazmente en esta aplicación. Sin embargo, estamos entrando en un nuevo horizonte: la preservación del aceite para regresarlo a su estado original o incluso su desempeño superior al de un aceite nuevo. La optimización fundamental de la planta requiere menos interrupciones de la producción, alta confiabilidad de la maquinaria, menores desafíos en la gestión del aceite y costos mínimos del ciclo de lubricación.
Considere los cambios que se avecinan en industrias como el transporte, que ya producen vehículos sin conductor y naves autónomas. El mismo nivel de inevitabilidad para el aceite es un futuro donde sistemas integrados monitorizan y reacondicionan el aceite durante su operación, evitando la necesidad de almacenamiento, manipulación y, eventualmente, sustitución. Es solo cuestión de tiempo antes de que estas tecnologías estén disponibles. Los métodos de recuperación y reciclaje son aplicaciones importantes de lubricantes, pero ahora vemos un impulso hacia nuevas tecnologías para prolongar o indefinir la vida útil del aceite industrial. La tecnología de lubricación debe responder al mercado con soluciones que reduzcan los residuos, la contaminación y los costos a largo plazo. Dado que muchas industrias están adoptando estas nuevas tecnologías a nivel mundial, quizás sea el momento de analizarlas con más detalle.
¿Puede el reacondicionamiento mantener el aceite como nuevo?
Todo depende del activo, pero sí, se está convirtiendo en una realidad. Adoptar un programa de reacondicionamiento de aceite, como cualquier programa de lubricación, requiere una comprensión detallada del alcance de los procesos, los lubricantes necesarios y un análisis de KPI en toda la planta, de terminal a terminal. En resumen, la tecnología de reacondicionamiento de aceite que se está implementando actualmente está proporcionando una vida útil del aceite considerablemente más larga y avanzando hacia un ciclo de vida indefinido.
El reacondicionamiento industrial de aceite generalmente consiste en un sistema de filtración fuera de línea que se utiliza para eliminar partículas sub-micrón finamente incrustadas, agua, otros contaminantes solubles o insolubles y los aditivos usados en el sistema de lubricación. Esto resulta sumamente beneficioso. El sistema recircula continuamente el aceite en el reservorio, manteniendo una limpieza óptima. En cierto modo, esto transforma el sistema tradicional de filtración fuera de línea o con carro de filtración en un proceso de filtración sub-micrónica más sofisticado, manteniendo el aceite monitoreado en óptimas condiciones. El sistema de reacondicionamiento elimina una cantidad extremadamente alta de contaminantes, incluyendo partículas del fabricante del aceite, pero a nivel nanométrico.
Los aceites básicos minerales, sintéticos y aditivos se degradan con el tiempo o la contaminación. Sin embargo, el reacondicionamiento permite obtener un rendimiento del aceite prácticamente igual a «nuevo» o incluso superior durante toda la vida útil de la máquina. Esto se logra preservando la composición química original mediante la eliminación de la contaminación a medida que se introduce, antes de que pueda oxidar y degradar el lubricante. Como mínimo, esto aumenta significativamente la vida útil. A pesar de la reciente aparición de esta tecnología, los cambios de aceite se están convirtiendo en cosa del pasado. ¡Qué concepto tan sorprendente y qué cambio tan radical para el mercado tal como lo conocemos!
Un análisis más detallado de los mecanismos implicados revela un refuerzo químico presurizado o un método de extracción especializado para filtrar a nivel nanométrico, lo cual representa alrededor del 80 % de la mayor parte de la contaminación del sistema. Estas nanopartículas son catalizadores de la oxidación y degradación del aceite. Un filtro convencional solo puede eliminar micropartículas de entre 1 y 1000 µm (micrones o micrómetros). Sin embargo, el reacondicionamiento eliminará partículas inferiores a 100 nm (nanómetros), lo que ataca la raíz de la oxidación del aceite a través de la contaminación atmosférica y del sistema. Tenga en cuenta que 1 µm = 1000 nm. Estas nanopartículas hiper pequeñas constituyen la mayor parte de la contaminación que provoca la degradación oxidativa del aceite y, en última instancia, de las superficies de contacto de la máquina.
Otro desafío en la gestión del aceite de planta es la eliminación de agua, ya sea disuelta, libre o emulsionada, dentro de las líneas del sistema, el aceite o el espacio superior. La contaminación por sólidos y agua contribuye significativamente a la oxidación, la acidificación y la formación de barniz en superficies críticas. Una vez que estos procesos químicos se arraigan, resulta más costoso reaccionar que optimizar la vida útil del aceite desde el principio. El reacondicionamiento elimina tanto el agua como el barniz soluble o insoluble inherente a la obstrucción química. Es escalable según las especificaciones de caudal, retención de suciedad y retención de agua del sistema de filtración. De esta manera, la máquina puede operar con mayor eficiencia (consumo de energía, ciclo de vida, etc.), mantener una lubricación óptima y lograr un mayor tiempo de actividad. El sistema de reacondicionamiento puede integrarse en el PLC y el equipo de monitoreo existentes. Además, se puede contratar a un gerente de mantenimiento para que agregue paquetes de servicio que brinden soporte técnico cercano, puesta en marcha, reemplazo de filtros y monitoreo de aceite.
Metodología resumida
El diseño de un programa de lubricación es el punto de partida de la evaluación. Un especialista en lubricación industrial cuenta con herramientas especializadas y capacitación para informar a la gerencia sobre todas las opciones para optimizar cada activo. Todos los sistemas son diferentes y muchos comparten características comunes. A su vez, un análisis experto puede identificar los procesos mecánicos y la química necesarios para optimizar cada tipo de maquinaria lubricada en la planta. Sin embargo, no todos los fluidos lubricantes son adecuados para un programa de reacondicionamiento. Por ejemplo, los paquetes de aditivos aportan una nueva dimensión a la administración de los programas de reacondicionamiento de aceite. Más información al respecto en la siguiente sección.
La ingeniería involucrada en el desarrollo del programa de lubricación (LPD, por sus siglas en inglés) comenzará con una línea base denominada Estado Óptimo de Referencia (ORS, por sus siglas en inglés), donde se definen las condiciones ideales de operación de los equipos y lubricantes para comenzar. Hay consideraciones que a primera vista pueden parecer correctivas, como asegurar que la maquinaria esté correctamente alineada, pero que a menudo se identifican como problemas críticos durante la recopilación de datos del programa de lubricación que podrían abordarse antes de optimizarlo. Se registran las condiciones ambientales, la arquitectura y el comportamiento del sistema, la selección del lubricante y muchas otras variables, y luego se discuten con el ingeniero de planta después de que los técnicos de servicio industrial recopilan los activos y analizan los sistemas que se están optimizando.
Los programas de lubricación deben generar ahorros de costos que minimicen las paradas de planta, por lo que estos KPI deben revisarse cuidadosamente para garantizar que cumplan con ese objetivo al implementar el reacondicionamiento de aceite.
La tecnología de reacondicionamiento de aceite utiliza métodos que se clasifican básicamente como físicos, químicos o una combinación de ambos. La eficiencia se diseña según las industrias a las que se dirige y las tecnologías patentadas. Algunos métodos incluyen separación por sedimentación, centrifugación, calentamiento, evaporación, filtración o filtración electromagnética, entre otros. La combinación de estos métodos ofrece diversas opciones al seleccionar el sistema adecuado para la aplicación.
La filtración química, como los tratamientos de pH o la hidrogenación, penetra más profundamente en la estructura molecular del lubricante para refinarlo y dejarlo como nuevo. La deshidratación elimina el exceso de agua en el sistema. Además de la contaminación por sólidos y agua, el siguiente contaminante importante que requiere atención es el número ácido (AN). Los valores de AN son un indicador importante para evaluar el desempeño del reacondicionamiento debido a su cambio inmediato y de gran alcance en el desempeño del aceite. La filtración híbrida incorpora métodos como la adsorción, la coagulación, la extracción y el intercambio iónico para eliminar estos oxidantes dañinos.
La combinación de estos métodos de reacondicionamiento restaura la química, la polaridad y la saturación del aceite sin la compleja logística, los costos a largo plazo ni el impacto ambiental asociados con el reciclaje en refinerías (re-refinación) o la disposición al final de su vida útil. El re-refinado es necesario en algunos casos debido a algunas de las limitaciones aquí descritas. Sin embargo, en el reacondicionamiento de aceite, buscamos renovar el aceite en sitio para obtener el máximo beneficio. La identificación de contaminantes, la aplicación del sistema y el volumen, requerirán un proceso de selección técnica por parte del especialista en lubricación para garantizar que se analice con la gerencia de la planta la mejor solución, junto con las posibles opciones.
Aditivos, volumen– y otros factores de desempeño
Por supuesto, existen limitaciones que considerar. La química y la fabricación, que no solo intervienen en el desarrollo del aceite base, sino también en el paquete de aditivos, son componentes cruciales para la aplicación y el desempeño. El proceso de mezcla del aceite base con un paquete de aditivos es meticuloso y requiere precisión de laboratorio. En ciertos casos, y con la ayuda de expertos, se pueden reponer aditivos específicos en sitio; sin embargo, este proceso requiere una formulación y validación precisas para garantizar la compatibilidad y la eficacia. En algunos casos, es importante consultar con el fabricante de la máquina sobre la cobertura de la garantía antes de administrar los aditivos reincorporados.
El aceite de motor es un excelente ejemplo de aceite con una alta concentración de aditivos. El proceso de fabricación que une químicamente dispersantes, detergentes y mejoradores de índice de viscosidad puede implicar un alto nivel de calor, presión, catalizadores y compuestos volátiles. Estos procesos simplemente no son factibles de recrear en una unidad de reacondicionamiento autónoma, o al menos no con la tecnología y las limitaciones de costo actuales.
Sin embargo, al comenzar con lubricantes con bajos niveles de aditivos, como aceite para turbinas o aceite de maquinado de metales, el proceso de reacondicionamiento nos parece una excelente opción. Al ampliar el espectro hacia fluidos hidráulicos y para engranajes, observamos un amplio potencial en las soluciones de reacondicionamiento. Al revisar otras aplicaciones, empezamos a priorizar los beneficios frente al volumen de fluidos utilizados, los paquetes de aditivos y las condiciones ambientales, entre otros factores. La rentabilidad del reacondicionamiento de aceite depende en mayor medida de la viabilidad de prolongar la vida útil multiplicada por el volumen necesario durante un período específico. El análisis técnico ayudará a definir claramente estas variables y opciones.
Es importante tener en cuenta que el reacondicionamiento funciona si el aceite sigue siendo viable. Factores irreversibles como una mezcla errónea, temperaturas excesivas que provoquen carbonización o cualquier otro factor de degradación severa impedirán que el aceite recupere su utilidad.
Beneficios
Exploremos algunos de los beneficios destacados de un programa de reacondicionamiento de aceite. Cuando el aceite puede mantenerse en buen estado y en servicio por mucho más tiempo, existen varios KPI que analizar al considerar la inversión. A continuación, se presenta una lista resumida de los principales beneficios a corto y largo plazo.
Mayor desempeño del aceite y de la máquina
Al reducir la contaminación por partículas, se observa una mejora en las propiedades físicas y el desempeño de la máquina. El aceite se vuelve más claro y mantiene su viscosidad. El aceite se conserva y, justificadamente, podría convertirse en uno de alta calidad para un mejor desempeño. Los costos de reemplazo de aceite disminuyen, a la vez que aumenta la optimización de la máquina. Menor pérdida de aditivos, disminución de barniz y reducción del deterioro de la superficie mejoran la eficiencia y la vida útil de la maquinaria, a la vez que se reduce el consumo de energía para su funcionamiento.
Logística reducida
El aceite reacondicionado reduce la necesidad de grandes almacenes de contenedores de aceite organizados y equipos de manipulación. En ocasiones, hay un mal etiquetado y provoca la mezcla de lubricantes, lo que puede requerir reparaciones importantes de la maquinaria. También se reducen los costos de almacenamiento en términos de materiales, mano de obra y espacio. Un menor almacenamiento reduce la dependencia de la cadena de suministro. Menos manipulación = menor potencial de contaminación. Los costos al final de la vida útil del lubricante se reducen al minimizar la gestión del aceite usado, lo que contribuye aún más al rendimiento final.
Aumento de la producción
Las paradas programadas por mantenimiento y reparaciones no programadas se reducen considerablemente. Las interrupciones en la producción que afectan los costos de mano de obra y técnicos deberían disminuir. Las interrupciones programadas y no programadas, que suelen ser importantes fuentes de costos en la producción, pueden minimizarse casi de inmediato con el reacondicionamiento de aceite.
Riesgo reducido
Los cambios de aceite de maquinaria pesada, el manejo de materiales y el cumplimiento con las regulaciones ambientales aumentan la exposición de la empresa. Extender la vida útil del aceite reduce el riesgo en toda la planta. Menos manejo implica menos probabilidades de accidentes o daños. Igualmente, una cultura de preservación del medio ambiente, basada en la reducción de emisiones, consumo y eliminación de residuos, será apreciada por la comunidad, los consumidores y las generaciones futuras.
Reflexiones finales
Estas tecnologías pueden tardar en adoptarse, pero son el futuro y ya están mejorando el desempeño en muchas industrias. Este proceso requiere un análisis minucioso antes de la selección, pero vale la pena explorarlo. Tras dedicar tiempo a comprender las aplicaciones del aceite a lo largo de esta migración, es beneficioso revisar qué soluciones de confiabilidad de planta son las más adecuadas. Los operadores podrían encontrar sorprendentemente razonable el costo de implementar el reacondicionamiento de aceite. La promesa del reacondicionamiento sin duda alcanzará nuevas cotas a nivel mundial, aunque aún queda mucho por aprender y comprender en el camino.
El proceso de reacondicionamiento de aceite se complementa con el reciclado como una forma responsable de contribuir a la sostenibilidad. Cuanto más reutilizamos, menos necesitamos extraer. Los beneficios se multiplican drásticamente. Posicionar a la empresa como una buena administradora de recursos demuestra que la gente puede conectar con ellos e invertir en ellos. A medida que este proceso se implementa cada vez más, nos entusiasmará ver qué puede hacer por nuestra actual dependencia y por la salud de las generaciones futuras. Estamos revisando casos prácticos de todo el mundo y el rendimiento de las unidades de reacondicionamiento de aceite en servicio es cada vez más convincente. Hay muchas variables a considerar, pero un buen experto en lubricación industrial hará que sea eficiente y gratificante identificar estrategias de confiabilidad que mejoren el desempeño a largo plazo.
Micah Sebastian, Noria Corporation. Traducción por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América