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

aceite-volumen-bajowp1El término “cambio de aceite de bajo volumen” (CABV) se relaciona principalmente con los sistemas de circulación de aceite. Un CABV ocurre cuando un cambio de aceite (ya sea programado o basado en condición) solamente implica el drenado y el relleno del aceite en el tanque o depósito del sistema. No se cambia la totalidad o una parte significativa del aceite que queda en las tuberías, mangueras, descansos, bombas, filtros, actuadores, válvulas, intercambiadores de calor, etc. En otras palabras, es un cambio parcial de aceite.

Desde un punto de vista práctico, cuando se drena el aceite de una máquina, siempre queda un residuo que, como mínimo, obstruye las superficies interiores y queda atrapado en regiones bajas, zonas inactivas y otros rincones y grietas. Por ejemplo, después de un drenado de aceite, los motores diesel por lo general retienen aproximadamente el 15 por ciento de su aceite anterior. Cuando el motor se rellena con aceite nuevo, terminará con una mezcla de 85% de aceite nuevo y 15% de aceite usado.

La principal preocupación con esta práctica es la influencia que tiene el aceite usado en la salud de la nueva carga de aceite. Si el aceite usado era bajo en volumen y relativamente saludable, el desempeño y la vida útil de la nueva mezcla de aceite pueden ser aceptables. A la inversa, si el aceite usado estaba muy contaminado o degradado por el uso prolongado, el desempeño y la vida útil de la nueva mezcla de aceite pueden verse muy afectados. Por ejemplo, se necesita menos de 5 por ciento de aceite oxidado mezclado con aceite nuevo para reducir la estabilidad de oxidación del aceite nuevo en más del 90 por ciento.

¿Por qué efectuar un cambio de aceite de bajo volumen?

Hay varias buenas razones para efectuar un CABV. Una es que simplemente es menos disruptivo al sistema. Esto incluye evitar el riesgo de condiciones de arranque en seco y el desgaste acelerado asociado cuando la máquina es puesta en marcha debido a un retraso en la lubricación (arranque en seco). Estas condiciones son el resultado del tiempo requerido para rellenar los conductos y los componentes con aceite, purgar el aire, etc. Por supuesto, muchos sistemas grandes tienen bombas auxiliares que lubrican previamente el sistema. Otras máquinas pueden no tener esta característica.

Además, efectuar un drenado completo del sistema puede perturbar lodos, sedimentos y depósitos. Para leer más sobre esto, vea en MachineryLubrication.com mi artículo “Consejos para manejar el efecto pecera durante el lavado con aceite”. A menos que estas impurezas sólidas puedan eliminarse completamente del sistema, pueden movilizarse dentro de la máquina y causar nuevos problemas (por ejemplo, impedir el movimiento, conductos de aceite restringidos, etc.). También pueden ocurrir repentinamente fugas en áreas donde antes no las había. Para obtener más información sobre esta condición, consulte mi artículo en MachineryLubrication.com “La coaugulación de aceite y el efecto adrenalina”.

A diferencia de un CABV, en donde quizás solamente un 40 por ciento del aceite actual es drenado (vea la Figura 1), un cambio de aceite completo (CAC) puede tomar mucho más tiempo. Adicionalmente, involucra mucho más aceite y mayores costos asociados. Dicho esto, la vida en servicio del aceite en un CAC sería desproporcionalmente más extensa que en un CABV. Por ejemplo, la vida de un CAC podría ser tres veces más larga que en un CABV de 40 por ciento (40 % de aceite nuevo mezclado con 60 % de aceite usado), asumiendo que el aceite usado está relativamente saludable y libre de contaminantes.

Una forma de definir la vida útil restante de un lubricante (RUL, por sus siglas en inglés) en una máquina es identificar la vida útil restante del sistema de aditivos. La mayoría de los aditivos son de sacrificio. En otras palabras, dan su vida para salvar al aceite y la máquina. De esta manera, si no mueren, no son efectivos; mientras están trabajando, se están agotando. En cierto momento, no quedan aditivos de reserva. Por supuesto, debe cambiar el aceite mucho antes de este punto.

Para simplificar, supongamos que la concentración de antioxidante del aceite nuevo es 100. En el momento del CABV, el aceite usado tenía un nivel de antioxidante de 25. El CABV de 40 por ciento dio como resultado una concentración de antioxidante combinada de 55, o 55 por ciento de RUL del aceite mezclado. Esto equivale a apenas un poco más de la mitad de la vida útil diseñada del aceite nuevo.

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Figura 1. En muchos sistemas de circulación de aceite de gran volumen, el cambio del aceite del tanque solo da como resultado que se drene y cambie apenas el 40 por ciento del volumen total.

Peligros al acecho

Quizás el peligro más serio se relaciona con la oxidación actual del aceite que se drena. Estos óxidos se dispersan rápidamente, como el colorante de alimentos en una jarra de agua. Por lo general, consisten en hidroperóxidos químicamente reactivos y radicales libres que pueden consumir los antioxidantes que llegan con el nuevo aceite en poco tiempo.

Podría pensar en estos químicos reactivos como una infección. Es como enviar a nueve personas sanas a una habitación con una persona que padece una enfermedad contagiosa. La buena salud de las nueve personas no cura la enfermedad de la otra. Por el contrario, termina con 10 personas muy enfermas. Cada vez que se oxida un lubricante (por ejemplo, aumenta su viscosidad, color opaco oscuro, número ácido elevado, olor acre, etc.), se requiere un lavado completo del sistema para purgar la infección. El análisis del aceite puede ayudar a programar los cambios de aceite mucho antes de que se presente la oxidación de la base lubricante. Aunque menos común, un problema similar ocurre cuando un sistema está infectado con contaminación microbiana (bacterias u hongos).

Una de las ventajas de un cambio de aceite es la oportunidad de eliminar a los “fantasmas” de su aceite. Los fantasmas son las partículas microscópicas duras que se acumulan en el aceite con el tiempo. Son más pequeños que el tamaño de los poros del filtro de aceite del sistema. Si está utilizando un filtro de aceite de 10 micrones, las partículas de menos de 10 micrones circularán libremente y no se eliminarán por filtración. El filtro elimina selectivamente solo las partículas mayores de 10 micrones. A medida que entran nuevas partículas durante el funcionamiento normal, los pequeños fantasmas continúan creciendo en población hasta que se hace el cambio el aceite.

El problema con estos fantasmas es que pueden hacer mucho daño a las máquinas. Por ejemplo, en cualquier lugar donde exista lubricación elastohidrodinámica (p.ej., rodamientos), estas pequeñas partículas pueden invadir fácilmente el espacio de trabajo, dañando las superficies de los rodamientos en la zona de carga. Donde exista lubricación a película límite (arranques, paradas, superficies con movimiento lento, desalineación, condiciones de escasez de aceite, etc.), los fantasmas causarán la mayor parte del daño (abrasión de tres cuerpos y fatiga de superficie).

Los siguientes son beneficios adicionales de un CAC frente a un CABV:

Remoción de barniz de la máquina

El aceite nuevo generalmente tiene una capacidad de retención de impurezas (CRI) relativamente alta en comparación con el aceite usado. Esto significa que cuando el aceite nuevo ingresa a la máquina, parte del barniz y los depósitos del aceite anterior se pueden limpiar rápidamente. Este cambio ocurre cuando el aceite tiene una CRI residual, ayudada por una temperatura de operación más alta. Mucho de esto se puede perder debido a un CABV. Para obtener más información sobre la CRI, lea el artículo titulado “Cuál es la capacidad de retención de impurezas de su filtro de aceite?” en MachineryLubrication.com.

Mejor demulsibilidad

La mayoría de los lubricantes deben desemulsificar el agua rápidamente para mitigar los daños al aceite y la máquina. Las impurezas sólidas y disueltas de casi todos los tipos se acumulan en el aceite usado y pueden inhibir la demulsibilidad. Estas se pasan al aceite nuevo y usado mezclados después de un CABV.

Capacidad de manejo de aire mejorada

Por las mismas razones que un CAC es beneficioso para la demulsibilidad, también es bueno para la liberación eficiente de aire de un lubricante y la baja tendencia/estabilidad de espuma.

Mayor vida útil del filtro

El impacto de los contaminantes blandos (lodos, barnices insolubles, óxidos, aditivos muertos, etc.) en la vida útil del filtro puede ser considerable. Los contaminantes blandos son producto del envejecimiento del aceite. Como tales, se purgan lo suficiente con los CAC, pero menos con los CABV.

Línea de base para el análisis de aceite

Otra desventaja de un CABV se relaciona con el análisis de aceite. Un buen análisis de aceite necesita una línea de base del aceite nuevo confiable y consistente. La mayoría de los límites de salud del análisis de aceite se establecen en función de esta línea de base. Si la línea de base se ha corrompido al mezclar aceite nuevo con aceite viejo, también lo hará la efectividad (precisión) de la interpretación de los datos del análisis de aceite.

Alternativas al CABV

Purgar completamente un sistema lubricación por aceite puede ser un reto difícil. Esto es especialmente cierto cuando las tuberías y componentes del sistema están completamente inundados. El procedimiento puede requerir la partición del sistema, seguido por la apertura de tuberías en zonas bajas para drenar el aceite usado y con la ayuda de salidas de aire en zonas más altas. Hay un par de alternativas a considerar basadas en la máquina, las condiciones de operación y la necesidad de un CAC. Entre estas están las siguientes (ver también la tabla en la Figura 2).

Drenado y relleno parcial

Este tipo de cambio de aceite normalmente se puede efectuar en operación para equipos estacionarios sin la pérdida del tiempo de operación de la máquina. El proceso implica el drenado progresivo del aceite del tanque y la adición de una cantidad igual de aceite nuevo, todo esto se hace mientras el aceite sigue circulando. Para aceite lubricante muy degradado, puede requerir el equivalente a tres o cuatro cambios de aceite (en volumen de aceite nuevo) para alcanzar el nivel objetivo de calidad y desempeño del aceite.

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Figura 2. Cantidad de aceite usado remanente en un sistema después de
efectuar un CABV, un doble cambio de aceite y un CABV seguido de una purga de tuberías

Doble cambio de aceite

Para esto se requiere de una parada de la máquina. El tanque se drena y se rellena de la misma manera que con un CABV normal. Posteriormente, el aceite alcanza la temperatura de trabajo mientras se hace circular. Después, se drena el aceite del tanque y se rellena nuevamente.

CABV seguido de purga de tuberías

Después de drenar y rellenar el tanque con aceite nuevo, se pone en funcionamiento la bomba auxiliar y se introduce el aceite nuevo a las tuberías del sistema. El aceite no retorna al tanque, sino que se desvía al contenedor de aceite de desecho hasta que la mayor parte del aceite viejo en las tuberías se haya descargado. El tanque se vuelve a llenar al nivel correcto y la línea de retorno se vuelve a conectar al tanque. Procedimientos alternativos pueden lograr resultados similares dependiendo de la máquina/sistema involucrado.

Rol del análisis del aceite

El análisis de aceite y la Inspección 2.0 pueden mejorar sustancialmente el resultado de los CABV y mitigar los riesgos. Esto es en buena medida la práctica del control cuidadoso del envejecimiento del aceite usado y reconocer la presencia repentina y creciente de un problema. Los problemas pueden incluir la oxidación prematura del aceite, la necesidad de deshidratación o filtración portátil, el aumento del potencial de barniz, la necesidad de reconstrucción de aditivos y la concentración anormal de fantasmas.

Para sistemas grandes y críticos, la sincronización del cambio de aceite es clave; la mejor manera de garantizarla es permitir que el aceite le hable a través de una inspección efectiva y del análisis del aceite. Cuando se realizan correctamente, estos métodos le permitirán lograr resultados óptimos.

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