La lubricación es una de las tareas de mantenimiento más comunes en cualquier planta industrial, pero también es una de las más incomprendidas. Engrasar un rodamiento, rellenar una caja de engranajes o verificar el nivel de aceite parece simple. Debido a eso, la lubricación a menudo se trata como una rutina básica en lugar de una actividad de precisión. Muchas instalaciones subestiman la cantidad de veces en las que la lubricación se encuentra como la causa raíz de las fallas crónicas. Cuando los equipos realizan (Análisis de causa raíz de fallas (RCFA, por sus siglas en inglés) en averías que se repiten, los errores de lubricación (producto incorrecto, cantidad incorrecta, intervalo incorrecto) surgen con mucha más frecuencia que algún problema mecánico exótico. Esto puede ser muy difícil de detectar: los errores de lubricación rara vez se anuncian en tiempo real, generalmente se acumulan lenta y silenciosamente hasta que el daño se vuelve inevitable. La triste realidad es que un gran porcentaje de las fallas de la maquinaria industrial se pueden atribuir a malas prácticas de lubricación. La lubricación adecuada no solo es importante, es necesaria.
Esto se hace más difícil por el hecho de que los problemas de lubricación rara vez se etiquetan como problemas de lubricación porque la causa raíz nunca se identifica. En cambio, aparecen en los registros de mantenimiento como fallas de rodamientos, engranajes desgastados, motores sobrecalentados, sellos con fugas o tiempo de inactividad no planificado. Para cuando la máquina se desarma, a menudo se ha olvidado la relación que tiene con la lubricación. En el papel, el mantenimiento preventivo (PM) se completó. Se agregó grasa. Se cambió el aceite. Pero los detalles detrás de esas acciones son los que determinan si la lubricación ayuda o perjudica la vida útil de la máquina. Esta desconexión puede empeorar si las tareas regulares de lubricación se basan en el conocimiento tribal en lugar de procedimientos bien documentados. Un técnico puede aplicar grasa hasta que «sienta» resistencia. Otro puede rellenar el aceite basándose solo en lo que observa en la mirilla, sin saber que la máquina debe estar en funcionamiento para dar un nivel preciso. Con el tiempo, estas prácticas inconsistentes institucionalizarán los errores, lo que permitirá que persistan durante años.
Importancia de la lubricación
Para comprender la importancia de la lubricación, es útil comprender qué es realmente un lubricante. Los lubricantes no son simplemente «aceite» o «grasa». Son una mezcla de componentes diseñados para funcionar juntos en condiciones específicas.
En el corazón de cada lubricante se encuentra el aceite base . Esta es la parte que realiza la lubricación real. Su trabajo es formar una película entre las superficies metálicas en movimiento, reduciendo la fricción y el desgaste, mientras ayuda a transportar la carga y controlar el calor. El aceite base constituye la mayor parte del lubricante y tiene la mayor influencia en la viscosidad, el desempeño de la temperatura y la vida útil general. Los aceites base pueden ser minerales, sintéticos o de base biológica (es decir, vegetales), y la elección correcta depende de la carga, la velocidad, la temperatura y el entorno operativo. Por ejemplo, los aceites sintéticos a menudo proporcionan una estabilidad a la oxidación superior, un mejor desempeño de arranque en frío y una vida útil más larga. Sin embargo, no son automáticamente «mejores» para todas las aplicaciones; en algunos entornos de baja velocidad y alta carga, un aceite mineral de alta calidad puede funcionar igual de bien a un menor costo. El punto importante es la selección intencional, no asumir que «el aceite es aceite» y que una categoría se adapta a todas las máquinas.
Mezclados en el aceite base están los aditivos. Estos mejoran el desempeño y protegen a los componentes en condiciones exigentes. Los aditivos antidesgaste (AW) y antirrayado (AS), anteriormente denominados de extrema presión (EP), protegen las superficies cuando se someten a cargas elevadas y la película de aceite se vuelve muy delgada. Los inhibidores de herrumbre y corrosión protegen al metal de la humedad y los ácidos. Los inhibidores de oxidación ralentizan la degradación del aceite cuando el lubricante está expuesto a elementos oxidantes como la humedad elevada, el calor, la contaminación con aire o las partículas de desgaste. Estos aditivos están diseñados para funcionar de forma integral como un sistema, por lo que mezclar lubricantes puede provocar problemas inesperados. Los paquetes de aditivos incompatibles pueden diluirse o interferir entre sí, reduciendo la protección. Al mezclar aceites incompatibles, se puede observar una formación acelerada de barniz, presencia de espuma, obstrucción de filtros o incluso el agotamiento total de los aditivos. Estas fallas suelen ocasionar desgaste mecánico, lo que lleva a los equipos de lubricación y confiabilidad a diagnosticar erróneamente la causa real y a repetir los mismos errores.
Cuando el lubricante es una grasa, hay un tercer componente: el espesante. La grasa se puede considerar como aceite retenido por un espesante, como una esponja que retiene agua. El aceite sigue siendo quien lubrica, pero el espesante controla la consistencia y la forma en que el aceite se libera al componente. El tipo de espesante también afecta la resistencia al agua, los límites de temperatura y la compatibilidad. Dos grasas con apariencia similar pueden usar sistemas espesantes diferentes, como complejo de litio, poliurea o sulfonato de calcio. Mezclar grasas incompatibles puede provocar que se endurezcan, se ablanden o liberen aceite de forma inadecuada, lo que a menudo provoca daños en los rodamientos.
Impacto de la contaminación
Incluso cuando se selecciona el lubricante correcto, su desempeño depende en gran medida de su entorno. La contaminación es una de las formas más rápidas de destruir tanto al lubricante como a la máquina. Las partículas sólidas de suciedad (tierra) provocan desgaste abrasivo. La humedad promueve la corrosión y acelera la oxidación del aceite. Los residuos de proceso y los productos químicos pueden degradar aún más las propiedades del lubricante. Desafortunadamente, la contaminación a menudo ingresa a través de prácticas cotidianas: contenedores abiertos, herramientas de transferencia sucias, almacenamiento en contenedores sin sellar o pistolas de grasa que nunca se limpian. Desde la perspectiva de la máquina, la contaminación por un manejo deficiente no es diferente de la contaminación por un sello defectuoso. Es por eso por lo que los programas de clase mundial tratan el control de la contaminación y el almacenamiento limpio y organizado de equipos de transferencia como algo no negociable. Los contenedores sellados y codificados por color, los carros de filtración dedicados y los respiradores en los tanques de almacenamiento de aceite a granel reducen drásticamente la cantidad de contaminación introducida antes de que el lubricante llegue a la máquina. Un cuarto de lubricación limpio es a menudo una de las diferencias visualmente más obvias entre plantas reactivas y confiables.
Viscosidad óptima
La viscosidad es una de las propiedades más importantes al seleccionar un lubricante. Determina si se puede mantener una película protectora adecuada entre las superficies. Si la viscosidad es demasiado baja, la película no puede soportar la carga y las superficies entran en contacto. Si la viscosidad es demasiado alta, el lubricante puede no fluir correctamente, lo que provoca acumulación de calor y pérdida de energía. La selección de la viscosidad debe considerar la carga, la velocidad y la temperatura de operación, por lo que las recomendaciones de los fabricantes de equipos originales (OEM, por sus siglas en inglés) son un punto de partida crucial. La temperatura de operación juega un papel tan importante que algunas máquinas cambian los grados de viscosidad según la temporada, al igual que nuestros automóviles. Un lubricante que funciona bien en condiciones ambientales de verano puede volverse demasiado espeso durante los arranques en invierno, lo que podría generar condiciones de película límite y un desgaste innecesario.
Las máquinas operan bajo diferentes condiciones de lubricación. En la lubricación de película completa, una película de aceite separa completamente las superficies de la máquina, lo que resulta en un desgaste mínimo. En la lubricación elastohidrodinámica (típica en rodamientos y engranajes), la película es muy delgada, pero la alta presión en el punto de contacto provoca que el lubricante aumente temporalmente su viscosidad y proteja las superficies. La lubricación límite ocurre cuando la película es demasiado delgada para separar completamente las piezas en movimiento. La protección depende en gran medida de los aditivos, razón por la cual la selección adecuada de aditivos es fundamental. Las condiciones límite son comunes durante arranques, paradas y cargas pesadas, precisamente cuando el equipo es más vulnerable.
Tanto el aceite como la grasa cumplen su función. El aceite puede circular, disipar el calor y ser filtrado, lo que lo hace ideal para cajas de engranajes, sistemas hidráulicos y turbinas. La grasa permanece en su lugar, lo que la hace útil para rodamientos y lugares donde la relubricación es menos frecuente. Sin embargo, la grasa no disipa el calor con la misma eficacia y debe aplicarse con cuidado.
Lubricación de precisión
Los programas de lubricación más eficaces consideran la lubricación como un mantenimiento de precisión. Un problema común es la lubricación excesiva. Por ejemplo, es fácil asumir que más grasa equivale a mayor protección, pero a menudo ocurre lo contrario. El exceso de grasa crea resistencia interna a medida que los elementos rodantes la atraviesan, generando calor. A su vez, este calor acelera la descomposición de la grasa. El exceso de presión aplicada durante el engrase también puede dañar los sellos, permitiendo la entrada de contaminantes. Cuando se agrega demasiada grasa, la grasa destinada a proteger el rodamiento puede convertirse en la causa de su falla. Los rodamientos requieren la cantidad correcta, no la máxima. Muchas instalaciones ahora utilizan engrase asistido por ultrasonido para prevenir este problema. En lugar de bombear un número arbitrario de veces, los técnicos aplican grasa hasta que la señal ultrasónica disminuye, lo que indica que el rodamiento ha alcanzado la lubricación óptima. Este simple cambio reduce tanto las fallas como el consumo de lubricante.
Cada tarea debe definir el lubricante, la cantidad, la ubicación, el intervalo y el método correctos. En los programas de confiabilidad avanzados, estos parámetros se documentan en el CMMS y se validan mediante análisis de aceite, ultrasonido y otras herramientas de monitoreo basadas en la condición para respaldar las estrategias de mantenimiento predictivo y prescriptivo. Cuando se controlan estas variables, el desempeño de la maquinaria se vuelve más predecible y las fallas disminuyen. Cuando no se controlan, los problemas se desarrollan silenciosamente hasta que una falla exige atención.
El rol del análisis de aceite
Los programas de lubricación verdaderamente excepcionales también emplean herramientas predictivas como el análisis de aceite. El muestreo de aceite de rutina proporciona una ventana al estado interno de la máquina. Las fluctuaciones de viscosidad, el aumento en el conteo de partículas, la contaminación con agua o el agotamiento de aditivos indican problemas mucho antes de que se conviertan en fallas. Las plantas que adoptan plenamente las herramientas predictivas a menudo detectan problemas en una etapa temprana, como rellenos incorrectos, ingreso de humedad o fatiga prematura de los rodamientos, a la vez que extienden los intervalos de cambio de aceite de forma segura.
En resumen
La lubricación puede parecer simple, pero su impacto es todo lo contrario. Si se realiza correctamente, reduce el desgaste, controla el calor, protege contra la corrosión y prolonga la vida útil de la maquinaria. Si se realiza de forma deficiente, acorta la vida útil de los componentes y aumenta el tiempo de inactividad. La diferencia radica en comprender el lubricante, controlar la contaminación y aplicarlo con un propósito, no por costumbre. La realidad es que la lubricación no es una tarea secundaria; es una de las prácticas de confiabilidad más importantes en la planta. Cuando los equipos de mantenimiento adoptan la lubricación como un trabajo de precisión, los beneficios son medibles: mayor vida útil de la maquinaria, menos fallas, menor consumo de energía y operaciones más predecibles.
Trae Barentine, Noria Corporation. Traducción por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América