Muestreo de aceite y mantenimiento de un sistema de aire comprimido saludable

La lubricación es un elemento esencial en la eficiencia y la esperanza de vida de cualquier equipo con piezas móviles. Los lubricantes tienen varias funciones, pero su objetivo principal es formar una barrera protectora entre las superficies metálicas de los componentes críticos de las máquinas. Con el tiempo, el lubricante de la máquina se degrada hasta el punto de que ya no la puede proteger. En este punto, se debe cambiar el lubricante y llenar la máquina con un lubricante nuevo. Este período de tiempo a menudo se denomina intervalo de drenaje.

Optimizar el intervalo de drenaje del lubricante no es una tarea fácil sin las herramientas y los conocimientos adecuados. La forma más segura (y exacta) de monitorear y analizar el intervalo de drenaje del lubricante es mediante muestreo de aceite. La toma de muestras de aceite se asemeja a un análisis de sangre. Provee un panorama instantáneo del estado del aceite en la máquina en ese momento. El muestreo de aceite, efectuado de forma rutinaria, es una de las mejores herramientas de mantenimiento predictivo que un gerente de servicio puede utilizar para mantener el compresor funcionando de manera confiable y eficiente. Para algunos, el muestreo de aceite puede parecer un proceso complicado. Con un poco de suerte, este artículo le facilitará información útil sobre el proceso de muestreo de aceite, desde cómo llenar el envase para muestras hasta qué buscar en el informe de la muestra.

El lubricante “correcto” es clave

Antes de intentar maximizar el intervalo de drenaje del lubricante, es importante comprender cómo seleccionar el mejor lubricante para el compresor y por qué los lubricantes se degradan con el tiempo.  En su mayoría, la selección del lubricante la determina el fabricante del equipo. Pero si la elección depende de usted, seleccionar un lubricante de alta calidad ofrece una base sólida para la vida útil del compresor. Una mala elección de lubricante puede causar desgaste prematuro y aumento de temperatura y presión en las piezas internas del compresor, lo que da lugar a una menor eficiencia y una reducción de la vida útil.

Los dos criterios principales para seleccionar el mejor lubricante son la viscosidad y su función. La viscosidad es la característica más importante de cualquier lubricante. La viscosidad es una medida de la resistencia de un lubricante a fluir. Comúnmente se hace referencia a qué tan “espeso” o “diluido” es el aceite. Si la viscosidad es demasiado alta, el lubricante no fluirá adecuadamente a través del compresor, provocando altas temperaturas y desgaste. Un lubricante con baja viscosidad se degradará de manera prematura y no creará una barrera lo suficientemente fuerte entre las piezas móviles. La viscosidad adecuada se calcula científicamente midiendo y determinando diversos factores, tales como juegos de cojinetes, presiones y temperaturas internas.

El segundo factor principal a la hora de seleccionar el mejor lubricante es su función. La función principal de cualquier lubricante es reducir la fricción entre superficies en movimiento. Sin embargo, equipos tales como un compresor rotativo lubricado con aceite exigen que el lubricante cumpla varios propósitos, incluyendo la lubricación de los cojinetes, la creación de un sello hermético y la eliminación del calor generado por la compresión. Otros lubricantes especiales están formulados para mantener contaminantes en suspensión, limpiar superficies metálicas de cualquier barniz presente o brindar protección entre componentes bajo tensión elevada. No todos los lubricantes son iguales y las degradaciones inesperadas son costosas. Comience siempre el proceso de selección de lubricante consultando el manual de servicio del equipo y seleccionando el lubricante recomendado o un producto equivalente de alta calidad.

Causas de la degradación del lubricante

Cuando un lubricante llega al final de su vida útil, ya no es capaz de proteger los componentes del equipo. Los usuarios suelen buscar la causa de la degradación del lubricante. Las respuestas se identifican de manera rápida al analizar un informe de muestra de aceite. Es ampliamente conocido que la oxidación es el mecanismo principal de degradación del lubricante. La oxidación es la reacción de las moléculas del lubricante con el oxígeno. La oxidación crea varios efectos negativos, tales como aumento de la viscosidad del aceite, así como la formación de ácidos y barniz. No se puede evitar la reacción química entre un lubricante y el oxígeno, pero se puede retrasar su progresión utilizando el lubricante correcto con los aditivos adecuados.

La contaminación, tal como la humedad, la suciedad y el aceite usado residual, también puede influir en gran medida en la tasa de degradación del lubricante. Los lubricantes contaminados pueden contribuir de manera considerable a fallas de equipos relacionados. Los contaminantes sólidos son abrasivos y rayan las superficies metálicas. La humedad alterará la capacidad de manejo de carga de un lubricante. La humedad también aumenta la tasa de oxidación. Finalmente, el aceite usado residual que queda en el compresor desde el anterior cambio de aceite aumentará la tasa de degradación del lubricante. Antes de agregar aceite nuevo al sistema, es importante drenar la mayor cantidad posible de aceite usado de la máquina.

El agotamiento de aditivos es otra causa más de degradación. Los aditivos lubricantes son compuestos químicos que mejoran su rendimiento. La mayoría de los paquetes de aditivos en los lubricantes están diseñados para ser sacrificados y se consumen durante la vida útil del lubricante.

Mantenimiento predictivo y muestreo

Los mantenimientos predictivos más efectivos incluyen un programa de muestreo de aceite para monitorear las condiciones del lubricante e identificar cualquier posible amenaza al equipo. El muestreo de aceite ayuda a maximizar la confiabilidad de los activos y aportar ahorros de costos a los resultados finales de una empresa. Para aprovechar al máximo un programa de muestreo de aceite, es valioso implementar algunas de las mejores prácticas en la técnica de muestreo de aceite.

• Las técnicas de muestreo adecuadas incluyen hacer funcionar el compresor hasta alcanzar la temperatura de funcionamiento normal antes de tomar la muestra. Nunca se debe tomar una muestra de aceite mientras el lubricante esté frío. Esto ayudará a garantizar que el aceite esté bien mezclado, sin partículas inactivas ni agua.
• También es una mejor práctica preparar un área limpia para el muestreo. La válvula de muestra de fluido debe estar limpia y sin residuos antes de drenar la muestra en un recipiente nuevo y limpio.
• El paso más importante en el proceso de muestreo de aceite es registrar todos los datos sobre la muestra. Con el fin de ayudar en el análisis, es mejor registrar información exacta sobre la muestra, tal como el tipo de lubricante, las horas de uso del aceite, las horas del compresor, el número de serie de la máquina y la fecha de la muestra.
• La frecuencia constante de muestreo de aceite es esencial para cualquier buen programa de mantenimiento. Predecir una falla en el análisis de aceite implica tener la oportunidad de presenciar los síntomas o causas fundamentales a medida que se desarrollan. La frecuencia constante de muestreo permite al profesional de mantenimiento investigar tendencias históricas y monitorear cómo responde el lubricante a su entorno a lo largo del tiempo.

Una vez tomada la muestra, se debe enviar por correo al laboratorio para su análisis lo antes posible. Un análisis rápido puede proporcionar tiempo para actuar antes de que se necesiten reparaciones costosas o tiempos de inactividad no planificados. Los profesionales de mantenimiento pueden determinar qué medida es necesaria una vez que se recibe el informe de muestra de aceite. Los siguientes pasos no siempre quedan muy claros en el informe de muestra de aceite, pero observar algunos resultados sencillos ayudará a proponer un curso de acción.

Aspectos fundamentales del análisis de muestras

Una vez en el laboratorio, la prueba de viscosidad es la más común entre los lubricantes porque es la propiedad más importante. Si un lubricante no tiene la viscosidad adecuada, no podrá realizar sus funciones correctamente. La viscosidad se mide con un viscosímetro, que consta de un baño a temperatura constante y tubos capilares. Los aceites industriales se identifican por su grado de viscosidad ISO (VG). Los grados de viscosidad ISO más comunes para un compresor de aire son ISO VG 32 e ISO VG 46. La viscosidad de la muestra de aceite se compara con el punto de referencia del lubricante o con los resultados de la prueba de una muestra virgen del lubricante. Un aumento de la viscosidad suele deberse a oxidación o contaminación. Si la viscosidad del lubricante está fuera de los límites establecidos por el laboratorio, se debe cambiar de inmediato el lubricante de la máquina.

La espectroscopia elemental es el examen de la concentración de los elementos esperados e inesperados en su aceite. Por lo general, la espectroscopia elemental es una prueba que se utiliza para determinar las partes por millón (ppm) de metales de desgaste y metales de aditivos lubricantes en la muestra de aceite. Los metales de desgaste son aquellos metales que se originan en un componente interno del compresor. La muestra de aceite se “quema”, lo que provoca que se emita luz en frecuencias exclusivas para cada elemento que se mide. La intensidad de la luz se mide y se convierte a una concentración determinada, normalmente en partes por millón. El análisis de metales de desgaste se utiliza para detectar el desgaste de la máquina en etapas tempranas antes de que el problema se vuelva catastrófico. Los metales de desgaste típicos incluyen hierro, cobre, plomo y estaño, todos los cuales son comunes en ejes, engranajes y cojinetes.

El índice de acidez (AN), que comúnmente se conoce como índice de acidez total (TAN), es un indicador del estado del aceite. Es útil para monitorear la acumulación de ácidos. La oxidación del aceite provoca la formación de subproductos ácidos. Los niveles altos de ácido pueden indicar una oxidación excesiva del aceite o un agotamiento de aditivos y pueden provocar corrosión de las piezas internas del compresor. El índice de acidez se prueba mediante titulación para detectar la cantidad de subproductos ácidos en la muestra de aceite. El índice de acidez debe aumentar de manera gradual durante la vida útil del lubricante. Un aumento repentino indica que el lubricante ya no es capaz de resistir la oxidación.

La humedad es uno de los contaminantes más destructivos que enfrentan los profesionales de mantenimiento. La tolerancia general a la humedad depende del lubricante y de la aplicación. Por lo general, es beneficioso mantener la contaminación por humedad al nivel más bajo posible. La humedad se puede prevenir haciendo funcionar de manera constante el compresor a la temperatura de funcionamiento recomendada.

Los contaminantes físicos también se notifican en el informe de muestra de aceite; son abrasivos y perjudiciales para las piezas internas del compresor. El conteo de partículas se considera una herramienta proactiva importante. El tamaño y la cantidad de partículas se cuentan mediante un contador automático de partículas. Los resultados del conteo de partículas se informan como un código de limpieza ISO. Un código de limpieza ISO consta de tres números que proporcionan una norma para la cantidad y el tamaño de las partículas en la muestra de aceite.

Cada laboratorio tiene su propio formato y convenciones para el informe de muestra de aceite; sin embargo, en última instancia, el informe de muestra de aceite debe indicar de manera clara el estado de su máquina y del lubricante. La interpretación del análisis de aceite requiere atención al detalle y perseverancia. Los profesionales del laboratorio son una buena opción para acudir ante cualquier duda. Los fabricantes de equipos también cuentan con expertos en su personal que pueden responder preguntas y brindar información sobre la máquina y las propiedades del lubricante de interés. Con la información ofrecida en el informe de muestra, usted puede identificar y rectificar cualquier problema antes de que se convierta en un costoso dolor de cabeza.

Su sistema de aire comprimido no es solamente un gasto de capital, sino que probablemente sea un componente esencial en su proceso general. Cuando la energía neumática falla, por lo general también se detiene toda la fábrica. Mantener su máquina funcionando de manera confiable y eficiente comienza con el uso del lubricante correcto y con la garantía de que el lubricante esté haciendo el trabajo para el que está diseñado. Un programa de muestreo de aceite de rutina es la única forma segura de maximizar el intervalo de drenaje del lubricante y mantener su sistema de aire comprimido (y sus procesos) en funcionamiento, protegiendo su sistema de aire comprimido en los años venideros.