Con la finalidad de determinar en forma precisa y rápida “la causa y el efecto” de los problemas relacionados con lubricación y desgaste, se deben utilizar las pruebas y procedimientos adecuados tomando en cuenta la máquina muestreada y su aplicación. En este artículo se detallan las pruebas apropiadas para diferentes máquinas industriales y sus aplicaciones, así como pruebas adicionales, factores necesarios para administrar un programa de análisis de lubricante exitoso y rentable.

Durante mucho tiempo, el análisis del lubricante ha sido aceptado como una técnica válida de mantenimiento predictivo. Los hechos demuestran que, cuando es correctamente aplicada, utilizando un laboratorio calificado con las pruebas adecuadas, y existe el compromiso total del usuario, el análisis del lubricante tiene el costo más bajo de implementación y es el que ofrece la más alta tasa en el retorno de la inversión en comparación con las otras disciplinas de mantenimiento predictivo.

Aplicación correcta

El análisis del lubricante es más efectivo cuando forma parte de los programas de mantenimiento predictivo o centrado en confiabilidad. Se requiere muestrear la máquina correcta, en el tiempo correcto y utilizando el procedimiento de muestreo correcto.

La decisión de qué máquinas deben estar incorporadas en el programa de análisis de lubricantes debe basarse en la criticidad dentro de la planta de cada uno de ellos. La frecuencia de muestreo debe basarse en la utilización de la máquina. El puerto de muestreo y el procedimiento de toma de muestra se determinan tomado en cuenta dónde se puede tomar la muestra más representativa de las condiciones del sistema – antes o después del filtro y alejada de zonas de fluido sin movimiento.

La criticidad de la maquinaria cubre muchos aspectos. Se debe considerar cuál es el nivel de importancia que la máquina tiene sobre la producción total de la planta (o línea de producción). Los costos de reparación y remplazo son también factores a considerar en la evaluación de la criticidad. Estos costos deben incluir refacciones, mano de obra y pérdidas de producción debido al paro de la máquina. De menor importancia es el volumen de aceite. En muchos casos el personal de planta omite muestrear unidades con bajo volumen de aceite, las cuales, cuando fallan, pueden parar completamente el proceso de producción. No es el costo del lubricante o el tamaño del depósito lo que debe controlar el muestreo de una máquina, sino los costos de productividad, reparaciones y remplazo.

La frecuencia de muestreo está normalmente basada en horas de uso del lubricante en servicio. Otros factores clave a considerar para establecer una frecuencia de muestreo adecuada son la tasa de cambio en desgaste o la degradación del aceite, que pueden ocurrir en intervalos cortos de tiempo.

Un ejemplo son las unidades que operan a alta velocidad, las cuales pueden desarrollar patrones de desgaste anormales que pueden acelerar dicho desgaste en función de la velocidad rotacional de sus componentes, dando como resultado “desgaste que produce más desgaste”. O máquinas donde el lubricante puede contaminarse con agentes externos y que pueden experimentar cambios rápidos en su viscosidad debido al tipo de contaminante.

En situaciones similares a estas se deben acortar las frecuencias de muestreo con la finalidad de incrementar la oportunidad para la detección temprana de problemas.

La localización del puerto de muestreo y el procedimiento de muestreo son elementos críticos a considerar para el éxito del programa de análisis de lubricantes. El lubricante es el medio que contiene la información de las condiciones de la maquinaria. Sin una muestra representativa del lubricante en servicio, el diagnóstico de los resultados no será lo suficientemente acertado. Siempre que sea posible, las muestras deben ser tomadas antes del filtro en un sistema de circulación de aceite. Las muestras deben ser tomadas con el aceite a la temperatura normal de operación y máximo quince minutos después de haber detenido la máquina.

Se deben instalar y utilizar puertos de muestreo fijos. Esto ayuda a garantizar la correcta ubicación haciendo que la muestra sea tomada siempre de la misma manera, sin importar quien la tome. En orden de importancia, las muestras deben ser tomadas en:

  • Puertos de muestreo localizados adecuadamente en las líneas de retorno de aceite, después de los componentes y antes del filtro, donde haya flujo turbulento
  • En sistemas estáticos (por baño o salpique) utilizando un conector con extensión (tubo tipo pitot) colocado a la mitad del nivel de aceite en el tanque, tomándola utilizando una bomba de vacío
  • Purgando una cantidad suficiente de lubricante para eliminar el aceite que ha estado estático en la tubería o dispositivos de muestreo

Dos últimos aspectos a considerar en la aplicación del programa de análisis de lubricantes son la documentación adecuada de la muestra y su pronto envío al laboratorio.

El adagio de que “el trabajo no está hecho hasta que la documentación esté completa” nunca ha sido tan cierto como en el análisis de lubricantes. A menos que el laboratorio cuente con la información correcta y necesaria de cada máquina o componente incluido en el programa de análisis, su habilidad para evaluar con precisión los resultados del análisis del lubricante para determinar la condición de la máquina y el lubricante estará limitada.

La información requerida de la máquina incluye:

  • Identificación de la máquina(activo #, serial #, ID #, etc.)
  • Tipo de máquina (turbina, compresor, sistema hidráulico, etc.)
  • Marca y modelo
  • Fabricante, marca y grado de viscosidad del aceite en uso
  • Capacidad del depósito
  • Sistema de filtración utilizado, # de filtros y tasa Beta de filtración
  • Cualquier otra información relacionada con la máquina, su ubicación o aplicación (por ejemplo: ubicada en un área de la planta donde hay alta temperatura; bomba de transferencia de productos químicos [nombrar el químico] o la máquina está localizada cerca de…)

Nota: esta información de la máquina sólo debe ser proporcionada la primera vez, a menos que las condiciones cambien.

La información en la muestra debe incluir:

  • Número de identificación de  la máquina
  • Horas de operación de la máquina desde su instalación (nueva o último overhaul)
  • Horas de operación del aceite desde el último cambio
  • Cantidad de aceite añadido (si lo hubiese) desde el último cambio de aceite
  • Indicar si se han cambiado los filtros o el aceite en el momento de la toma de la muestra
  • Fecha en que la muestra fue tomada

Cuando se proporciona, esta información permite diagnosticar acertadamente las condiciones del aceite y de la máquina utilizando la información específica de cada muestra. Por ejemplo, un resultado de 125 ppm de cobre en una muestra tomada de un engranaje sinfín Cincinnati con 1000 horas de uso del aceite puede ser considerado normal, mientras que la misma máquina con las mismas 125 ppm de cobre pero en 200 horas de uso del aceite puede estar relacionada con una situación de desgaste significativo. En este caso, las horas de uso del aceite representan un factor clave, ya que representa el tiempo en que las partículas de desgaste se acumulan antes de la toma de la muestra.

Pruebas correctas

Muchos definen el análisis del lubricante vagamente como “analizar el lubricante”. Este “analizar” puede incluir literalmente miles de pruebas diferentes para avaluar cientos de propiedades del aceite. Sin embargo, la lógica dicta que el uso comercial de un programa de RCM (mantenimiento centrado en confiabilidad) define el análisis del lubricante como la ejecución de una serie o conjunto de pruebas al lubricante usado para determinar el desgaste de los componentes, la contaminación y ciertas propiedades físicas y químicas del aceite en servicio.

Generalmente, las muestras son analizadas utilizando pruebas establecidas en paquetes predefinidos. Es muy importante que el usuario entienda las pruebas y las metodologías empleadas en su realización cuando seleccione el paquete de pruebas. La falta de conocimiento de las pruebas o las decisiones tomadas basadas estrictamente en el precio pueden fácilmente conducir a una incorrecta aplicación de la prueba en las máquinas y a resultados mediocres del programa en general.

Las pruebas del análisis de lubricantes se categorizan en tres áreas: contaminación, propiedades físicas/químicas y desgaste.

La clave para el éxito del programa está en seleccionar las pruebas “adecuadas” por tipo de máquina y lubricante en servicio. Ambos aspectos tienen una incidencia directa en la validez de los análisis y del diagnóstico.

Un ejemplo de esto es cuando se requiere reportar el contenido de humedad de una máquina donde el lubricante utilizado está fuertemente aditivado como parte de su paquete normal de aditivos. La prueba típica para determinar el contenido de agua en un aceite es el método Karl Fischer. Sin embargo, este ensayo tiene diferentes técnicas para ejecutarse. La técnica más comúnmente usada por los laboratorios es aquella donde la muestra es inyectada directamente dentro de un recipiente donde es titulada. Desafortunadamente, en esta técnica el exceso de aditivos del aceite causa interferencia, generando falsos resultados elevados. En este caso, el método correcto es el Karl Fischer utilizando un horno donde la muestra es calentada bajo condiciones controladas. La humedad en la muestra es evaporada y transportada con un gas inerte hacia la cámara de un recipiente donde es titulada. Los aditivos no ingresan en la cámara, permitiendo un resultado más preciso del contenido de humedad.

Un programa de análisis de lubricante exitoso proporcionará información al usuario para identificar las tasas de desgaste de los componentes lubricados, niveles de contaminación presentes en el sistema y ciertas propiedades físicas y químicas del lubricante. El desgaste normalmente constituye un escenario de “causa y efecto”. La contaminación y los cambios en las propiedades del lubricante son las “causas” que aceleran el desgaste, el “efecto”.

Realizando pruebas adecuadas para los contaminantes, midiendo los cambios en las propiedades y monitoreando los metales de desgaste, un laboratorio calificado puede identificar áreas con problemas mucho antes de que se presenten los signos, y proporcionan alertas para tomar acciones correctivas para corregir no sólo el (los) problema(s) señalados, sino lo que es más importante, identificar la causa raíz del problema o problemas.

En las siguientes tablas se mencionan las pruebas de rutinas y excepción más usadas para monitorear las condiciones del lubricante y de la máquina.

Casos de estudio del análisis del lubricante-a

Casos de estudio del análisis del lubricante-b

Compromiso del usuario

La información sólo es buena si sabemos qué hacer con ella. Un programa de análisis de aceite exitoso que contribuya significativamente con la reducción de los costos de mantenimiento requiere del compromiso de todos los niveles de la organización. La gerencia debe comprometerse con el programa y efectuar las inversiones necesarias para la inclusión de todas las máquinas críticas, con las pruebas en las frecuencias adecuadas y la mano de obra capaz de reaccionar a los problemas identificados y las alertas.

El personal de confiabilidad debe exigirle al laboratorio que lo apoye en la identificación de las máquinas críticas, establecimiento de las frecuencias adecuadas, proporcionar respuesta inmediata (72 horas máximo) de los resultados de las muestras y, si es aplicable, integrar los datos enviados en el CMMS existente o enviar los resultados electrónicamente para que puedan ser fácilmente manejables.

Con la ayuda del personal del laboratorio, se le debe proporcionar el entrenamiento necesario al personal encargado de la toma de muestras y del levantamiento de la información correspondiente. Una plena comprensión del por qué y de lo que implica un programa de análisis de lubricante asegura que entre la planta y el laboratorio se intercambie información precisa y completa. Por ejemplo, muestras que son tomadas correctamente, con la información completa, que permanecen guardadas por varios días antes de ser enviadas al laboratorio, desvirtúan el propósito de obtener la información lo más pronto posible. Generalmente, una situación anormal puede ser considerada como una situación crítica a punto de suceder; es sólo cuestión de tiempo. En caso de que una muestra se demore demasiado en llegar al laboratorio, es bastante posible que un problema costoso pudiese haberse evitado. A menos que la persona que toma la muestra esté consciente de esta posibilidad, podría ignorar la urgencia de enviar una muestra al laboratorio.

Cuando se identifican problemas con el análisis del lubricante se requiere poner en práctica acciones correctivas. Actividades de mantenimiento menor y programado son siempre menos costosas que actividades no planificadas y mantenimientos mayores. La productividad o rentabilidad de una máquina siempre es mayor que el costo de repararla. El tiempo de inactividad es una “mala palabra” entre el personal de operaciones. Los paros no programados son un evento inaceptable en los programas de RCM. Ambos pueden ser controlados y administrados con un programa exitoso de análisis de lubricante.

Cary Forgeron, Analysts, Inc. Traducido por Francisco J. Páez Alfonzo, Noria Latin America