Jim Fitch, Noria Corporation. Traducción por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América

Etiqueta: Control de contaminación (C)

¿Realmente sabe cómo se contaminan sus lubricantes? ¿Ha realizado un análisis de las fuentes de contaminación y los principales puntos de entrada? Si no es así, usted forma parte de la mayoría. Tristemente, pocas organizaciones se toman la molestia de realizar un estudio del ingreso de contaminantes.

Para muchas máquinas, la exclusión de contaminantes es la única forma de controlar la contaminación. Esto se debe a que estas máquinas no tienen filtro o el filtro en uso es muy grueso, lo que no proporciona protección práctica en el rango de tamaño de partículas que se asemejan al grosor de las películas de aceite críticas.

Cuando las partículas no se eliminan por filtración o por asentamiento, el nivel de contaminante de un lubricante es igual a las horas de servicio de la máquina multiplicadas por el número de partículas ingresadas por hora (tasa de ingreso). Para máquinas expuestas a alta contaminación con polvo en el ambiente, el conteo de partículas puede superar los niveles recomendados en solo unas pocas horas. Después de días de exposición, un aceite puede convertirse más en un compuesto de pulido que un medio lubricante.

Una cuestión de equilibrio de masa

Incluso las máquinas con buenos filtros se enfrentan a desafíos de ingreso. Para mantener los niveles de contaminantes dentro de los objetivos, el filtro debe eliminar las partículas a una velocidad igual a la tasa de ingreso (balance de masa). Cuanto más bajo es el nivel de limpieza objetivo, más difícil se vuelve. ¿Por qué? Debido a que para que un fluido permanezca dentro de estos objetivos de alta limpieza, por definición, las partículas no están densamente empaquetadas en el aceite, sino que se distribuyen esparcidas, pocas y distantes entre sí.

Esto significa que por cada litro de fluido que ingresa al filtro, hay pocas partículas que pueden ser eliminadas. Sin embargo, el filtro aún debe eliminar partículas a una velocidad igual a la velocidad de ingreso; de lo contrario, el nivel de contaminación aumentará. Esto aumenta la demanda de calidad y eficiencia de captura del filtro (porcentaje de partículas eliminadas por encima de cierto tamaño).

También influye fuertemente en esto el caudal de aceite que ingresa al filtro. El flujo proporciona el transporte necesario de partículas al filtro. Si las tasas de flujo son bajas, los filtros con una eficiencia de captura del 100% (beta igual al infinito) no pueden eliminar suficientes partículas para mantenerse en balance con lo que ingresa, lo que hace que los niveles de contaminantes excedan los objetivos.

Figura 1- Balance en el control de contaminación

Cuanto mayor sea el objetivo de limpieza, mayor será el caudal mínimo requerido para un filtro dado. Después de todo, un filtro puede eliminar solo aquellas partículas con las que entra en contacto. Algunos filtros del tipo bypass (filtración de flujo parcial) y del tipo riñón (fuera de línea) tienen caudales inadecuados para estabilizar los niveles de limpieza objetivo.

Costo de excluir la suciedad

A menudo se dice que el costo de excluir un gramo de suciedad es solo alrededor del 10 por ciento de lo que le costará una vez que lo deje ingresar al aceite. La suciedad estresa a los aditivos, el aceite base y las superficies de la máquina. Así también, el costo de filtrar un gramo de suciedad del aceite es mucho mayor que el costo de filtrar un gramo de suciedad de la toma de aire o respiradero. Un buen mantenimiento significa mantenimiento de inteligencia: trabajo inteligente.

Siempre es un buen consejo dejar de tratar los síntomas y comenzar a tratar las causas. Cuando filtramos la suciedad del aceite, estamos tratando el síntoma. Cuando excluimos su entrada, tratamos la causa. Trabajemos de manera inteligente.

La palabra ingresión se refiere a la introducción de partículas en lubricantes y fluidos hidráulicos independientemente de la fuente (externa e interna). La Figura 1 organiza las fuentes comunes en tres categorías: incorporadas, ingresadas y generadas. Dependiendo de la naturaleza de la máquina, la tasa de ingreso y las fuentes pueden variar considerablemente.

Figura 2 – Fuentes de ingreso de partículas

Para equipos en interiores en un ambiente limpio, las fuentes primarias pueden ser los fluidos del proceso y la generación interna (desgaste, corrosión, etc.).

Las máquinas que operan en ambientes al aire libre pueden encontrar altos niveles de polvo del ambiente, que representan hasta el 95 por ciento de todas las partículas que ingresan al aceite. Las máquinas que operan cerca del suelo son propensas a tasas de ingreso más altas que las que operan en el aire (incluida la aviación) o lejos del suelo (marinas).

Para maquinaria en exteriores, las condiciones climáticas tienen una marcada influencia en la ingestión de partículas. Por ejemplo, la lluvia y el suelo húmedo evitan que las partículas se transporten al aire. Los vientos fuertes y los climas secos hacen todo lo contrario. No olvide que las partículas producen partículas (partículas de desgaste), dicho de otra manera, se reproducen. Esta reproducción no deseada no ocurrirá si la entrada de partículas desde el medio ambiente está bajo control.

Control del ingreso por la parte superior

Para muchas máquinas, reducir el ingreso significa limitar la entrada por la parte superior; las partículas que ingresan a través de los puertos de llenado, respiraderos, ventilas, escotillas, puertos de inspección, sellos de los ejes y otras aberturas del espacio superior. Existen numerosas formas de controlar la entrada por la parte superior en los depósitos, sumideros, cajas de engranajes y alojamientos de rodamientos. Entre estas se incluyen:

Métodos de purga

Esto implica la introducción de un aerosol o un gas limpio en el espacio superior de la máquina. Se mantiene una ligera presión positiva para evitar la entrada de aire del ambiente. Algunos ejemplos son la purga con aire de instrumentos, purga de niebla de aceite y purga con nitrógeno.

Métodos de aislamiento

Se han utilizado cámaras de expansión, y vejigas o acumuladores de aire para aislar el aire del espacio superior del aire en el ambiente para evitar la contaminación. Una desventaja es que la humedad original (aire húmedo) a menudo no puede escapar del espacio superior. Esto también bloquea la humedad que está en el aceite. En algunos casos, los usuarios han informado que esto ha provocado una intensa corrosión.

Filtros respiradores de aire

Si los depósitos y sumideros se pueden sellar herméticamente de manera que todo el aire intercambiado entre la atmósfera y el espacio superior se pueda dirigir a través de un solo puerto, entonces se pueden usar filtros respiradores de alta calidad para eliminar el polvo del aire entrante en ese puerto (ventilación). La calidad del filtro (eficiencia de captura) no debe ser inferior a la del filtro de aceite en uso.

Estudio de ingreso de contaminantes

El primer paso de un programa de control de contaminación es identificar el nivel de limpieza objetivo de una máquina. Se debe asignar un número cuantificable específico (Código ISO, por ejemplo) a cada máquina en función de la tolerancia a los contaminantes, el entorno operativo y la motivación para la confiabilidad de la máquina. Luego, identifique la fuente y el punto de entrada de las partículas. Esto implica un estudio de ingreso de contaminantes.

Debido a que las partículas a menudo se generan internamente, no se trata simplemente de hacer una inspección para buscar puntos de ingreso por el espacio superior. Para muchas máquinas existe la necesidad de examinar las partículas que se encuentran en los filtros usados, sedimentos del fondo, puertos de drenado de aceite y muestras de aceite extraídas de zonas vivas como un medio para determinar su origen. Este análisis puede hacerse utilizando métodos microscópicos y mediante análisis de elementos (analizando partículas de cobre, plomo, hierro, silicio, etc.).

Múltiples puntos de muestreo de aceite en equipos de circulación pueden ayudar a aislar el ingreso a ciertos componentes como los cilindros hidráulicos. Además, tomar conteos de partículas antes y después de los filtros mientras la máquina está en servicio normal puede ser útil para identificar la tasa aproximada de ingreso y remoción.

Una vez que se encuentra la fuente y el punto de entrada de las partículas, se puede desarrollar una estrategia para reducir o detener su ingreso. Durante la vida útil de una máquina, esta estrategia puede ofrecer considerables beneficios y ahorros a los propietarios de los activos. Esto incluye lubricantes, sellos y filtros de mayor duración, requisitos de lavado en los puertos de drenado de aceite y una mejora general en la confiabilidad de la máquina. Es importante y valioso descubrir “de dónde proviene la suciedad”.