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

La prueba de la gota se ha discutido en numerosas ocasiones en las páginas de la revista Machinery Lubrication. No solo es una de las pruebas más antiguas del análisis de aceite (mediados del siglo XIX), sino que es una de las más efectivas para detectar e incluso cuantificar ciertas anormalidades de los lubricantes.

Sin embargo, la prueba de la gota no se conoce comúnmente como una prueba para detectar y examinar partículas en el aceite, como partículas de desgaste y suciedad.

Desde el punta de vista práctico, su capacidad para revelar cantidades normales e incluso ligeramente anormales de partículas sólidas es limitada, especialmente sin la ayuda de un microscopio. Esto es cierto si se compara con otras pruebas de análisis de partículas.

En otras palabras, la falta de una estructura visible (anillos, brillo, centro pastoso, etc.) es una indicación de la ausencia de la condición objetivo. Debido a esto, es menos probable que la prueba de la gota produzca un falso negativo en comparación con otros métodos analíticos más avanzados.

Si bien cada método tiene sus propias interferencias únicas y límites de sensibilidad más bajos, es indiscutible la capacidad de la prueba de la gota para proporcionar una alerta confiable a concentraciones anormales de partículas.

Por supuesto, esto depende del límite de alarma. Tales partículas serían invisibles en el aceite a simple vista (sin ayuda de un microscopio). Otros métodos, como la prueba de membrana (filtrograma), la ferrografía, el conteo de partículas y el análisis de elementos (solo para partículas pequeñas) podrían detectar partículas en este mismo rango de concentración y tipo de partículas.

Movilidad de partículas en el papel secante

El hollín, los óxidos y otros insolubles de barniz (blandos) en ciertos aceites exhiben un grado de movilidad (desplazamiento de partículas) hacia afuera en una dirección radial desde donde se introduce el aceite en el papel secante.

Esto puede dejar una estructura reconocible en el papel. Por el contrario, las partículas inorgánicas duras, como las partículas de desgaste y la suciedad, no se absorben bien en el papel secante, con la excepción de las partículas más pequeñas (por ejemplo, menos de 3 micrones). Esto se debe a la alta densidad relativa de estas partículas y su mayor tamaño.

Las partículas grandes se depositan rápidamente y quedan atrapadas por la textura tortuosa del este tipo de papel. Las partículas pequeñas y las de baja densidad pueden ser transportadas radialmente más fácilmente por el aceite.

La distancia de su recorrido depende del tamaño, la densidad y la forma de las partículas, junto con la viscosidad y la densidad del aceite en el que están suspendidas. Otros factores que influyen son el tipo de papel secante, la polaridad de las partículas, ciertos aditivos (p. Ej., dispersantes) y la temperatura del aceite (al ser colocada la gota), así como si la gota se desarrolla usando una plancha caliente.

La movilidad limitada de las partículas es algo bueno cuando su población en el aceite es relativamente baja. Esto hace que se depositen en una zona concentrada, en el centro de la mancha, proporcionando una visualización más clara.

Esta característica no es buena cuando las concentraciones de partículas son altas, ya que tienden a acumularse una encima de la otra, lo que puede oscurecer la visión de algunas partículas grandes.

Examen de depósitos de partículas en la gota de aceite

La naturaleza de los depósitos de partículas sólidas se puede observar en las muestras de gotas de aceite que se muestran a continuación. Estas partículas, que son básicamente sedimentos, están limitadas en gran medida en la zona de depósito central y ligeramente en la región de halo de su periferia.

En la mayoría de los casos, la zona central está profundamente coloreada con un denso campo de partículas, similar a lo que podría ver en una prueba de membrana. En algunos otros casos, la región central de la zona central es claramente más pálida, pero el color puede graduarse a tonos más oscuros hacia la periferia del halo.

de gotas de aceites industriales mostrando diversos problemas

Figura 1. Ejemplos de gotas de aceites industriales mostrando diversos problemas

Las transiciones de color sugieren cierta movilidad de partículas y que la mayoría de las partículas son bastante pequeñas (menos de 3 micrones). Esto puede ocurrir cuando las partículas más grandes se eliminan selectivamente del aceite mediante estratificación en el reservorio (sedimentación) o filtración (en sistemas de circulación).

Cuando el aceite se cambia con poca frecuencia, puede haber una acumulación considerable de partículas pequeñas, a menudo llamadas jinetes fantasmas. Para obtener más información sobre este tema, consulte mi artículo en la edición de julio-agosto de 2018 de Machinery Lubrication.

Las gotas de aceite que se muestran son principalmente de engranajes industriales y aceites para rodamientos que exhiben niveles anormales de desgaste de metales. Todas las imágenes son aproximadamente del mismo tamaño que cuando fueron creadas, es decir, sin aumento.

La interpretación de estas gotas siempre es subjetiva e influida en gran medida por la experiencia del analista, el conocimiento de la máquina y las condiciones/exposiciones de operación, y la capacidad de tendencia de una sucesión de pruebas de gota anteriores (misma máquina) o de máquinas similares.

Tenga en cuenta los datos de los elementos sobre los aceites utilizados en las gotas de aceite que se muestran. También note que el análisis de elementos es, en gran medida, incapaz de cuantificar la presencia de partículas de más de 6 micrones. Por el contrario, estas partículas más grandes son bastante visibles en la prueba de gota, especialmente ayudado por microscopía.

gotas de aceites industriales mostrando partículas de desgaste

Figura 2. Ejemplos de gotas de aceites industriales mostrando partículas de desgaste

Otras pruebas e inspecciones también pueden ayudar considerablemente en la interpretación, incluyendo pruebas de membrana, tapones magnéticos, sedimentos del fondo y agua (BS&W, por sus siglas en inglés), inspecciones de filtros usados, pruebas de densidad ferrosa, inspecciones secundarias de muestras de aceite, vibraciones, emisiones acústicas e imágenes térmicas.

Al igual que la mayoría de los métodos de monitoreo de condición, las pruebas de gota de aceite aportan información o datos para ayudar a responder preguntas sobre la salud de la máquina y la condición del lubricante. Puede proporcionar un análisis efectivo para numerosas condiciones o alertas potenciales.

En muchos casos, debe combinarse con otros métodos para permitir una caracterización más completa de la condición y la salud de la máquina. A pesar de su simplicidad por la baja tecnología, nunca debe ignorarse o subestimarse en términos de importancia para el campo del monitoreo de condiciones y la confiabilidad de la máquina.

Cómo se realiza la prueba de la gota

Para realizar la prueba de la gota de aceite, tome  una muestra de aceite de una zona activa activa del sistema, similar al análisis de aceite convencional. Luego, usando una jeringa de laboratorio desechable, coloque un par de gotas de aceite en el centro del papel secante (vea la ilustración a continuación).

Procedimiento de la prueba de la gota de aceite

Figura 3. Procedimiento de la prueba de la gota de aceite

El aceite no debe estar demasiado caliente, ya que muchos de los componentes objetivo se vuelven insolubles a temperaturas más bajas y solo así pueden contribuir a la estructura de la mancha de aceite. La temperatura ambiente es la mejor. Si se efectúa para tendencia, las gotas se deben desarrollar siempre aproximadamente a la misma temperatura. En este caso, la gota actual se compara con las de muestras anteriores.

Permita que el papel permanezca en una posición horizontal sobre una superficie no plana, como en el borde de un vaso de precipitados de laboratorio o un vaso para agua. No coloque el papel en contacto directo con una mesa u otra superficie plana, ya que este contacto interferirá con el desarrollo de la gota.

A continuación, deje que la gota de aceite se desarrolle o absorba radialmente en el papel, creando una difusión estructurada de la mancha. Se absorberá hacia afuera desde donde se aplicaron las gotas de aceite por acción capilar. La velocidad del movimiento de absorción y el recorrido total está influenciada por muchas propiedades físicas (p. Ej., viscosidad) y químicas (p. Ej., polaridad), incluida la temperatura.

Típicamente, después de aproximadamente una hora, la gota está lista para ser examinada. Tenga en cuenta que algunas gotas de aceite continuarán moviéndose incluso días después. Por esta razón, use un intervalo de tiempo estándar, especialmente si se toman imágenes para futuras comparaciones.