Evite la filtración excesiva: La importancia de la optimización

Abr. 10, 2023

Autor: Noria Latín América

Última actualización: 09/15/23

Filtración

El mantenimiento es el gasto individual más controlable en una instalación. Estas palabras se han citado una y otra vez en relación con el control de fallas en la maquinaria. Pocas áreas de enfoque tienen más impacto en la gestión de gastos que el control de la contaminación. Sin embargo, en la búsqueda de logra la máxima limpieza del aceite, generalmente surgen algunas preguntas: ¿Cuánta filtración es demasiada filtración? ¿Existe tal cosa como un aceite que está demasiado limpio? Si bien las preguntas son simples y directas, las respuestas son todo lo contrario e incluyen una diversidad de variables que muchos no tienen en cuenta al iniciar un programa de limpieza de fluidos. 

Entre las primeras variables que trato cuando ayudo a un cliente a desarrollar un programa de control de contaminación está el tipo de fluido en cuestión. La mayoría de las instalaciones industriales emplearán una variedad de lubricantes para diferentes tipos de máquinas y entornos. Determinar dónde debe estar el enfoque para la filtración comienza con determinar qué fluidos realmente requieren filtración. Así es, es posible que no sea necesario filtrar todos los lubricantes antes de usarlos.

Algunas máquinas pueden no requerir filtración

Empecemos por analizar las máquinas en las que los resultados de contaminación son bajos o en las que puede no ser económicamente factible filtrar el lubricante. Por lo general, las primeras máquinas en esta categoría tienden a ser sistemas de pérdida total o completamente expuestas al medio ambiente. Es posible que el equipo de pérdida total (donde se aplica el lubricante y luego se drena, se evapora o se consume de otro modo) no requiera filtración, siempre que el lubricante aplicado no afecte el mecanismo de suministro. Por ejemplo, si usamos un sistema de rociado o goteo, el lubricante debe estar libre de sólidos que obstruirían las boquillas o las tuberías, pero no necesariamente mucho más limpio que eso. En los sistemas que funcionan expuestos libremente al medio ambiente (como engranajes abiertos y cadenas de transmisión), los contaminantes ambientales se adhieren a las superficies mojadas por aceite, haciendo inútil cualquier actividad de filtración anterior. En estos casos, la mayoría encontrará que la filtración es demasiado costosa para cualquier beneficio que se obtenga.

Concéntrese en las máquinas que requieren filtración

La maquinaria en el extremo opuesto de este espectro opera a altas velocidades y cargas y tiene tolerancias dinámicas estrechas. Por lo general, un sistema hidráulico requerirá el aceite más limpio que cualquier otro sistema en nuestras instalaciones, seguido de cerca por los sistemas de lubricación de turbinas y los lubricantes para rodamientos. Mientras que otros equipos se benefician de un aceite más limpio, el enfoque principal en la limpieza debe estar aquí. Las cajas de engranajes, los motores y los compresores pueden tener un nivel ligeramente más alto de contaminantes y seguir funcionando bien. Una vez que comenzamos a centrarnos en el tipo de máquina, nos vemos obligados a sumergirnos en el tipo de lubricante. Por el bien de esta discusión, nos centraremos únicamente en los aceites, ya que las grasas no se filtran comúnmente y hay más factores a tener en cuenta en su formulación. Aceites lubricantes que se utilizan en sistemas con mucha carga, como engranajes, es muy probable que estén formulados con cierta cantidad de aditivos sólidos.

Antiespumantes

Los antiespumantes pueden verse afectados por condiciones de filtración muy estrictas. Si bien el tamaño físico de los aditivos marca la diferencia en este proceso, el problema surge cuando la concentración de estos aditivos es demasiado alta, generalmente después de que alguien agrega un aditivo de actualización para tratar de remediar una condición de alta espuma. Una vez que la concentración es demasiado alta, los aditivos no pueden existir en el estado semidisuelto que les permite deslizarse a través de los poros de la mayoría de los filtros. Una vez que se eliminan estos aditivos, el aceite es más propenso a la formación y estabilidad de espuma.

Aditivos anti rayado

Otro tipo de aditivo común que se encuentra en los sistemas altamente cargados son los aditivos sólidos de extrema presión o anti rayado. Estos vienen en muchas formas con diferentes estructuras químicas y atómicas pero no se disuelven; más bien, están suspendidos en el aceite. La filtración estricta elimina estos aditivos y la máquina sufre un desgaste más catastrófico en las zonas de alto contacto, especialmente aquellas con movimiento deslizante. Además, cada tipo de aditivo tendrá un tamaño común que debe tenerse en cuenta al seleccionar un filtro a utilizar. Por ejemplo, si estamos usando un aceite para engranajes con un aditivo de bisulfuro de molibdeno con un tamaño de diez micrones, intentaríamos evitar filtrar hasta ese nivel (e inferior) para preservar el aditivo. 

Es posible que otros fluidos no contengan un aditivo sólido, sino que pueden tener muchos aditivos disueltos: estos también se pueden filtrar, pero el proceso es diferente al atrapamiento físico mencionado anteriormente. Muchos aditivos funcionan según la polaridad (la atracción natural hacia otros elementos polares) dentro del fluido. Algunos de estos aditivos son muy comunes, como los aditivos antidesgaste, inhibidores de corrosión y dispersantes. Si se selecciona un medio filtrante que es de tipo adsorbente, atrae estos aditivos debido a la polaridad y se eliminan del fluido. Naturalmente, si estos aditivos ya están adheridos a una partícula o contaminante en la mayor parte del aceite y la partícula queda atrapada en el filtro, el nivel de aditivo también baja. 

Tipos de medios filtrantes

Si bien el medio filtrante marca la diferencia, hay un par de cosas a tener en cuenta para determinar si eliminará los aditivos. Para los sistemas que buscan códigos ISO 4406 bajos, como ISO 16/14/12 o inferior, la necesidad de emplear un filtro fino, como un beta de 3 micrones igual a 200, se vuelve más evidente. Para conteos de partículas más altos, el filtro puede ser más grande o la eficiencia de captura más baja. Si bien algunos aditivos como los sólidos mencionados anteriormente pueden filtrarse debido a la exclusión por tamaño, otros son propensos a diferentes mecanismos que conducen a su eliminación del fluido. Los medios filtrantes activos, como la arcilla, la tierra de diatomeas, las tierras Fuller y similares, son muy polares. Si bien estos pueden funcionar bien en aplicaciones tales como sistemas de control electrohidráulico (EHC, por suss siglas en inglés) que usan ésteres fosfatados, no nos gustaría emplearlos para trabajar en sistemas que contienen altas cantidades de aditivos polares, como engranajes, compresores o aceites de motor. Estos filtros tienen una enorme área de superficie y los aditivos se adhieren preferentemente a ellos en lugar de a las piezas de la máquina (lo que puede provocar una gran caída en su concentración y el desempeño de los aditivos). Otros tipos de medios filtrantes, como la celulosa, son menos propensos a eliminar los aditivos, pero el sistema de filtración también puede afectar esto. 

Es posible que el uso de filtración de flujo total y de derivación no afecte mucho los niveles de aditivos, pero si empleamos tanques de sedimentación, la historia es diferente. En los tanques de sedimentación, los aditivos pueden salirse del estado disuelto debido a la falta de movimiento o adherirse a otras partículas que también se están sedimentando.

Si bien los tanques de sedimentación son un mecanismo menos común para limpiar aceite para equipos industriales, es común encontrar la sedimentación de aditivos en tanques de almacenamiento de lubricante o incluso en tambores que han estado estáticos durante un tiempo prolongado.

Comprenda los niveles de aditivos

Una caída en los niveles de aditivos es normal, y una vez que bajan aproximadamente un veinticinco por ciento de sus valores originales, empezamos a preguntarnos si siguen siendo válidos o no. Los reportes de análisis de aceite simplemente indican la concentración de los elementos metálicos de loss aditivos en el aceite, sin decirnos realmente si todavía están activos.

Para estar seguros, tendríamos que hacer algunas pruebas de desempeño del aceite para determinar si las propiedades químicas y físicas han cambiado a un nivel inseguro. Por lo general, solo es económicamente factible hacer esto cuando hay un gran volumen de aceite en riesgo. 

La filtración es un excelente lugar para comenzar cualquier programa de mantenimiento proactivo, y al tomar decisiones acertadas para la selección y comprender los riesgos de la filtración excesiva, puede asegurarse de obtener el máximo beneficio de sus esfuerzos sin dañar al aceite.

 

Wes Cash, Noria Corp. Traducción por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América

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