Respiradores delicuescentes: Un nuevo método de controlar el ingreso de agua

Nov. 21, 2013

Autor: Comunicación Noria

Última actualización: 05/14/24

El agua cubre el 70 por ciento de la superficie de la tierra. La mayoría se encuentra en los océanos, lagos y ríos. El agua es necesaria para la vida. Antes de la Revolución Industrial, el agua fue la fuerza primaria de producción en la industria de la manufactura, transporte y agricultura, desde su aplicación en las ruedas de agua hasta su extracción usando bestias de carga. Por supuesto que esto no opera en la actualidad, ya que la industria ahora depende de maquinaria de alto desempeño. La mayoría de estas máquinas usan aceite para lubricación, remoción de calor y transmisión de potencia. Los sistemas modernos lubricados por aceite incluyen hidráulicos, turbinas a gas y vapor, motores, motores eléctricos, cajas de engranajes y transformadores eléctricos. Tan esencial como es el agua para la vida biológica, también puede ser devastadora para la vida de la maquinaria. Junto con partículas de suciedad y desgaste, el agua es uno de los dos contaminantes más dañinos. Los problemas con agua abarcan desde corrosión a degradación del aceite y formación de compuestos tipo gel, hasta crecientes colonias de microbios. Minimizando la contaminación con agua, se maximiza el desempeño, eficiencia de combustible, productividad y vida de la máquina.

Problemas con Agua

A continuación presentamos una lista de problemas causados y/o agravados debido a la presencia de agua.

Corrosión: Es un problema cuando hay presencia de agua libre en el aceite. También produce óxidos abrasivos, como la herrumbre que raya las superficies, bloquea los claros de lubricación y se parte y fracciona para dañar las partes en movimiento.

Pérdida de resistencia de película
: Cuando el agua contamina la película lubricante, ésta desplaza al aceite. El agua no permite que las superficies se mantengan separadas, ocasionando alta fricción, desgaste adhesivo e incluso agarrotamiento.

Oxidación del aceite: El agua acelera la oxidación del aceite. Las consecuencias negativas incluyen incremento de viscosidad, acidez y resinas insolubles.

Agotamiento de Aditivos: Cuando los aditivos migran al agua libre, la concentración de algunos aditivos queda por debajo de los niveles efectivos.

Hidrólisis: En presencia de agua, aditivos base éster y fluidos sintéticos (tales como ésteres fosfatados y poliol ésteres) se descomponen en ácidos y alcoholes.

Reducción en la vida de fatiga: El agua disuelta entra en micro-grietas donde se presenta contacto rodante, disociando el agua en gas hidrógeno, el cuál debilita el acero del rodamiento en un proceso conocido como “fragilización por hidrógeno”.

Crecimiento Microbial: Sus consecuencias negativas incluyen: olor rancio y nauseabundo, problemas de salud humana, lodos de biomasa, espuma y aceite ácido.

Gel: Algunos aditivos interactúan con agua para formar gel. Estos geles afectan los pasajes del aceite, reducen la disipación de calor y taponan los filtros.

Transformadores: Incluso pequeñas cantidades de agua reducirá la vida y eficiencia de un transformador.

Control de la Contaminación

Para una mínima protección, es recomendado mantener el agua por debajo del nivel de saturación del aceite, el cual por lo general se encuentra entre 200 y 500 ppm para la mayoría de aceites, y en 10 ppm para aceites de transformador. Para una óptima protección, es recomendable mantener el agua al nivel de saturación del aceite, o un 30 por ciento por debajo del nivel de saturación, generalmente de 75 a 150 ppm para la mayoría de máquinas y 3 ppm para transformadores. Manteniendo el agua al nivel de saturación o un 30 por ciento por debajo de este, se disminuyen los problemas relacionados con el agua y también proporciona un margen de seguridad contra posibles eventos puntuales de contaminación.

Usando una tecnología patentada, Donaldson ha desarrollado un nuevo método para prevenir el ingreso de aire húmedo. Esta basada en tecnología de película delgada y en el hecho de que el aire caliente saliendo de un tanque (exhalación) tiene una menor humedad relativa que el aire fresco ingresando al tanque (inhalación).

El T.R.A.P. ™– Thermally Reactive Advanced Protection – (Protección Avanzada Termalmente Reactiva) es fabricado mediante el recubrimiento de las paredes de una malla porosa con una película delgada de químicos absorbentes de agua llamados sales delicuescentes. La superficie resultante de gran área absorbente proporciona una remoción rápida de vapores de agua del aire mientras mantiene tamaño y peso. A diferencia de los respiradores disecantes, la estructura porosa abierta presenta una mínima restricción al flujo de aire, por lo tanto, no se restringe el flujo de fluido hacia adentro o hacia fuera del tanque. Adicionalmente, estos absorbentes de tecnología propietaria no son sensibles a la niebla de aceite que pudiera estar atrapada en el aire que sale del tanque.

La unidad de respiración incluye un filtro de papel plisado de 3µm para proteger contra el ingreso de partículas contaminantes duras y abrasivas que contribuyen con el desgaste de componentes mecánicos. Este filtro es fabricado con materiales que pueden ser dispuestos de manera segura o reciclados.

Como se ilustra en la Figura 1, durante la “inhalación”, el aire frío y húmedo que ingresa al sistema, pasa por una gran área de superficie de absorción dentro del respirador. Su alta humedad lleva el agua al absorbente y la mayoría de vapor de agua es removido. Este aire seco mantiene la concentración de agua por debajo del 30 por ciento de saturación. Una vez dentro del sistema, el aire entra en contacto con el fluido caliente y las superficies metálicas, las cuales incrementan la temperatura del aire y reducen aún más la humedad relativa del aire.

Durante la exhalación (Figura 2), el aire seco y caliente pasa a través del mismo absorbente. La baja humedad del aire jala el agua de la película delgada del absorbente. El aire ahora re-humidificado sale de la unidad y se mezcla con el aire del ambiente.

La diferencia entre el respirador disecante y el respirador delicuescente es la habilidad del delicuescente para regresar la humedad al aire a la temperatura estándar. Para que un respirador disecante pueda liberar humedad, la temperatura debe ser superior a los 182°C. La habilidad del delicuescente para liberar la humedad a temperaturas estándar, le da a la unidad la habilidad de durar mucho más.

El respirador delicuescente absorbe o libera partículas de agua dependiendo de la humedad del aire. Esta diferencia en humedad relativa – alta durante la inhalación y baja durante la exhalación – es la fuerza que rige el proceso. Es también apoyado por el cambio de temperatura al incrementar la diferencia entre la baja y alta humedad del aire. El calentamiento del aire en el espacio superior crea un aire que es más seco que el aire que salió por el respirador. El resultado es un aceite seco y la regeneración del absorbente durante cada ciclo.

La contaminación con agua es la causa de problemas mayores en la maquinaria lubricada con aceite. Una vez que ha invadido el sistema, su presencia puede estar oculta a la observación exterior. Prevenir el ingreso de agua en un tanque de aceite es la mejor cura para la contaminación.

Los respiradores disecantes son exitosos en reducir el ingreso de partículas de agua, pero están limitados por su baja capacidad de retención de agua y la necesidad de reemplazos frecuentes. El respirador auto-regenerable T.R.A.P.TM, mantiene efectivamente la concentración de agua muy por debajo del nivel de saturación del aceite. Es pequeño, liviano y no daña al aceite.

La diferencia entre el respirador disecante y el respirador delicuescente es la habilidad del delicuescente para regresar la humedad al aire a la temperatura estándar. La habilidad del delicuescente para liberar la humedad a temperaturas estándar, le da a la unidad la habilidad de durar mucho más”.

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

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