baja-temperatura-wpJeremy Wright, Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latin America

A medida que el invierno llega a gran parte del mundo, con frentes fríos provenientes de las regiones polares, ¿ha pensado en los efectos que estos cambios de temperatura pueden tener en la confiabilidad de su maquinaria? Todas las máquinas y lubricantes tienen límites prácticos en lo que se refiere a sus temperaturas de operación. A menudo, se pone atención solamente en el límite superior, ya que las altas temperaturas pueden causar estragos en la salud del lubricante y la máquina, así como causar problemas de seguridad en algunos casos. Sin embargo, rara vez se escucha a alguien analizando los límites inferiores.

A temperaturas extremadamente bajas, como las que se presentan durante el arranque de la maquinaria que se encuentra a la intemperie durante una fría mañana de invierno, el fluido dentro del alojamiento puede llegar a un punto en el que realmente se solidifica y no puede fluir. Este límite se da cuando se excede el punto de fluidez, que es la temperatura más baja a la cual el aceite aún fluye. En los sistemas de circulación, la viscosidad llega a ser tan alta en este punto que se restringe el flujo de aceite. Los componentes carecen de lubricación, causando un alto desgaste por contacto metal-metal, llevando al componente a una falla temprana.

Por supuesto, los sistemas de circulación no son los únicos que dependen del flujo de aceite. Imagínese cómo una caja de engranajes lubricada por salpique maneja un aceite frío y viscoso. Cuando estos engranajes están diseñados apropiadamente y utilizan el aceite con la viscosidad correcta, el aceite es levantado entre los dientes de los engranes y llevado hasta el punto en que se intersectan, salpicando a los rodamientos y cojinetes que soportan los ejes y demás engranajes de otras etapas de reducción que están por arriba del nivel de aceite. Cuando la viscosidad del aceite incrementa hasta el punto en que ya no fluye, el engranaje sumergido empuja los “trozos” de lubricante congelado fuera de su camino y no los levanta, causando que no llegue a los otros componentes dentro de la carcasa que necesitan desesperadamente lubricarse. Otro efecto secundario del incremento en la viscosidad, es un par de arranque (torque) más alto. Esta carga excesiva puede ser suficiente para causar una falla catastrófica o, al menos, consumir una cantidad masiva de energía debido a la excesiva fricción.

Los efectos sobre la viscosidad no son los únicos que el lubricante tiene que enfrentar por el frío. En casos extremos, los aceites formulados pueden comenzar a separarse en diferentes fases, lo que se conoce como estratificación. Los aditivos son también susceptibles de volverse insolubles a temperaturas más frías. Cuando se vuelven insolubles, los aditivos tienden a separarse gravitacionalmente del aceite básico y forman depósitos en el fondo del tanque. Si la máquina requiere de estos aditivos y estos están en forma de lodo o depósitos en el fondo del tanque, se afectará el desempeño del lubricante y la máquina podría resultar dañada.

¿Qué se considera frío? La mayoría de los aceites y grasas son capaces de soportar moderadas incursiones de temperatura a 0°C, y muchos a -10°C, sin disminuir su desempeño. Sin embargo, a -20°C o menos, algunos lubricantes se vuelven inadecuados y comienzan a alcanzar su punto de fluidez. El punto de fluidez depende de la calidad del aceite de base, así como de la presencia de ciertos aditivos. Una buena regla general es seleccionar siempre un lubricante que tenga un punto de fluidez de por lo menos 10°C por debajo de la mínima temperatura esperada durante el arranque.

A temperaturas inferiores a -20°C, los aceites base mineral ya no funcionarán eficientemente, por lo que se deben encontrar alternativas. Los aceites sintéticos del tipo polialfaolefina (PAO) se encuentran entre los mejores en desempeño a temperaturas frías extremas de -20°C e inferiores. Las PAOs no contienen la cera que los aceites minerales refinados de menor calidad sí tienen, lo que permite un flujo excelente, incluso a bajas temperaturas. Algunas PAOs tienen puntos de fluidez tan bajos como -50°C.

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Una propiedad que ayuda en la lucha de las PAOs contra el frío es su alto índice de viscosidad. En pocas palabras, el índice de viscosidad es la relación de cambio de la viscosidad de un aceite con respecto a un cambio de temperatura. Tener un índice de viscosidad más alto significa que la viscosidad del lubricante no cambia tan drásticamente comparado contra un lubricante con un índice de viscosidad más bajo. Esto es bueno, ya que el rango de viscosidad útil para la máquina se extiende sobre un rango de temperatura mucho mayor.

Para evaluar el desempeño del aceite en frío, se pueden utilizar varios métodos ASTM normalizados, incluyendo pruebas para el punto de fluidez, torque a baja temperatura y presión de flujo para grasas. En los últimos años, se han dado grandes avances en la investigación y el desarrollo de lubricantes para trabajo en condiciones de frío extremo. Hay lubricantes que ahora están diseñados específicamente para aplicaciones en climas fríos.

A pesar de que la adecuada selección de lubricantes es de suma importancia, puede tomar otras medidas básicas para resolver sus problemas de temperatura fría. Entre estos están los calentadores, líneas de alimentación de mayor diámetro, menos restricciones en las tuberías en los sistemas de circulación, cambios en los métodos de aplicación, etc.

Comprender lo que les sucede a sus lubricantes a temperaturas frías es su primera línea de defensa. Así que la próxima vez que entre en su planta en una mañana fría y se prepare para poner en marcha una máquina, por favor, piense en las consecuencias de las bajas temperaturas en sus lubricantes y en su maquinaria.