Por qué no se debe pasar por alto la limpieza de la grasa

Nov. 27, 2019

Autor: Comunicación Noria

Última actualización: 05/15/24

Hace muchos años, mientras me aventuraba en una planta de energía para tomar mis primeras muestras de aceite de la maquinaria de la planta, fui acompañado por un mecánico experimentado. Él estaba allí para asegurarse de que no hiciera nada perjudicial para las máquinas durante mi trabajo de muestreo y para rellenar con aceite los depósitos que hubieran quedado bajos de nivel después de haber tomado las muestras.

Empleando mi método de introducir una manguera de plástico junto con una varilla de acero para garantizar una inserción siempre a la misma profundidad, pude tomar la mayoría de las muestras sin una reducción significativa en el nivel de aceite. Sin embargo, uno de los motores estaba cerca del límite inferior antes de tomar la muestra, por lo que acordamos que debería rellenarse.

El mecánico miró a su alrededor y vio una cubeta cerca del motor. Le pregunté si era apropiado que se usara esa cubeta para añadir aceite nuevo a la máquina para completar el nivel. ¿No estaría un poco sucia? El mecánico estuvo de acuerdo, sacó un trapo del bolsillo trasero del pantalón, limpió el interior de la cubeta y se dirigió a la sala de almacenamiento de lubricantes para llenarla con aceite.

Ahora sabemos mejor y nos damos cuenta de que las partículas en esa cubeta se introducirían al motor y dañarían los cojinetes. Las partículas indudablemente contribuyen al desgaste por abrasión y fatiga, y la vida útil de esos cojinetes resultaría dañada irreparablemente.

Hoy, el reconocimiento del daño y la reducción de la vida útil de la máquina producida por la contaminación por partículas y humedad ha llevado a toda una industria a enfocarse en mantener limpios los aceites. Proteger el aceite en la recepción y almacenamiento, filtrar el aceite cuando se ensucia y evitar el ingreso de los contaminantes en las máquinas mientras están en funcionamiento, son estrategias comprobadas para extender la vida útil de la maquinaria.

El mecánico que limpiaba la cubeta con su trapo no tenía forma de saber qué tan sucia estaba realmente, confiando solo en su vista como medida de limpieza. Por lo tanto, monitoreamos la efectividad de nuestros esfuerzos de filtración y exclusión a través de un cuidadoso muestreo de aceite, conteo de partículas y análisis de humedad. Los programas de alta confiabilidad no solo analizan el aceite de sus máquinas, sino que también verifican la limpieza de las entregas de aceite nuevo, los contenedores de transferencia y la calidad del aceite, mientras se remedia mediante tecnologías de filtración y separación.

¿Y qué pasa con la grasa?

Se entiende que las partículas en el aceite conducen a la abrasión de los rodamientos y engranajes, el desgaste de corte de tres cuerpos en cojinetes y la fatiga de superficie a causa del dentado en los rodamientos. Un estudio realizado por el Consejo Nacional de Investigación de Canadá confirma que el 80 por ciento de las fallas de los rodamientos corresponden a modos de falla iniciados por partículas, en un estudio efectuado en varias industrias. Además, los altos niveles de agua en los aceites contribuyen a la corrosión, la pérdida de la resistencia de la película lubricante y la pérdida de función de algunos aditivos vitales.

¿Pero qué hay de la grasa? Las partículas duras en la grasa se introducen de manera similar en las superficies de los cojinetes y engranajes, lo que resulta en los mismos modos de falla. Los altos niveles de humedad en las grasas también pueden afectar las películas lubricantes e interferir con las funcionalidades de la grasa y los aditivos. ¿Se está haciendo algo al respecto?

Quizás la limpieza de la grasa recibe poca atención porque el problema no es tan obvio. Cuando hay niveles severos de humedad en el aceite, el aceite se vuelve turbio o se separa en una fase de agua libre. Incluso altas concentraciones de suciedad, si se dejan en reposo en un recipiente transparente para que se asienten, se harán visibles como una capa de sedimentos, aunque las partículas individuales pueden no ser visibles.

Por otro lado, la grasa mantiene sus contaminantes en suspensión dentro de la matriz del espesante, ocultando a nuestros ojos incluso casos graves de contaminación. El análisis de grasas es usado principalmente como último recurso, una herramienta que solo se utiliza en los casos más especializados.

Estándares de limpieza para grasa

Hace casi 15 años, el ejército de los Estados Unidos reconoció el impacto de las grasas en la seguridad de los vuelos y estableció requisitos para proteger el desempeño de sus activos. Se desarrollaron dos estándares (Mil Spec MIL-G-81322 y MIL-G-81937) para grasas de aeronaves e instrumentación. El nivel de limpieza de partículas para las grasas de los aviones se estableció a un nivel muy bajo, mientras que el nivel de las grasas de instrumentación fue aún más bajo.

El estándar de limpieza de grasa de las aeronaves requería menos de 1,000 partículas contaminantes de entre 25 y 74 micrones por centímetro cúbico, y que no hubiera partículas mayores de 75 micrones. La grasa de instrumentación debería tener menos de 1,000 partículas por centímetro cúbico entre 10 y 34 micrones, y sin partículas mayores de 35 micrones.

¿Cómo se comparan las grasas comerciales actualmente disponibles con estos requisitos? Un estudio reciente sobre grasas nuevas, desempacadas y en servicio mostró que muy pocas cumplían estos requisitos, y algunas estaban francamente sucias.

La grasa “desempacada” se refiere a una grasa que se ha sacado de su envase original pero que aún no se ha colocado en una carcasa o componente de alguna máquina. Entre estas está la grasa en un depósito de un sistema centralizado de lubricación o la grasa cargada en una pistola de engrasar en espera de ser transferida a la máquina.

La Figura 1 muestra los resultados iniciales de este estudio, presentando el contenido de partículas en miligramos por gramo de grasa, considerando partículas mayores de 10 micrones. Un equivalente aproximado para el requerimiento de grasa para aeronaves Mil Spec sería de aproximadamente 0.1 miligramos por gramo.

Figura 1. Niveles de partículas en grasas nuevas (azul),
en pistolas de engrase (naranja) y en la máquina (verde)

De las grasas probadas, solo dos nuevas dentro de su empaque cumplieron con este objetivo, mientras que otras siete fallaron. Algunas estaban cerca, pero otras tenían casi 100 veces esta cantidad de partículas. Las muestras de grasa nueva extraídas del empaque se resaltan en azul, mostrando valores que van desde 0.07 a 8.5 miligramos por gramo para partículas mayores de 25 micrones.

Control de contaminación en grasas

Cuando hay demasiadas partículas en su aceite, el curso de acción es claro: filtración de los aceites lubricantes empleando múltiples tecnologías. Sin embargo, cuando tiene grasas sucias, el camino a seguir no es tan claro. La grasa no se puede filtrar eficazmente después de la formulación por dos razones principales: Es necesario que exista mezcla y flujo de un fluido cuando se introducen en un filtro para garantizar una oportunidad uniforme de eliminar las partículas del fluido, lo que generalmente no se puede lograr con una grasa.

En segundo lugar, los métodos normales de filtración generalmente descomponen y rompen el espesante de la grasa, que está diseñado para darle consistencia y mantener la grasa en su sitio dentro de la máquina. Por lo tanto, debe garantizar la limpieza de las grasas en su fabricación, envasado, manipulación e introducción a la máquina.

Mientras la grasa esté en la máquina, debe usar sellos efectivos para evitar la entrada de contaminantes o utilizar una estrategia de purga de grasa para mantener los contaminantes afuera. Por supuesto, esto solo funciona si se confirma que la grasa que usa para purgar está limpia.

Además del daño que pueden causar las partículas sólidas, también debe considerar la humedad en las grasas. Cuando hay alta humedad en los aceites, la separación de fases o la turbidez le permite ver estos niveles muy altos.

Sin embargo, la misma claridad observada en los aceites secos no está presente en las grasas. A medida que aumentan los niveles de humedad en las grasas, estos altos niveles no siempre son visualmente evidentes.

Como Jim Fitch señaló en un artículo reciente publicado en la revista Machinery Lubrication, “… se necesita solo una pequeña cantidad de agua (menos de 500 partes por millón) para acortar sustancialmente la vida útil de los rodamientos”.

Usando esto como guía, encontramos que, de 22 grasas probadas en este mismo estudio de limpieza, solo una cumplió con este criterio de sequedad. La mayoría de las grasas mostraron niveles de humedad superiores a 1,000 partes por millón (ppm), en donde las grasas más húmedas en el estudio tuvieron más de 10,000 ppm.

No todas las grasas se ven afectadas igualmente por la humedad, y se ha citado que los tipos de grasa que mostraron el nivel más alto en este estudio son menos sensibles a los efectos de los niveles más altos de humedad. Sin embargo, es interesante notar que una grasa redujo a la mitad su concentración de humedad (de casi 15,000 ppm a casi 9,000 ppm) después de ser puesta en servicio dentro de la máquina.

Aun así, puede que no sea una buena estrategia usar sus máquinas para secar las grasas. Quizás los primeros pasos serían comprender los niveles de humedad con los que comienzan sus grasas nuevas y almacenadas, después de trabajar con sus proveedores y mejorar sus métodos de almacenamiento para reducir los niveles iniciales de humedad lo más bajo posible. Al hacerlo, puede obtener aumentos sustanciales en la vida útil de los rodamientos y en el desempeño de la grasa.

Figura 2. Niveles de humedad en grasas nuevas (azul),
de pistolas de engrase (naranja) y de la máquina (verde)

Quizás sea hora de enfocarse en la limpieza del lubricante, que se ha aplicado de manera tan efectiva al aceite, y expandirlo para incluir las grasas. Muchas de las herramientas que funcionan para el aceite, como las tecnologías de filtración y eliminación de humedad, no se pueden aplicar fácilmente a la grasa. Sin embargo, hay varias cosas que puede hacer para mejorar la limpieza de la grasa, comenzando por tomar las medidas necesarias para determinar qué tan limpio (o sucio) está su suministro de grasa actual.

Si bien un enfoque continuo en la limpieza del aceite sigue siendo importante, el siguiente paso lógico para lograr ganancias sustanciales en la confiabilidad de la maquinaria y la extensión de su vida se puede lograr al observar de cerca los contaminantes que se esconden en las grasas.

80%

de los profesionales de la lubricación no tienen un programa de análisis de grasas en su planta, según una encuesta reciente en MachineryLubrication.com

Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América.