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

Uno de los principales inconvenientes de la utilización de la grasa en comparación con el aceite es la molesta tendencia de la grasa a secarse. Todos sabemos que el aceite tiene una tendencia natural a drenarse del espesante de la grasa a través del tiempo. Vemos la evidencia visible de esto cuando el aceite se acumula en las cubetas de grasa nueva que tienen desniveles en su superficie. También hemos visto el goteo de aceite en los cartuchos de grasa almacenada y en rodamientos pre-empacados con grasa ​​en los estantes del almacén

Más grave es el subproducto endurecido que resulta del drenado del aceite y que se acumula con el paso del tiempo dentro de las cavidades de los rodamientos y engranajes en operación. Algunas veces tarda años en presentarse, pero en otros casos esta condición puede llegar a niveles catastróficos en apenas unas semanas. La falla puede ser auto-propagante. Conforme la grasa se ​​seca, las fuerzas de fricción aumentan, causando calor concentrado en el rodamiento. La temperatura continúa incrementándose cada vez más rápido y seca por completo la grasa. Con el tiempo, la grasa puede alcanzar un estado de consistencia que va desde la masilla dura a una especie de arena, en función del tipo de espesante y las condiciones de degradación.

A menudo, la mayoría de las condiciones que conllevan a que las grasas se sequen, van acompañadas con otras causas que trabajan en forma concertada. Comenzaremos revisando las principales causas que hacen que las grasas se sequen. Una vez que las hayamos determinado, tendremos la información necesaria para corregir o mitigar el problema.

Causas del secado de las grasas

Contaminación. La elevada contaminación por polvo, suciedad, cenizas y contaminantes secos similares pueden espesar la grasa en forma similar a la introducción de un agente gelificante.

Grasa incompatible. La mezcla accidental o deliberada de grasa puede llevar a la acelerada desgelificación y separación del aceite. Hay muchos ejemplos clásicos de esto, como el choque que se presenta entre la grasa de arcilla orgánica (bentona) con la grasa a base de espesante jabonoso.

Volatilidad a alta temperatura. La grasa elaborada a partir de aceites base de baja viscosidad tienen el mayor riesgo de volatilización. A temperaturas suficientemente altas, el aceite puede hervir y salirse del espesante, causando el endurecimiento de la grasa a través del tiempo (menor proporción entre el aceite y el espesante y mayor viscosidad del aceite base).

Figura 1. Esta grasa muestra señales de endurecimiento extremo resultado de la presencia de cobre, oxidando prematuramente el aceite base en la grasa. La alta concentración de metales catalíticos de cobre en la grasa proviene de partículas de desgaste.

Figura 1. Esta grasa muestra señales de endurecimiento extremo resultado de la presencia de cobre, oxidando prematuramente el aceite base en la grasa. La alta concentración de metales catalíticos de cobre en la grasa proviene de partículas de desgaste.

Oxidación del aceite base. El aceite oxidado puede asumir las características físicas del alquitrán o carbón. La misma transformación puede ocurrir en la grasa. La imagen de la grasa en la figura 1 se produjo a temperatura ambiente debido a la alta concentración de metales catalíticos de cobre en la grasa proveniente de las partículas de desgaste. El cobre oxidó prematuramente el aceite base en la grasa, provocando el espesamiento extremo.

Fuga térmica. Demasiada grasa en un rodamiento, condiciones mecánicas (carga excesiva, desalineación, etc.), y la escasez de lubricante pueden conducir a altas temperaturas de operación. Esto se asocia más comúnmente con el exceso de lubricación, provocando altas temperaturas por batido. En tales casos, se alcanza el punto de goteo, el rodamiento comienza a sangrar, la grasa se ​​seca y finalmente se produce la falla. La figura 2 muestra un ejemplo de esto.

  Figura 2. Este rodamiento muestra los resultados de las altas temperaturas de operación comúnmente asociadas con el exceso de lubricación. Cuando se alcanza el punto de goteo, el rodamiento comienza a sangrar, la grasa se seca y finalmente se produce la falla.


Figura 2. Este rodamiento muestra los resultados de las altas temperaturas de operación comúnmente asociadas con el exceso de lubricación. Cuando se alcanza el punto de goteo, el rodamiento comienza a sangrar, la grasa se seca y finalmente se produce la falla.

Escurrimiento mecánico. Algunos tipos de rodamientos son más propensos a la separación del aceite. Los rodamientos de rodillos esféricos serían un ejemplo. Cuando la grasa es trabajada en exceso por el rodamiento o los engranajes, el aceite puede separarse rápidamente del espesante. Esto se conoce como sangrado mecánico. El aceite se exprime como lo hace una esponja mojada. Algunos espesantes tienen buena reversibilidad, mientras que otros no. Una grasa es reversible cuando el aceite se reabsorbe rápidamente en el espesante después de que la carga disminuye. La grasa con espesante a base de aluminio complejo tiene una buena reversibilidad

Extrusión hidrostática. La grasa bajo presión constante se puede separar debido a las fuerzas hidrostáticas. Es como el agua que fluye a través de un filtro de arena. La arena permanece fija, pero el agua fluye libremente bajo presión a través de los granos de arena (tamizado). Algunas grasas están formuladas específicamente para resistir la extrusión mediante el uso de espesantes especiales, aceites de base polar, mejoradores del índice de viscosidad (MIV), aditivos de adhesividad y concentraciones más elevadas de espesantes. Algunos lubricadores automáticos de un solo punto (tipo resorte) exponen a la grasa a una presión constante, lo que provoca el sangrado y la separación del espesante. El aceite está siendo literalmente exprimido ​​del espesante.

Vibración y fuerzas centrífugas. La grasa expuesta a vibración prolongada y/o a fuerzas centrífugas también tiende a separar el aceite antes de tiempo. Los acoplamientos mecánicos de alta velocidad pueden dejar secas algunas grasas en un corto período de tiempo si la grasa no es la apropiada. Entre otras cosas, diferencias significativas en el peso específico entre el aceite base y el espesante pueden incrementar drásticamente la separación centrífuga.

Falla por bloqueo

Una falla por bloqueo es como un callejón sin salida microscópico. Conforme el espesante se seca, se inmoviliza y atasca el conducto de flujo de la grasa e incluso el movimiento mecánico. El aceite puede fluir a través del espesante (extrusión hidrostática), pero el espesante no va a parte alguna. A medida que entra más grasa y sale el aceite, se genera un mayor atascamiento. Con el tiempo, se desarrolla un bloqueo a partir de la rigidez de alta densidad del espesante seco.

La falla por bloqueo provoca la extrusión térmica previamente mencionada y la falla del rodamiento. Los rodamientos lubricados por sistemas centralizados o lubricadores de un solo punto son quizás los que tienen mayor riesgo de sufrir esta condición. Cuando se alimenta grasa suave al rodamiento, pero solo sale aceite por el puerto de purga, existe una falla por bloqueo en progreso. El espesante está siendo atrapado en la cavidad del rodamiento. En sistemas centralizados de lubricación también puede presentarse falla por bloqueo en las líneas entre la bomba y los inyectores.

Para prevenir la falla por bloqueo, seleccione una adecuada formulación de grasa de bajo riesgo y asegúrese que el flujo de la grasa es suficientemente alto para evitar condiciones estáticas que conlleven a la separación y bloqueo. Algunas grasas con espesantes de fibra larga (por ejemplo, las de jabón de litio simple) son particularmente propensas a presentar problemas de estabilidad de flujo lento. Las pruebas estándar para movilidad y bombeabilidad son buenas opciones para verificar si la grasa tiene riesgo elevado de falla por bloqueo. El movimiento frecuente de la grasa también puede mantener libre el conducto de la grasa e inhibir el bloqueo. Sin embargo, aún podrían quedar algunas zonas en las cavidades adyacentes en las que es inevitable que la grasa se seque.

El monitoreo de condición es clave para la detección temprana

Como se mencionó antes, monitoree estrechamente la calidad del lubricante que sale de los rodamientos en aplicaciones a toda pérdida. Analizar la grasa purgada para revisar su consistencia, analizar el contenido de aceite, oxidación y contaminación puede ser de gran utilidad. Apóyese en un laboratorio con experiencia en el análisis de grasa usada, ya que las técnicas empleadas varían grandemente de los métodos de prueba de desempeño estándar de ASTM. Ahora ya existen herramientas para extraer muestras de grasa directamente de las cavidades de los rodamientos en operación.

Finalmente, busque retroalimentación de los talleres de reparación sobre lo que ellos ven dentro de los rodamientos que han fallado. Al observar cualquier signo cuestionable en la apariencia de la grasa (dureza, color, contaminación, oxidación, etc.) debería tomarse una muestra para su análisis. Deje que la falla sea su maestro en el proceso de mejora continua.

Publicado en la revista Machinery Lubrication (8/2011).