Aceites sin Impurezas

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Aceites sin Impurezas La presencia de agua en aceites hidráulicos o lubricantes genera fallas en equipos y sistemas. Los purificadores Pall son altamente eficaces en su remoción.

Por Claudio Sagredo Jefe División Equipos de Proceso en SOLTEX

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a presencia de impurezas en los aceites hidráulicos o lubricantes puede ser responsable de hasta el 60% de las fallas en partes y sistemas que están en contacto con dichos aceites.

Numerosos estudios han llevado a revisar diseños y procedimientos de fabricación y operación, con miras a reducir la incidencia de las fallas producidas por las impurezas, lo que ha permitido disminuir los niveles de contaminación y aumentar el desempeño, durabilidad y confiabilidad de partes, piezas y sistemas. El énfasis se ha movido desde el “control de la contaminación” hacia la “mantención de la limpieza”. Y hoy cada vez son más las compañías que adoptan una aproximación más integral, aplicando el concepto de “Control total de limpieza” sobre los aceites de sus sistemas y procesos, con lo cual a corto y largo plazo se van dando cuenta de las mejoras en eficiencia y rentabilidad obtenidas.

Entre las impurezas detectadas en los aceites, el agua aparece como una de las más relevantes. Algunos trabajos han demostrado que la corrosión producida por la presencia de agua en lubricantes o fluidos hidráulicos, representa el 20% de las fallas de equipos. Mientras los sistemas se han vuelto más limpios y confiables, el agua se ha convertido proporcionalmente en la fuente más importante en la reducción de confiabilidad. Así, el control del agua en aceites se debe abordar con miras a responder a la demanda de vida útil y confiabilidad de los equipos y sistemas exigida por los usuarios.

Agua en Aceites El agua se puede encontrar en los aceites en tres estados: • Disuelta: En este caso, pequeñas cantidades de agua estarán siempre unidas al aceite a nivel molecular dándole un aspecto claro, limpio. El punto en el que el aceite ya no puede mantener más agua se llama “punto de saturación”, el cual depende de la temperatura. La cantidad de agua que puede disolverse en el aceite depende también del tipo de base, aditivos y la temperatura. Por ejemplo, un aceite de circulación tipo parafínico altamente refinado y con pocos aditivos podrá mantener poca agua antes de saturarse, digamos unos 100 ppm a 20°C. Por otro lado, los aceites hidráulicos usados en embarcaciones o procesos de laminado pueden tener niveles de saturación de hasta 4.000 ppm a 20°C. Esto de debe a que pueden mantener cantidades mayores de agua en suspensión antes de permitir que se forme agua libre. También algunos aceites sintéticos, debido a su composición química, tienen una tendencia natural a mantener el agua y por tanto poseen altos niveles de saturación pudiendo llegar de 4.000 a 8.000 ppm a 20°C. La figura 1 muestra el efecto de la temperatura en curva característica de saturación de un aceite.

• Agua Libre: El agua libre se produce cuando el aceite no puede mantener más agua, la que sale de la solución como gotas microscópicas. El aceite es lechoso en este estado. Cualquier incremento adicional en el contenido de agua o disminución en la temperatura provocará que más agua salga de la solución, y dichas gotas microscópicas podrán coalescer y formar gotas de mayor tamaño. Si la densidad relativa del aceite es <1.0 y el aceite está estacionario, el agua se separará por gravedad. Esto sucede en áreas no turbulentas de reservorios, estanques, cajas de engranajes, etc. En el caso de algunos aceites sintéticos donde la densidad relativa es >1.0, las gotas subirán gradualmente a la superficie si ésta se encuentra en calma.

• Emulsionada: Cuando el agua libre está presente y el aceite sujeto a una fuerza de cizalle, como ocurre en bombas, rodamientos y válvulas de control, el agua se descompone en pequeñas gotas relativamente estables que se mantienen en suspensión. Esto lo podemos ver en aceites usados en

Figura 1: Curva típica de saturación de aceite.

aplicaciones donde la descomposición del agua está formulada para promover la emulsión en vez de la separación. En este estado, el agua afectará las propiedades del aceite por lo que aumentará la tasa de desgaste de partes y piezas, pero no tendrá un efecto significativo en la tasa de corrosión.

La contaminación de agua en los sistemas de aceite provoca importantes problemas operativos y de mantenimiento en componentes críticos de los circuitos de lubricación e hidráulicos utilizados en numerosos procesos industriales, desde turbinas de generación de electricidad hasta máquinas papeleras. Estos problemas incluyen: • Aumento de la corrosión en el sistema, especialmente en la posición de los rodamientos.

• Aumento de la oxidación del aceite y de la acumulación de ácido.

• Respuesta lenta de los sistemas de control.

En un sistema de aceite típico, las variaciones de temperatura cambian constantemente el contenido de agua disuelta en el aceite. En el depósito es fundamental eliminar no sólo el agua libre, sino también una gran parte del agua disuelta. Este es el único modo de asegurarse de que no aparezca agua libre cuando el fluido atraviese las partes frías del sistema, sobre todo cuando se utiliza un enfriador de aceite situado después del depósito.

Purificadores Pall Si bien existen varios métodos para remover el agua en sus distintas formas, ya sea en sistemas hidráulicos o de lubricación las consideraciones para eliminar agua libre y disuelta mencionadas en el párrafo anterior, se deben tomar en cuenta al momento de seleccionar un equipo separador. La tabla adjunta muestra un resumen con los tipos de separadores y su capacidad de remoción.

PALL Technologies, representada en Chile por Soltex, ha desarrollado los sistemas de purificación de aceites de la serie HLP con un diseño basado en 30 años de experiencia real en terreno. Estas soluciones tecnológicas combinan la excelente eficacia de los purificadores por transferencia de masa o destilación al vacío, con un excepcional nivel de fiabilidad y facilidad de uso.

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Tabla: Tipos de separadores y capacidad de remoción TIPO DE SEPARADOR

TIPO DE AGUA REMOVIDA Libre

Emulsionada

Disuelta

Gravimétrico

Sí

Algo

No

Centrífugo

Sí

Algo

No

Coalescente

Sí

Sí

No

Polímeros Absorbentes

Sí

Sí

No

Destilación por Vacío

Sí

Sí

Sí

Deshumidificación

Sí

Sí

Sí

El aspecto brillante y transparente del aceite indica la ausencia de agua libre.

Figura 2: Comparación de eficiencia del purificador HLP en aceite de 32cSt @60°C.

Los purificadores Pall serie HLP poseen una torre de vacío, en la que el aire ambiente ingresa por una bomba también de vacío, que lo expande hasta cuatro veces su volumen inicial. A medida que el aire se expande, su humedad disminuye hasta cuatro veces resultando entonces en un aire verdaderamente seco. El aceite que ingresa al purificador entra en contacto con el aire seco en contra corriente y el agua pasa de fase líquida a gaseosa mientras que los gases se expanden como se describe en la Ley de Boyle. El vapor de agua y gases son retirados de la torre por la parte superior mediante la bomba de vacío.

Este diseño permite una eliminación muy eficaz del agua con tasas de remoción del 100% de los gases y el agua libre –en condiciones de estado estable– y hasta el 80% de los gases y agua disueltos. También han sido diseñados para eliminar los contaminantes sólidos con una eficacia del 99,9% (hasta 3 micras).

El nivel de automatización incluido en los purificadores permite una operación simple y segura con manejos de caudales que van desde los 6GPM hasta los 70GPM dependiendo del modelo. Los niveles de eficiencia de los equipos PALL en la remoción de agua se expresan en la obtención de mejores resultados con menor cantidad de “pasadas” del aceite por el purificador, tal como se ve en la figura 2.

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Recomendaciones Haciendo una analogía, controlar el agua es como controlar el colesterol: no se pueden esperar buenos resultados si sólo reaccionamos ocasionalmente; se requieren cambios en procedimientos, hábitos y técnicas que deben mantenerse en el tiempo.

Considerando que el agua siempre estará en los sistemas hidráulicos o de lubricación, cabe preguntarse: ¿Cuánta agua estamos dispuesto a tolerar? Una buena regla es controlar el nivel de agua a lo mínimo posible, de preferencia bajo el punto de saturación del aceite a la temperatura de operación. Hay que tener en cuenta que el agua ingresará de todas maneras al sistema en todos aquellos puntos en los que éste entra en contacto con el ambiente por lo que se recomienda seguir las siguientes recomendaciones: • En los estanques y reservorios usar respiraderos con desecante o mantenga con presión positiva el espacio sobre la superficie del aceite.

• En operaciones de lavado de equipos evitar ejes, respiraderos y áreas cerca de tapas de los estanques o reservorios.

• Evitar lavados a alta presión en el área de sellos.

• Mantener en buen estado sellos de equipos de vapor y calentamiento/ enfriamiento de agua.