Tortas de polvo: Qué las causa y por qué deberían importarle

Todos las hemos visto. Quizás algunos de nosotros todos los días. Muchas adquieren cierta belleza, casi como una montaña, cueva natural o una obra de arte. La mayoría tienen características orgánicas, como musgos o algas.

Las tortas de polvo necesitan aceite y polvo del aire para alimentar su crecimiento. Algunas obtienen el aceite de la niebla que escapa del espacio superior, mientras que otras toman el aceite de la grasa adyacente mediante una acción de succión lenta (fuerzas capilares) dentro de la torta. Las fugas de aceite de las uniones y soldaduras de la carcasa de la máquina también pueden provocar la formación de tortas de polvo envolventes. El suministro disponible de aceite y polvo determina la tasa de crecimiento y la fuerza que pueden impartir.

Figura 1. El respiradero de un freno de contra vuelta tiene suciedad acumulada en el codo y a lo largo del alojamiento. Esto generalmente se debe a la niebla de aceite que ha migrado fuera del espacio superior y se ha acumulado en las superficies cercanas. Las partículas suspendidas en el aire se adhieren y acumulan en la superficie humedecida por aceite formando capas de suciedad espesa y pegajosa. Demasiada niebla de aceite da como resultado la necesidad de rellenos frecuentes de aceite (costos de mano de obra y aceite) y fluctuaciones en el nivel de aceite. En muchos casos, los respiraderos funcionan mucho mejor y duran más si se colocan más arriba, con una extensión de tubería. Ref. Kevin Albert.

A nadie le gusta quitar y limpiar esta suciedad, que es a menudo la razón por la cual las tortas de polvo continúan creciendo. Las vemos, pero no las vemos, como una mancha de suciedad en una alfombra. Después de un tiempo, se bloquean inconscientemente de nuestra vista y preocupación. Por supuesto, tal ceguera alimenta una cultura letárgica y desdeñosa que es contraria a cualquier esfuerzo serio de confiabilidad.

Si las tortas de polvo son comunes en su planta, eso puede indicar que se necesita un programa de lubricación más sólido. Un buen lugar para comenzar a cambiar las cosas es comprender el peligro real de no hacer nada o posponer las acciones correctivas. Después de todo, hay un demonio dentro de estas tortas de polvo.

Entonces, ¿por qué nos preocupa?

Responder a esta pregunta es el tema de mi artículo. Es hora de prestar mucha atención a las tortas de polvo. Por supuesto, los ambientes de trabajo difieren y para muchas industrias este problema es inexistente. Para otras, es como un sarpullido que sigue reapareciendo, especialmente en plantas donde las máquinas están al aire libre y en contacto con el aire seco. Para algunas, como las cementeras, la causa del polvo proviene del proceso y las materias primas.

Lo que sigue son las posibles consecuencias de dejar tortas de polvo sin resolver.

Figura 2. Observe qué distancia recorre el aceite de la grasa purgada
a lo largo de la base y la pared del soporte del rodamiento.

Deterioro del sonido y la visión

Los operadores e inspectores deben poder ver la máquina y sus componentes, todo. Las tortas de polvo pueden enmascarar la línea de visión y atenuar los síntomas audibles de la condición de la máquina. Alguien debería estar pensando siempre: «¿Qué hay que necesitamos ver debajo de esa capa de masa pastosa y sucia?» Estos son algunos ejemplos de lo que podrían estar ocultando sus tortas de polvo:

Sellos: todos los sellos fallarán eventualmente. La detección temprana de problemas con los sellos y las empaquetaduras es necesaria para evitar costosas fallas en los rodamientos y cojinetes debido a la falta de lubricante y la entrada de suciedad.
Mirillas: indicadores de nivel, visores de agua y sedimentos del fondo (BS&W, por sus siglas en inglés), mirillas en línea, etc., todos deben verse y examinarse claramente para conocer la condición y el nivel del aceite.
Movimiento del eje: cualquier movimiento anormal del eje y del acoplamiento debe detectarse a tiempo.
Movimiento de la estructura o los pernos: los sujetadores, como pernos de extensión, anclajes, espárragos, etc., deben examinarse fácilmente para ver si se mueven o se aflojan.
Instrumentos y manómetros: estos no tienen ningún uso práctico si no pueden ser inspeccionados con frecuencia y claridad. Si las carátulas están obstruidas por tortas de polvo, no se pueden tomar las lecturas.
Reservorios de lubricadores: es necesario inspeccionar los reservorios, botellas y depósitos de lubricadores a toda pérdida para determinar si hay suficiente reserva de aceite para el suministro adecuado de lubricante.
Ventanas de inspección: se utilizan para diferentes propósitos, como comprobar el movimiento de las piezas, la rotación de los levantadores de aceite, el rociado de lubricante en las boquillas, etc. Las tortas de polvo restringen su visión.
Respiradores: la falta de visibilidad del indicador de cambio de color del desecante por la acumulación de agua hace que se pierda sentido.
Protecciones: las guardas de protección de acero expandido en correas, cadenas y acoplamientos deben estar limpias para inspeccionar la tensión y la alineación de las piezas móviles.

Figura 3. Acumulación de torta de polvo cerca del área de fuga en la caja de engranajes y la base. Observe la mirilla y el puerto de llenado de aceite. Ref. Torki Ibrahim

Deterioro de la transferencia de calor

El calor es un enemigo fundamental de la confiabilidad de las máquinas, es tanto la causa como el efecto de tantas fallas. Las tortas de polvo forman una capa de aislamiento térmico alrededor de la superficie de la máquina que impide que el calor interno escape y sea identificado. Esto hace que se acumule calor dentro de la máquina, lo que puede provocar una variedad de problemas fuera de control. Muchos de estos problemas se relacionan con la infame Regla de la Tasa de Arrhenius (por cada aumento de 10 °C en la temperatura, la vida del aceite se reduce a la mitad).

Reducción de la vida útil del aceite y la grasa: la Regla de la Tasa de Arrhenius está relacionada con la vida útil del aceite base y los aditivos.
Acortamiento de la vida útil del sello: el calor degrada los sellos más rápidamente, lo que hace que se endurezcan, se reblandezcan, se agrieten, se desmoronen y pierdan elasticidad.
Mayor tasa de corrosión: la mayoría de las formas de corrosión son sensibles a la temperatura (aplica la Regla de la Tasa de Arrhenius).
Vida útil más corta del filtro (fatiga térmica): muchos tipos de filtros experimentan fatiga térmica que provoca grietas y rupturas.
Vida útil más corta del motor: un aumento de 10 °C en la temperatura reduce la vida útil del motor eléctrico a la mitad.
Pérdida de viscosidad: la temperatura anormalmente alta del lubricante diluye el aceite (lo hace menos viscoso) lo que puede causar mayor fricción, desgaste adhesivo y desgaste abrasivo.
Afectación a la resistencia de la película: el calor puede agotar prematuramente aditivos importantes, como los aditivos antidesgaste y extrema presión.

Figura 4. Caja de engranajes grande (4 etapas de reducción) utilizada en una acería. 
La fuga alrededor de la bomba de aceite pasó desapercibida, ignorada o
simplemente pospuesta para una reparación posterior.
Poco a poco, la caja de engranajes se vació de aceite y se formó una gruesa capa de polvo.
La visibilidad del manómetro de aceite estaba obstruida por la torta. Ref. Ronald van Druten

Ingestión de contaminantes

Cuanto más cerca esté la contaminación (suciedad y agua) de los puntos de ingreso, mayor será el problema. Las tortas de polvo retienen partículas cerca de interfaces críticas en sellos, juntas, escotillas, puertos y otras zonas de alto riesgo de ingreso.

Graseras: en muchos casos, la suciedad acumulada es tan espesa que no se pueden ver las graseras. La actividad de limpiar la región antes de la relubricación puede hacer que las partículas queden presionadas en el puerto de la grasera. El engrase puede conducir estas partículas al núcleo del rodamiento, donde el daño estará a punto de ocurrir.
Puertos de llenado: las tortas por niebla de aceite alrededor de los puertos de llenado y las escotillas colocan partículas muy cerca de la abertura durante el servicio de rutina (rellenos, cambios de aceite, muestreo e inspecciones).
Medios de ventilación sucios: las tortas de polvo acumuladas alrededor de los respiraderos interfieren con el flujo de aire, hacia adentro y hacia afuera. El aire inhalado a través de la suciedad puede provocar la entrada de partículas y provocar la necesidad frecuente de sustituir el respiradero.
Sedimento en el fondo del reservorio: con el tiempo, las tortas de polvo que atraen partículas a la máquina dan como resultado la acumulación de sedimentos en el fondo de los reservorios, depósitos y tanques. Con el tiempo puede haber más sedimento en el sumidero que aceite. El indicador de nivel de aceite puede mostrar una carga completa, pero ese no suele ser el caso. La mitad del volumen de aceite significa la mitad de la vida útil del aceite.
Acortamiento de la vida útil del filtro: el trabajo del filtro es eliminar las partículas del aceite. Cuantas más partículas puedan entrar, más duro tiene que trabajar el filtro para mantenerse al día con lo que ingresa. El resultado es una vida útil más corta del filtro, más el costo adicional de mano de obra para reemplazarlos.

Las tortas de polvo extraen aceite de la grasa

Un problema menos conocido asociado con las tortas de polvo es el resecamiento de la grasa. El aceite se puede extraer de la grasa si hay un camino absorbente o un camino gravitatorio. Esto se observa fácilmente colocando una gota de grasa sobre un paño o papel absorbente. Una parte del aceite base de la grasa se separará del espesante. Esto endurece la grasa, perjudica la movilidad y reduce el contenido de aceite necesario para la lubricación.

Las tortas de polvo alrededor de las zonas de grasa expuestas en rodamientos, engranajes, pasadores de bisagra, etc., tendrán un efecto similar. No es muy diferente a aplicar polvo absorbente de aceite (bentonita de calcio) en el piso de un taller aceitoso o en el camino de entrada. Las partículas de polvo fino que se acumulan en la torta de polvo tienen un área superficial alta. Extraen lentamente el aceite de la grasa en la máquina. Cuanto más aceite se extraiga, más partículas de polvo se acumularán, formando una torta cada vez más espesa. La grasa dentro de los rodamientos ahora está más seca y dura y tendrá potencialmente un flujo de lubricante deteriorado, pérdida de resistencia de la película lubricante, restricción al movimiento de piezas y obstrucción de conductos de aceite.

Afectación al monitoreo de condiciones

He hablado sobre la importancia de tener una línea de visión sin restricciones para la inspección visual de todas las superficies de la máquina. Las tortas de polvo también interfieren con la capacidad de realizar correctamente las tareas de recopilación de datos de monitoreo de condición. Por ejemplo, debe haber puntos visibles y conexiones para tomar lecturas de vibración y temperatura. »Me pregunto dónde tomó las lecturas el último técnico para una buena comparación». También se necesitan superficies limpias para ultrasonido, imágenes térmicas, controles de estroboscopio y amplificación de movimiento. Las sondas de proximidad también funcionan mejor en condiciones limpias.

Figura 5. La torta de polvo envolvente afecta la capacidad de tomar lecturas de vibración, usar un termómetro infrarrojo e inspeccionar visualmente todas las superficies de los componentes críticos en esta bomba. Ref. Tor Idhammar

Las tortas de polvo ocultan advertencias y otros datos importantes

Muchas superficies de máquinas y objetos adyacentes contendrán letreros u otras etiquetas de advertencia destinadas a recordar al personal las consideraciones de seguridad en el área. Si estas no se mantienen limpias, las capas de polvo pueden acumularse, haciendo que su presencia pase completamente inadvertida. Es mejor mantener estos letreros legibles y evitar un evento de lesiones que descubrir que el polvo fue la causa principal después del suceso. Incluso las placas de identificación, las etiquetas de lubricantes y las placas de datos de mantenimiento que están colocadas en la máquina pasarán desapercibidas si están cubiertas por tortas de polvo. Esto puede conducir directamente a un deterioro en el desempeño de las actividades de mantenimiento y lubricación.

Golpea al topo

La contaminación exterior y las tortas de polvo transmiten el mensaje equivocado al personal y fomentan una cultura contraria a la confiabilidad de la máquina. Muchas plantas, por su propia naturaleza o por la ubicación de su negocio, pelean una batalla aparentemente interminable con las tortas de polvo, como el juego de golpear topos (Whack-a-Mole). 

Dicho esto, hacerse de la vista gorda empeora mucho las cosas y tiene un efecto agravante. Tener una comprensión honesta de los costos reales y el tiempo de inactividad asociado con el mantenimiento proactivo (mantener las máquinas limpias) versus el reactivo (ciclo repetido de reparación y desesperación) es un buen comienzo.

Un agradecimiento especial a Tor Idhammar (IDCON), Torki Ibrahim (Yanbu), Kevin Albert (SULP) y Ronald van Druten (IJSSEL) por las imágenes y demás apoyos.

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