REVISTA AEM - Mantenimiento Numero-294

Mayo 2016 - Núm. 294
ESPECIAL: Tribología y Lubricación

Cordial saludo:
Cuando el almacén
de mantenimiento es caro
Órgano de difusión de:
ASOCIACIÓN ESPAÑOLA
DE MANTENIMIENTO - AEM
Director
Juan Pedro Maza Sabalete
Comité Técnico
Gerardo Álvarez Cuervo
José María Borda Elejabarrieta
Salvador Carreras Cristina
Manuel Corretger Rauet
Vicente Macián Martínez
Albert Pons Pujol
Bernardo Tormos Martínez
AEM
Pza. Dr. Letamendi, 37, 4º 2ª
08007 Barcelona
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Depósito legal: B-42769-1983
ISSN: 0214-4344
En más de una ocasión hemos visto cómo, en una gran empresa,
se ha querido optimizar el almacén de repuestos de mantenimiento
aplicando las técnicas al uso para la gestión de materiales
de los procesos productivos. Empezando por la reducción drástica
de los artículos sin movimiento, o con un movimiento muy
bajo, y la implantación de prácticas “just in time”. Lógicamente
esos intentos han caído en un estrepitoso fracaso o, al menos,
han tenido que hacer un reacomodo tras la confrontación con los
responsables de mantenimiento. Ese movimiento nace de que,
en muchas compañías, el almacén de mantenimiento se considera
como un costo, como un lugar sobredimensionado, con un
valor enorme de sus stocks y cientos o miles de materiales que se
apenas usan. Pero, en la confrontación con Mantenimiento, este
hace valer el costo de una hora de inactividad de la producción si
un repuesto determinado no está disponible cuando se necesita.
O, también, el costo adicional que supone hacer una gestión de
compras con urgencia.
En esos dos platillos de la balanza se debate la gestión de los
materiales de mantenimiento: no es bueno un crecimiento desmesurado
del stock y no es bueno tener pérdidas de producción
por la espera de los repuestos. Normalmente, cuando nos
encontramos con políticas de “reducción de costos”, se suele
poner el acento en la primera cuestión; pero si el énfasis es la
“optimización” habrá que tomar en consideración los costes de
la indisponibilidad. En otras palabras, se necesita una estrategia
para la gestión de repuestos que ha de ser una consecuencia
de la estrategia de mantenimiento. De ahí se puede deducir un
plan de trabajo que señale cuáles han de ser los repuestos y materiales
a tener en el almacén y cuáles no, o han de tener un
tratamiento específico.
En ese ámbito también se da la preocupación de que con mucha
frecuencia no se pone suficiente énfasis en la importancia de un
buen funcionamiento del almacén que, de hecho, es el principal
suministrador del departamento de mantenimiento. Un buen
funcionamiento que garantice la gestión y custodia de cuanto se
decide que haya en al almacén.
Los “almacenes abiertos” suelen ser una consecuencia de los
procesos de reducción de costos. Desaparecen las ventanillas o
el mostrador de petición y entrega. Desaparecen las colas para
conseguir los materiales que completan el desarrollo de una orden
de trabajo. Se impone el autoservicio. Y, en teoría, el sistema
funciona para que se realimente de forma adecuada; pero
se hace necesario una muy buena definición de todo el sistema
abierto: recepción, distribución en sus posiciones, sistemas de
reposición, recuentos periódicos, etc. Y, sobre todo, hace falta
una formación correcta de todas las personas implicadas y una
firme disciplina en el cumplimiento de los procedimientos. Si
no es así, en muy poco tiempo tendremos un “caos abierto”.
La Dirección de la Revista no acepta responsabilidades derivadas de las
opiniones o juicios de valor de los trabajos publicados, la cual recaerá
exclusivamente sobre sus autores.
Cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública o
transformación de esta obra sólo puede ser realizada con la autorización
de los titulares de la publicación, salvo excepción prevista por la ley.
Juan Pedro Maza Sabalete
Director de la Revista Mantenimiento
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
3

Sumario
3
Cordial saludo:
Cuando el almacén de
mantenimiento es caro
30
Grasas en turbinas eólicas:
toma de muestras, análisis
y diagnóstico
Juan Pedro Maza Sabalete
Director de la Revista
MANTENIMIENTO
Jesús Terradillos/
José Ignacio Ciria
FUNDACIÓN TEKNIKER
6
¿Cómo sabemos cuándo hay
que cambiar el lubricante?
Marius Kuhn / Stefanie Michel
KLÜBER LUBRICATION
40
Del estudio técnico de
lubricación al mantenimiento
predictivo multiparamétrico
en la industria
alimentaria
Luis M. García Martín
9
Mantenimiento predictivo
de motores de gas
estacionario
TBN INGENIERÍA DE
MANTENIMIENTO
INDUSTRIAL Y SERVICIOS
INTEGRALES DE
LUBRICACIÓN, S.L
Jesús Terradillos
José Ignacio Ciria
IK4-TEKNIKER
Frank Sheehy - SHELL España
46
Pensando en Voz Alta:
La lubricación desde una
perspectiva profesional
Gerardo Trujillo Castillo
FACILITY & HOSPITALITY
22
Impacto sobre el consumo
de combustible y el mantenimiento
del uso de aceites
de baja viscosidad en una
flota de transporte urbano.
Bernardo Tormos Martínez
Guillermo Miró Mezquita
Santiago Ballester Bauset
48
ENTREVISTA
Ricardo Sacristán Vázquez
JEFE DE PRODUCTOS Y
PROCESOS. BRUGAROLA
UNIVERSITAT POLITÈCNICA
DE VALÈNCIA
Luis Navarro Chirivella
EMT de Valencia
51
Noticias AEM
53
Directorio
de Proveedores
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
5

Marius Kuhn / Stefanie Michel
¿Cómo sabemos cuándo hay
que cambiar el lubricante?
¿Cómo y cuándo envejece un lubricante? Para obtener
una previsión fiable de la vida útil de un lubricante es necesario
disponer de información sobre su mecanismo de
envejecimiento. Una prueba básica en el banco de ensayos
FE9, durante la que se puso a prueba y se envejeció un lubricante,
demostró que la clave está en los antioxidantes.
Marius Kuhn - Head of Application Engineering. Klüber Lubrication München SE & Co. KG
Los resultados obtenidos en ensayos mecano-dinámicos
de distintos lubricantes son una
combinación de valores de desgaste, par de
fricción, tiempo de utilización o carga máxima. Para
acortar los tiempos de ensayo y alcanzar el
límite de uso del lubricante lo más rápidamente posible,
a menudo se eligen para el ensayo unas condiciones
más duras de lo que en realidad son en la práctica.
En el caso de los ensayos relativos a los elementos
mecánicos se suelen dejar de lado las causas que
provocan el envejecimiento de los lubricantes. De
este modo, tras ensayos de fatiga de los rodamientos
ya no es posible hacer un análisis suficiente del
estado del lubricante ya que este, con el fin de acortar
el tiempo de utilización, ha sido sometido por
ejemplo a temperaturas extremadamente altas. Esto
hace que el lubricante envejezca de una forma muy
drástica desde el punto de vista térmico y se vea sometido
a considerables cambios químicos a nivel
molecular. Así, el análisis posterior ya no permite
constatar cuál de los componentes del lubricante ha
sido el causante de su deterioro. Sin embargo, para
el desarrollo de lubricantes la información sobre su
comportamiento durante su utilización en la práctica
es de gran importancia.
El objetivo del ensayo básico llevado a cabo por Klüber
es pronosticar la vida útil de un lubricante, para
lo cual este se pone a prueba y se envejece conforme
al uso que de él se hace.
Las grasas lubricantes están compuestas básicamente
por el aceite base, espesante y aditivos.
Los componentes de una grasa son el aceite base, el
espesante y aditivos. Por lo general, la proporción de
aceite es de entre el 60 y el 90 % (Imagen 2). Así pues,
son estos aceites base los que determinan fundamentalmente
las propiedades de uso de la grasa y es por
eso que deben reunir buenas propiedades de lubricación,
una buena estabilidad a la oxidación y térmica,
bajas temperaturas mínimas (punto de escurrimiento)
y una actividad química reducida. Dependiendo de las
necesidades, se utilizan aceites de base mineral, sintéticos
(PAO, ésteres, poliglicoles) o aceites de origen
natural (ésteres de ácidos grados o aceite de colza).
Según la consistencia de la grasa requerida, la proporción
de espesante puede llegar al 30 %. Para la
selección del tipo de espesante y del aceite base se tiene
en cuenta; la textura, el punto de goteo, el ámbito
térmico de uso, la estabilidad, la capacidad de carga,
el comportamiento de régimen, la característica de
suministro de aceite, el comportamiento reológico
y la resistencia a los medios. Los espesantes clásicos
están compuestos por jabones metálicos como aluminio,
bario, calcio, sodio y litio o policarbamidas. Finalmente,
el contenido de aditivos puede ser de hasta
el 10 % en las grasas lubricantes clásicas.
Los aditivos ayudan a conseguir las propiedades
pretendidas
Los aditivos confieren a los lubricantes propiedades
especiales que son necesarias para el desempeño de
su función de lubricación. Estos deben presentar por
un lado una buena compatibilidad con el espesante y
por otro, una extraordinaria eficacia, ya que permanecen
en el punto de engrase un tiempo relativamente
largo. Atendiendo a su eficacia, los distintos tipos de
aditivos se pueden dividir en antioxidantes, desactivadores
metálicos y otras sustancias anticorrosivas o
antidesgaste.
Un grupo especial de aditivos para lubricantes son los
lubricantes sólidos, que se utilizan cuando las condiciones
de uso son extremas, por ejemplo con temperaturas
elevadas, movimientos muy lentos, cargas extremas
y vacío. El grafito y el bisulfuro de molibdeno
son ejemplos clásicos de este tipo de aditivos.
Los componentes de los lubricantes están sometidos
a procesos de envejecimiento
Los componentes de los lubricantes están sometidos
a procesos de envejecimiento que dependen de
la temperatura, el tiempo de uso y la carga mecánica.
Los aceites base se oxidan por el efecto del oxígeno y
la temperatura. Para evitarlo se utilizan antioxidantes
que capturan los radicales que provocan la oxidación.
Esta reacción provoca la paulatina disminución de
los aditivos, que se transforman de forma distinta en
función de su espectro de uso.
Los aditivos antidesgaste y de extrema presión (AW
y EP por sus siglas en inglés) forman capas reactivas
sobre las superficies metálicas. La velocidad de reacción
depende de la temperatura y de la carga mecánica,
si bien también influye en ella la humedad y el
oxígeno, así como el efecto catalítico de los metales.
Para valorar los aditivos AW y EP puede observarse
cómo varía en ellos el contenido de azufre y fósforo.
La capacidad de uso de un lubricante está extremadamente
condicionada por la contaminación. En este
sentido, los factores más importantes son las partículas
de abrasión que se desprenden de los puntos
de fricción y las impurezas externas (contaminación).
Sus efectos dependen de la cantidad y el tamaño de
las partículas. Para valorar el envejecimiento de un
lubricante deben tenerse en cuenta todos sus componentes
y los cambios específicos que sufren.
Tras un sobreesfuerzo ya no es posible constatar la
causa del deterioro
En el caso del método desarrollado por Klüber Lubrication
para pronosticar la vida útil de un lubricante se
relativizaron los resultados obtenidos en las pruebas
convencionales realizadas en el banco de ensayos con
rodamientos FE9, durante las cuales el lubricante es
sometido de forma controlada a esfuerzos límite. Si
una grasa se deteriora en este banco de ensayos FE9,
el estado del lubricante ya no puede analizarse debido
al intenso sobreesfuerzo al que deliberadamente se le
ha sometido. En este caso ya no es posible constatar
a posteriori cuál de los componentes del lubricante
ha sido el causante del fin de su vida útil. Para resolver
esta incógnita, los ensayos FE9 se llevaron a
cabo a una temperatura de 120 °C (similar a la que
se alcanza en la práctica) durante intervalos de tiempo
determinados (entre 25 y 300 horas) y después se
analizaron los lubricantes.
Klüber cotejó los resultados obtenidos en el FE9
con los de sus propios análisis, que se determinaron
mediante espectroscopia infrarroja y espectroscopia
de plasma. Otro punto de referencia utilizado para
determinar estos valores fueron dos rodamientos que
no presentaban peculiaridad alguna y que se habían
utilizado en la práctica durante 70 000 y 363 000
km respectivamente. El objetivo era establecer una
correlación entre el ensayo y el uso con el fin de poder
comparar directamente el ensayo con la práctica
(Imagen 3).
El análisis de las grasas ya utilizadas demostró que en
el período de tiempo observado de 300 horas de uso
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
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¿Cómo sabemos cuándo hay que cambiar el lubricante?
en el FE9 a 120 °C o tras 363 000 km no se apreciaba
un envejecimiento significativo del aceite de base y
los espesantes del lubricante. Únicamente se observaron
cambios en los aditivos.
El deterioro de los antioxidantes es determinante
El deterioro de un lubricante es un proceso muy
complejo consistente en cambios físicos y químicos
que resulta difícil considerar por separado y en el que
sin lugar a dudas el contenido en antioxidantes desempeña
un papel importante. A elevadas temperaturas
y en presencia de oxígeno se produce una oxidación
del lubricante inducida por radicales durante la
cual se forman primero ácidos y finalmente residuos
insolubles polimerizados en aceite que contribuyen
al deterioro del lubricante. El antioxidante puede
interrumpir esta reacción pero al hacerlo genera un
compuesto químico que ya no posee propiedades antioxidantes.
Así pues, conforme se utiliza el lubricante
se va reduciendo el contenido en antioxidante y
aumenta su oxidación.
Durante el desarrollo del método mencionado, el
contenido en antioxidantes de las muestras de lubricante
del FE9 y de las muestras del lubricante
utilizado en la práctica se determinó mediante una
espectroscopía de masas y se compararon los valores
obtenidos en el análisis de las distintas muestras (a
120 y 180 °C). Así se constató que la degradación de
los antioxidantes depende claramente de la temperatura
de ensayo (Imagen 4). A 180 °C, la catarsis tuvo
lugar tan solo aproximadamente 80 horas después y
se acercó a cero. A partir de ahí, el aceite base queda
expuesto sin protección alguna al proceso de oxidación.
El ensayo se prolongó otras cien horas más hasta
que se produjo el fallo del rodamiento.
Por el contrario, la degradación a 120 °C (la temperatura
que se alcanza en los casos reales de utilización)
se retrasó enormemente. Aquí se puso
claramente de manifiesto el mayor potencial de uso
del lubricante a temperatura moderadas. Sin embargo
debe tenerse en cuenta que a 180 °C no solo los
procesos de oxidación contribuyen al deterioro del
lubricante, sino que también tiene lugar una degradación
térmica del aceite base, del espesante y de los
aditivos. De este modo, los mecanismos de envejecimiento
pueden variar en tal medida en comparación
con el uso real a temperaturas considerablemente
más bajas que resulta imposible establecer una correlación
con la práctica. Sin embargo, llama la atención
que los valores de medición obtenidos para el
antioxidante en el ensayo a 120 °C son comparables
con los obtenidos en el uso real. Es evidente que en
este caso sí existe una correlación entre el ensayo y
la práctica.
Previsión respecto a la vida útil de los lubricantes
Si se armonizan los valores de medición obtenidos
para el antioxidante en la práctica con la línea de
degradación observada en el FE9 a 120 °C puede
concluirse que 180 horas de uso en el FE9 equivalen
a 363 000 km. Tomando como base el estado del
antioxidante es posible hacer una previsión sobre la
vida útil que le queda al lubricante. Tras 65 horas en
el FE9 o 70 000 km de uso real, el lubricante sigue
conservando un 87 % de su potencial lubricante y tras
180 horas o 363 000 km, un 64 %. Así pues es posible
calcular en horas o en kilómetros la vida útil restante
hasta la total degradación del antioxidante.
Esta previsión se basa exclusivamente en la velocidad
de degradación del antioxidante a la temperatura de
servicio. Sin embargo, tal y como demuestra el ensayo
a 180 °C, el aceite base sigue contando con una larga
vida útil potencial tras la degradación del antioxidante.
El mecanismo de envejecimiento es similar en la
práctica y en el banco de pruebas
Los ensayos realizados en Klüber demostraron que la
degradación del antioxidante es exactamente igual en
la práctica a 120 °C que en el banco de ensayos FE9
a esa misma temperatura. Así pues, el mecanismo de
envejecimiento es análogo en la práctica y en el banco
de pruebas y, por ello, los resultados obtenidos durante
los ensayos pueden extrapolarse a la práctica. A
partir de esta relación, los tiempos de uso en el ensayo
se pueden comparar con los tiempos en la práctica y
efectuar así previsiones.
Además de los resultados habituales obtenidos en los
bancos de pruebas mecano-dinámicos, que generalmente
proporcionan valores sobre el desgaste, el par
de fricción, el tiempo de utilización o la carga máxima,
esta combinación entre tribometría y análisis
químico ofrece la posibilidad de obtener una visión
más profunda de la función y de las conexiones entre
lubricante y elemento mecánico. En este sentido, el
lubricante puede utilizarse en condiciones de servicio
similares y no se somete a un deterioro excesivo más
allá de sus límites de uso con el único fin de reducir el
máximo posible el tiempo de ensayo.
Sabiendo cuál es la vida útil del lubricante, en el futuro
será posible interpretar las muestras de lubricante
de los clientes de Klüber en lo relativo a la previsible
capacidad de uso restante. Así será posible reducir
los tiempos de servicio técnico, así como los posibles
fallos de los rodamientos y, por tanto, los costes de
reparación que ello implica. MM
* Dr. Marius Kuhn trabaja en el departamento Tribología
y Química/Tribología Básica y Asesoramiento en Klüber
Lubrication München SE & Co. KG (81379 Múnich)
Mantenimiento predictivo de
motores de gas estacionario
Jesús Terradillos, José Ignacio Ciria – (IK4-TEKNIKER), Frank Sheehy – (SHELL España)
1. Introducción
El mercado global de los motores de gas está creciendo
en los últimos años. Europa no es una
excepción, ya que el número de motores utilizados
en cogeneración ha aumentado drásticamente
en los últimos 10 años. Se estima que su población se
encuentra entre 15000 y 20000 unidades, lo que constituye
entre un 13 y un 16% del volumen mundial.
Existen en torno a 30-35 fabricantes de motores de
gas a nivel mundial, de los cuales en torno a 8 - 10 producen
aproximadamente el 90% de los motores de gas.
Se estima que el 75% de los motores de gas utilizados
en Europa han sido manufacturados por fabricantes
originales de equipos europeos. Aunque Caterpillar y
Wauskesha tienen la mayor población a nivel mundial,
en Europa los principales son Jenbacher (GE),
Deutz MWM y MAN.
Los motores de gas operan bajoun amplio rango de
condiciones de trabajo, desde climas extremadamente
fríos hasta lugares muy cálidos con alta humedad. Así
mismo, los diseños pueden variar ampliamente, como
los verticales en línea o en V, de dos o cuatro tiempos,etc.,
lo que provoca que sean únicos en la monitorización
de la condición.
En la mayoría de los casos los fabricantes de motores
se han limitado a realizar pequeñas modificaciones en
los mismos para su adaptación a los nuevos tipos de
combustibles (gas natural, gas de vertedero, etc.). Esto
Probablemente la tecnología más eficaz
para monitorizar el estado de un motor de
gas sea el análisis de aceite. Desafortunadamente,
muchas empresas mantenedoras
de motores no consideran al lubricante
como un componente más de la máquina
el cual debe ser monitorizado.
conlleva a un comportamiento totalmente diferente
dependiendo del modelo, lo que ha forzado a algunos
fabricantes a definir unas especificaciones propias del
lubricante utilizado en dichas aplicaciones.
Por otro lado, se encuentran las legislaciones
medioambientales de cada país en lo referente a emisiones.Todo
esto reseñado anteriormente ha implicado
la necesidad de desarrollar diferentes formulaciones
de los aceites utilizados, desde aceites sin cenizas
hasta aceite con medio o alto contenido en cenizas.
Probablemente la tecnología más eficaz para monitorizar
el estado de un motor de gas sea el análisis de
aceite. Desafortunadamente, muchas empresas mantenedoras
de motores no consideran al lubricante
como un componente más de la máquina el cual debe
ser monitorizado.
Como consecuencia de todo lo anterior se ha visto la
necesidad de desarrollar nuevas metodologías de análisis
de aceite. Esto también ha conllevado la necesidad
de actualizar las guías de mantenimiento de los fabricantes,
tanto del aceite como de los motores, ya que
en la mayoría de los casos o no estaban actualizadas o
había carencias en la información proporcionada para
poder realizar el diagnóstico de una manera adecuada.
2. Combustible para los motores a gas
Existen varios tipos de combustibles gaseosos. Todos
ellos se caracterizan por estar formados de hidrocarburos,
aunque también pueden contener otro tipo de
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Mantenimiento predictivo de motores de gas estacionario
Jesús Terradillos , José Ignacio Ciria, Frank Sheehy
compuestos. Pueden obtenerse de una amplia variedad
de fuentes como el petróleo (gas natural), degradación
biológica de materias orgánicas (biogás) o
en forma de productos de proceso industrial o como
productos derivados del mismo (gases fabricados).
- Gas natural. Constituido principalmente por metano,
etano, propano, butano, CO2 y N2. Puede (dulce)
o no (agrio) contener azufre en forma de sulfuro de
hidrógeno, el cual es muy corrosivo, además de pequeñas
cantidades de sílice.
- Gases licuados del petróleo. Basado en propano y
butano.
- Biogás. Familia de gases derivados de la digestión
anaeróbica o bioquímica de materia orgánica presente
en desechos industriales o domésticos, aguas fecales,
desechos agrícolas y alimenticios. Constituido
por metano, CO2, N2, vapor de agua, y componentes
agresivos como sulfuro de hidrógeno, hidrocarburos
halogenados y siloxanos. También puede contener
componentes abrasivos como la sílicey arsénico.
- Otros gases. Obtenidos como derivados de un proceso
industrial (gas de madera de refinería, de cabeza
de pozo de petróleo…). Pueden contener ul ato contenido
en azufre.
La composición típica de estos gases se muestra en
la Tabla 1.
GAS %S %CH4 %CO2 %N2 %H2 %C2H6 %C3H8 %C4H10
PCI
(MJ/Nm3)
Natural < 0.001 93.2 __ 1.4 < 0.1 3.6 0.8 0.5 31-35
Del digestor
0.01-
0.04
35-65 30-40 1-2 __ __ __ __ 22-26
De vertedero 0-0.02 25-55 45-75 __ __ __ __ :: 18-22
De cabeza 0.001-15 8-98 10-92 10-85 0.2-4.2 __ 1-5 1-5
Tabla 1. Composición típica de los diferentes gases.
Esta diferencia en la composición del combustible y
el hecho de contener ciertos componentes agresivos
ha obligado a desarrollar una tecnología específica
para este tipo de motores. Además, la selección de los
lubricantes vendrá determinada por estas diferencias
de composición y por la presencia o ausencia de componentes
agresivos en dicho gas.
3. Lubricantes
Los motores de gas han evolucionado en búsqueda
de maximizar su eficiencia y el rendimiento. Ello se
ha traducido en nuevos desafíos tecnológicos para los
lubricantes que se van a utilizar en estas aplicaciones.
Las tendencias en motores de gas, así como los retos
para el lubricante se pueden resumir en los siguientes
puntos:
• Mayor concentración de potencia (BMEP).
• Menor consumo especifico de aceite (g/kWh) con
el objetivo de reducir la emisión de partículas y garantizar
la integridad y vida útil de los sistemas de
tratamiento de gases: Catalizadores.
• Extensión de los intervalos de cambio de aceite.
• Reducción de la capacidad de los sistemas de lubricación
= Menos aceite vs Mayor potencia.
• Enriquecimiento de la mezcla Aire /Gas (Lean-
Burn): Altas temperaturas y mayor NOx = Nitración
severa, lo que se traduce en una mayor riesgo de formación
de lodos y barnices, así como incremento de
la viscosidad.
• Menor tolerancia frente a la formación de depósitos
de combustión:
o Alta sensibilidad al control de detonaciones /
pre-encendido.
o Limpieza y rendimiento de los turbocompresores.
o Máximo rendimiento de los sistemas de aprovechamiento
de calor.
• Calidad / Composición de los gases alternativos =
Capacidad de adaptación del lubricante a un entorno
de trabajo variable y exigente.
• Alargar los intervalos de revisión / mantenimiento
de la parte alta (Bloques de válvulas) y media del
motor (Pistones, segmentos y camisas), manteniendo
el rendimiento del motor = Control del desgaste y
formación de residuos y lacas.
Nos vemos por lo tanto frente a la necesidad de buscar
la máxima sinergia entre el motor y el aceite lubricante.
3.1. Lubricantes de motores de gas
Los motores de gas utilizados en aplicaciones industriales
son un tanto únicos, dado que funcionan de
forma regular bajo cargas constantemente altas, sometidos
a altas temperaturas y durante largos periodos
de tiempo, a menudo en ubicaciones inaccesibles
y con una supervisión mínima.
Las altas cargas y las temperaturas presentes en los
motores promueven la oxidación, haciendo imprescindible
la utilización de aceites con una mayor estabilidad
a la oxidación.
Los motores de gas son más propensos al desgaste de
las válvulas y de sus asientos. Esto se debe a la naturaleza
seca y limpia de la combustión dentro del motor
y a la carencia de hollín o compuestos de plomo que
normalmente lubrican las válvulas. Por esta razón el
nivel de cenizas sulfatadas es mucho más crítico que en
motores gasolina o diésel. Los altos niveles de depósitos
de cenizas pueden causar un encendido prematuro.
La presencia de suciedad en las bujías podría provocar
encendidos defectuosos, válvulas quemadas, etc.
Sin embargo, la formación de cenizas también puede
ser beneficiosa. Una capa de sales metálicas sobre la
superficie de la válvula puede proporcionar protección
contra la exposición directa a elementos dañinos
en el gas combustible y contra las altas temperaturas
y corrosión en caliente. También puede lubricar
el asiento de las válvulas y reducir el retroceso de las
mismas. Generalmente es recomendable utilizar un
aceite con bajo contenido en cenizas, especialmente
Propiedad deseada
Lubricación y sellado
Larga duración de los
componentes del motor
Limpieza del motor
Duración del aceite
Compatibilidad con
catalizadores
Característica deseada del producto
viscosidad adecuada
pocas pérdidas por evaporación
mayor estabilidad térmica
resistencia a la oxidación / nitración
protección contra desgastes en puntos con
elevadas cargas, por ej. lubricar y proteger
asientos de válvulas.
neutralización de productos ácidos de
combustión
neutralización de los productos de envejecimiento
del aceite
compatibilidad con juntas y materiales
Prevención de lodos de aceite,buen balance
de detergencia y dispersancia = Rendimiento
filtros
resistencia a la oxidación y nitración
gran resistencia a la formación de lacas.
Selección adecuada de componentes
Tabla 2. Características y propiedades que deben cumplir los lubricantes de motor de gas.
cuando el motor correspondiente está funcionando
con gas natural o biogás no agresivo. Cuando funcionan
con gas natural, los aceites para motores no
requieren el mismo nivel de detergencia que los motores
diésel o gasolina. Sin embargo, si se requiere utilizar
aceites con un nivel mayor de detergencia (TBN
mayor), entendida como reserva alcalina, cuando se
utiliza biogás, especialmente de gas de vertedero.
Un aspecto que cada vez tiene mayor importancia es
el relacionado con las emisiones a la atmósfera. Esto
ha obligado a algunos fabricantes de motores de gas
a la utilización de catalizadores para la eliminación y
control de las emisiones. La utilización de catalizadores
limita el contenido y composición de los aditivos
que debe llevar el aceite de motor en su formulación.
3.2. Funciones de los aceites en motores de gas
Los lubricantes para los motores de gas modernos
deben poseer un diseño que ofrezca el máximo rendimiento
desde tres diferentes enfoques: vida útil del
aceite, protección del motor y su eficiencia.
Diseñar el producto adecuado significa conseguir
el equilibrio óptimo entre los aditivos y el aceite de
base, teniendo en cuenta los requerimientos particulares
de los fabricantes de motores (OEM).
La perfecta adaptación de todas y cada una de las características
y propiedades del lubricante son factores
determinantes a la hora de mantener la integridad
mecánica y poder obtener la máxima rentabilidad de
nuestros motores:
Componente determinante
del aceite lubricante
selección del aceite base, preferentemente
de tipo sintético: API Grupo II / Grupo
III / Grupo V
aditivo antidesgaste y aditivos alcalinos:
Equilibrio cualitativo y cuantitativo de su
composición (% Cenizas).
aditivos antioxidantes
Aditivos alcalinos optimizados: Menos
cenizas
Aditivos + Aceite de base
Perfecto equilibrio de los Aditivos y baja
volatilidad.
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MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
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Mantenimiento predictivo de motores de gas estacionario
Jesús Terradillos , José Ignacio Ciria, Frank Sheehy
Las funciones principales que debe desempeñar el
aceite utilizado en un motor de gas son las siguientes:
- Control de la oxidación y de la nitración. Las altas
temperaturas experimentadas por los motores de gas
promueven la formación de óxidos de nitrógeno. Estos
al reaccionar con el aceite dan lugar a:
* Aumento de la viscosidad, causada por la polimerización
del aceite.
* Desgaste corrosivo ocasionado por productos ácidos,
principalmente ácido nítrico.
* Formación de lacas y depósitos en el motor, principalmente
en camisas y pistones.
* Bloqueo del filtro debido a la presencia de lodos y
materia insoluble (Compuestos de oxidación).
Los aceites, por tanto, necesitan una base con un alto
nivel de estabilidad a la oxidación, combinado con
productos químicos (aditivos) que optimicen su resistencia
a la oxidación / nitración.
- Reducción de la fricción y el desgaste. Los motores
de gas utilizados en las aplicaciones industriales a
menudo funcionan con niveles de carga y velocidad
constantes, lo que garantiza una completa lubricación
hidrodinámica durante casi todo su tiempo de operación.
Por ello, el nivel de prestaciones en lo referente
al desgaste, no es tan alto como cuando existe continúas
paradas y puestas en marcha o donde se produce
una variación de carga.
El retroceso de las válvulas constituye generalmente
un problema en los motores de gas, por lo que el
aceite debe proporcionar un nivel adecuado de protección
a las válvulas. Los biogases, y particularmente
los de vertedero, pueden contener cantidades importantes
de elementos agresivos que pueden ocasionar
desgaste corrosivo y abrasivo.
- Prevención de la corrosión y del óxido. Los aceites
de motor de gas deben impedir la corrosión y la formación
de óxido, especialmente cuando el motor funciona
con gas de vertedero, gas obtenido de aguas fecales
u otros gases más corrosivos. Estos gases pueden
contener altos niveles de hidrocarburos halogenados,
ácidos orgánicos y compuestos de azufre que pueden
formar ácidos fuertes y provocar corrosión. Es importante
no solo utilizar aceites con un TBN mayor, sino
aceites con la composición química correcta para neutralizar
los diferentes tipos de especies ácidas.
- Limpieza del motor. El aceite de los motores de
gas debería contener unos niveles de dispersantes
adecuados para mantener la suciedad y los productos
de la oxidación en suspensión, así como impedir la
adherencia de los aros, la formación de fangos y de
depósitos en el motor, especialmente cuando se utilicen
gases “húmedos” o “agrios”.
3.3. Clasificación de los aceites de motores de gas.
No hay estándares sectoriales para la clasificación
y validación de los aceites lubricantes para motores
de gas, por lo que tampoco hay pruebas homologadas
para la evaluación de su rendimiento. A falta de
ello los fabricantes de motores de gas establecen, de
manera particular, unos requisitos que varían ampliamente
y solo se homologan aceites después de que
se hayan realizado pruebas de campo. La duración
de una prueba de campo puede variar entre 3000 y
10000 horas (entre uno y dos años), dependiendo
del fabricante original del equipo. Normalmente se
requiere un completo control del aceite y del motor
durante la realización de las pruebas, así como una
inspección del motor (por regla general de uno o dos
cilindros) a la finalización de las mismas.
Sin embargo, existe un criterio de selección basado
en el contenido en cenizas de los lubricantes, según la
norma ASTM D-874, a través del cual los aceites se
clasifican en diferentes categorías:
Tipo de Aditivo % Aditivo Motor
Sin cenizas: < 0.1% (TBN 1-3) gas natural 2T
Bajo contenido de ceniza 0,1-0,5% (TBN 3-6) gas natural SI
Contenido medio de ceniza 0,5-1% (TBN 5-10)gas natural SI DF
Alto contenido de ceniza >1% (TBN 10+) gas de vertedero SI-DF
Tabla 3. Clasificación de los aceites de motor de gas en función de su contenido en cenizas
Para motores de dos tiempos se recomienda el uso de
lubricantes sin cenizas. En cambio, para motores de
cuatro tiempos se deben utilizar productos con bajo
o medio nivel de cenizas con el fin de prevenir desgastes
y neutralizar los compuestos ácidos formados.
En determinadas aplicaciones es necesario el uso de
detergentes especiales e inhibidores de la corrosión
para los gases de vertedero.
Como se puede ver en la tabla 4 muchos fabricantes
especifican el nivel de cenizas requerido.
Fabricante
Nivel de cenizas
CATERPILLAR < 0.55%
CUMMINS < 0.60%
GE JENBACHER < 0.50%
WÄRTSILÄ < 0.60%
CAT / MWM < 0.50%
ROLLS ROYCE < 0.50%
Tabla 4.
Especificaciones en el nivel de cenizas para motores alimentados por gas natural
3.4. Selección del aceite lubricante.
El aceite de motor es el componente del motor que
algunas veces está mal elegid. Es extremadamente
importantea la hora de seleccionar un aceite lubricante
para motores de gas el tener en cuenta las recomendaciones
del fabricante del mismo y hacer muy
buena lectura de estas en función de la naturaleza del
gas y de su composición.
En el caso de utilizar gas natural como combustible la
selección es algo menos compleja dado que su composición
está perfectamente definida por las especificaciones
establecidas por los organismos oficiales. Sin
embargo con otro tipo de gases, como por ejemplogas
de vertedero obiogás, su composición puede variar
significativamente, incluso cuando este es producido
en una misma ubicación. Es por esto que es de vital
importancia realizar análisis periódicos de su composición,
lo cual permitirá el poder anticiparse a los cambios
en el comportamiento del lubricante en servicio.
La continua evolución de los propios motores traen
consigo, como se apuntaba al principio de este artículo,
nuevas y más duras exigencias para el aceite lubricante,
las cuales no siempre pueden ser afrontadas por un
aceite lubricante tradicional basado en aceite mineral.
Desde hace ya unas décadas los fabricantes de aceites
lubricantes iniciaron el proceso de incorporar a la
composición aceites base sintéticos o procedentes de
procesos de refino mejorados. Paralelamente a ello los
diferentes aditivos que forman parte de la composición
de los lubricantes han sufrido también una evolución
positiva hacia la búsqueda de mejorar las propiedades
naturales de los aceites base. Un perfecto equilibrio y
sinergia entre el aceite base y el paquete de aditivos es
clave para el buen funcionamiento de los motores.
Una selección no adecuada del aceite lubricante no
necesariamente tiene que causar daños inmediatos en
el motor. En la gran mayoría de los casos las consecuencias
se manifiestan al cabo de varios miles de horas
de funcionamiento y conllevan a la reducción de la
vida útil de componentes claves del motor, afectando
tanto al rendimientocomo a la fiabilidad del motor.
A continuación se muestran algunos ejemplos de
problemas ocasionados en motores de gas:
Fallos en válvulas:
Figura 1. Fallos en válvulas.
Formación de depósitos en la cabeza de los pistones
y alojamientos de los segmentos:
Figura2. Formación de depósitos en la cabeza de los pistones
y alojamientos de los segmentos.
Así mismo, se muestran unos ejemplos de una buena
selección del lubricante donde se evidencia el buen
rendimiento del aceite:
Mínima formación de depósitos en el pistón y alojamientos
de los segmentos:
Figura3.
Mínima formación de depósitos en el pistón y alojamientos de los segmentos
Asientos de válvula y parte inferior de culatas limpios
Figura4. Asientos de válvula y parte inferior de culatas limpios
4-Análisis de los aceites en uso.
No cabe la menor duda de que la técnica de monitorización
del estado del motor más efectiva y menos
costosa es el análisis del aceite usado. Con ello
se consigue conocer el estado de los componentes de
motor y optimizar las acciones de mantenimiento.
Además, es una extraordinaria herramienta para determinar
la vida remanente de los lubricantes en uso
y poder decidir el momento de su sustitución.
Un programa analítico de análisis de aceite de motor
usado debe contener los suficientes ensayos analíticos
que permitan conocer el estado de los elemen-
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MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
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Mantenimiento predictivo de motores de gas estacionario
tos mecánicos y del lubricante, haciendo hincapié
en aquellos problemas característicos de este tipo de
lubricantes. Desafortunadamente hay muchos operadores
de motores a gas que no consideran el aceite del
motor como un componente más de la máquina y no
lo controlan de la misma manera que hacen con otros
elementos del motor.
Un programa analítico de rutina de aceite de motor a
gas debe incluir por lo menos lo siguientes parámetros:
- Viscosidad cinemática
- Índice de basicidad (BN)
- Índice de acidez (AN)
- i-pH
- Contaminación por glicol
- Contaminación por agua
- Insolubles
- Partículas de desgaste
(Fe, Cr, Sn, Al, Ni, Cu, Pb, Mo)
- Contenido en aditivos (Ca, Mg, B, Zn, P)
- Contenido en contaminantes (Si, K, Na)
- Nitración/Oxidación
- Contenido en Cloro
- Contenido en Azufre
- Vida remanente-RULER
A continuación se van a hacer hincapié en algunos
de los ensayos más significativos en este tipo de aplicación:
4.1. Viscosidad
La viscosidad es el parámetro fisicoquímicomás importante
de cualquier aceite. Variaciones con respecto
al aceite nuevo siempre tienen algún significado importante.
En un aceite de motor a gas un aumento de
la viscosidad está asociado con:
4.2. Índice de basicidad(TBN)
El índice de basicidad es una medida de la reserva alcalina
que tiene el aceite. Es un indicador del nivel de
aditivos detergentes y dispersantes, y de su capacidad
para neutralizar los compuestos ácidos que se forman
durante la combustión.
Dependiendo del tipo de gas utilizado el aceite tendrá
diferente reserva alcalina (BN). Si es gas natural
el aceite utilizado tendrá bajo contenido en cenizas un
BN entre 3 y 7. Mientras que si es un gas de vertedero
el BN podrá ser superior a 10 mgr KOH/gr muestra.
Figura 6. Valorador automático de la medida de reserva alcalina (BN)
4.3. Índice de acidez (AN)
Es una medida de la cantidad de compuestos ácidos
que posee el aceite. Valores a lto del AN suelen ser
indicativos de nitración, oxidación y contaminación.
Una regla que suele aplicar habitualmente es que
cuando el valor del aceite usado es el doble que el
valor del aceite nuevo el aceite ha llegado al fin de su
vida útil. Otro criterio es cuando el valor ascendente
del AN y el descendente del BN se cruzan.
- Oxidación
- Nitración
- Contaminación
- Periodos de cambios extendidos
Un descenso se atribuye fundamentalmente a la pérdida
de aditivos mejoradores del índice de viscosidad.
Figura 7. Valorador automático de la medida de la acidez (AN)
Figura 5. Equipo automático para la determinación de la viscosidad cinemática
4.4. i-pH
El valor de i-pH (valor del pH inicial o pH de partida)
es el tercer parámetro más importante, junto al
AN (número ácido) y BN (número básico), para po-
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Jesús Terradillos , José Ignacio Ciria, Frank Sheehy
der evaluar el estado de los aceites de motores de gas
y biogás, tanto nuevos como en uso. El término “Inicial”
se utiliza para diferenciar el valor del pH obtenido
en medio orgánico del obtenido en medio acuoso.
El número ácido(AN) proporciona una indicación de
la concentración de ácidos, pero no la fuerza de los
mismos. Por ello, puede que a veces la medida del
AN no sea suficiente para proporcionar una indicación
fiable del potencial de corrosión de un aceite. El
valor i-pH permite evaluar la degradación del aceite
en servicio. El i-pH es una representación de cómo
de corrosivo puede ser el aceite, pero no indica la
concentración de los componentes ácidos o alcalinos
presentes. Este método es útil en aplicaciones como
esta, donde el aceite corrosivo podría causar daños
considerables. Es también importante en sistemas de
lubricación con un alto potencial a la formación de
ácidos fuertes o la contaminación con estos.
Figura 8. pH-metro
El valor del i-pH es la medida de los componentes
ácidos disociados con el potencial de corrosividad
hacia los metales.Este ensayo se puede utilizar para
detectar pequeñas cantidades de ácidos fuertes, y por
lo tanto corrosivos, presentes en el aceite, incluso si el
contenido total de compuestos ácidos (AN) todavía
no ha aumentado significativamente. Se puede utilizar
para indicar los cambios relativos que se producen
en el aceite bajo las condiciones de oxidación o por
contaminación de los gases combustibles o de escape.
Debido a que el ensayo de i-pH puede ofrecer información
crucial del estado del aceite, y del motor,
se suele incluir las tablas de límites recomendados,
alerta y peligro en las guías de mantenimiento de los
diferentes fabricantes de motores y compañías de seguros.
Hasta el año 2014 no existía ningún método
estandarizado que permitiese determinar este parámetro.
Existían diversos métodos desarrollados tanto
por los propios fabricantes de aceite como por los
laboratorios de análisis de lubricantes. El problema
era que los resultados en la mayoría de los casos no
podían ser comparados. Esto conllevaba a no saber
en muchos casos qué pautas de mantenimiento se
debían tener que tomar a la vista de unos resultados
obtenidos mediante un ensayo diferente al recomendado
por el fabricante del motor y unos límites que
no se podían aplicar.
Las diferencias fundamentales entre las diversas metodologías
utilizadas hasta la aparición de la norma
estandarizada tenían que ver con los pesos de muestra
de aceite, cantidad de disolvente, tiempos de medida
o criterios de terminación de la valoración. Con
la aparición de las norma ASTM se ha conseguido
homogeneizar todas las variables existentes en la
medida de pH para motores de gas y poder obtener
unos resultados comparables a los de cualquier otro
laboratorio y con las guías de mantenimiento de los
diferentes fabricantes.
Método
ASTM
D7946
Disolvente
(ml)
Muestra
(g)
70 2.5
MOBIL 90 3.6
JENBA-
CHER
125 5
Calibración
pH: 4-7
Tampón
acuoso
pH: 2-4
Tampón
acuoso
Tampón
ASTM D664
Tabla 5. Comparación de los diferentes métodos de i-pH más utilizado actualmente
Los valores que se obtienen en la nueva metodología
son sensiblemente más bajos que los obtenidos hasta
el momento con uno de los más utilizados hasta la
fecha, el método MOBIL.
Figura 9. Ejemplo de correlación entre métodos para la determinación del i-pH:
MOBIL y ASTM D7946
4.5. Contenido de agua (ASTM.D6304).
La presencia de humedad en los aceites de motor de
gas afecta tanto al lubricante como a la máquina. Algunos
aditivos pueden llegar a ser extraídos desde el
aceite hacia la fase acuosa por lo que el aceite puede
perder propiedades. Otros pueden ser destruidos debido
a reacciones químicas con el agua (oxidación e
hidrólisis). El agua fomenta la oxidación del aceite
base, aumentando el riesgo de formación de lodos y
barnices. El agua también puede provocar herrumbre
y corrosión en las superficies de la máquina y reduce
la película de lubricante.
Figura 10. Equipo para la determinación de agua por Karl Fisher coulométrico
4.6. Oxidación (DIN 51453, ASTM D7414).
El problema que con más frecuencia se encuentra en
las aplicaciones de campo es el de la nitro-oxidación.
Sus efectos sobre el aceite y el motor son especialmente
graves:
• aumento de la viscosidad y compuestos insolubles.
• obturación del filtro.
• depósitos y sedimentos en el motor.
• desgaste corrosivo.
• reducción de la vida del aceite.
La oxidación es un proceso en el cual el aceite se va
transformado mediante polimerización de las moléculas
orgánicas de las que está constituido. Como
consecuencia las propiedades del aceite van evolucionando
respecto a las originales. Por ejemplo, la viscosidad
del aceite va a aumentando, empiezan a formase
compuestos polares de oxidación, como consecuencia
de la entrada de compuestos oxigenados en la estructura
del aceite, así como un aumento de la acidez del
aceite. Estos compuestos de oxidación que pueden ser
corrosivos y fomentar la formación de depósitos dando
lugar al bloqueo de válvulas y circuitos o provocan
un mal funcionamiento de los equipos. Esta reacción
se acelera al aumentar la temperatura del aceite. Además
muchos materiales actúan como catalizadores de
la reacción. El cobre, procedente del desgaste de rodamientos,
tuberías y refrigerantes; compuestos ferrosos
formados por la acción del agua y de algunos compuestos
oxidados del aceite; materias extrañas suspendidas
en el aceite y otros productos de oxidación, son
catalizadores muy activos del proceso de oxidación
Figura 11. Equipo de FTIR para la determinación oxidación y nitración
4.7. Nitración (DIN 51453, ASTM D7624, ASTM
E2412).
La principal diferencia existente entre un aceite de
un motor de combustión interna y un motor de gas
es la necesidad de poseer una gran resistencia a la degradación
por parte de este último, debido a la corrosividad
de los gases producidos durante el proceso
de combustión y con el incremento de los famosos
óxidos de nitrógeno. Este proceso de nitro-oxidación
se conoce cómo nitración del aceite y debe ser monitorizado
regularmente.
La presencia de compuestos de nitración es una de
las circunstancias más indeseables que se pueden
presentar en el aceite lubricante. El aceite empieza a
saturarse a través de la presencia de compuestos tanto
solubles como insolubles de óxido de nitrógeno, como
consecuencia de una reacción del aceite con gases de
combustión – NOx – y las elevadas condiciones de
temperatura y presión a las que está sometido el aceite
durante su operación. Este tipo de degradación es
uno de las más frecuentes en los motores estacionarios
de gas natural debido a sus extremas condiciones
de operación y por las que el aceite empieza a perder
sus prestaciones.
A pesar que este parámetro ha sido cuantificado desde
hace muchos años mediante la utilización de la
técnica de espectrometría infrarroja (FT-IR), a través
de la medida de los cambios en la concentración de
los constituyentes de los óxidos de nitrógeno en la
región espectral de 1.650 a 1.600 cm-1, existe en la
actualidad una gran incertidumbre sobre cómo realizar
una correcta medida de estos productos, y sobre
todo de cómo interpretar los resultados finales y su
comparativa con las OEM de los fabricantes.
A raíz de esta situación, se presentan a continuación
algunos aspectos que deber ser considerados para llevar
a cabo una correcta medida de este parámetro.
Las medias de nitración se verán afectados por la huella
digital molecular del lubricante base y la presencia
de otros compuestos que tienen la misma banda de
absorbancia, tales como cetonas conjugadas, quinonas,
ácidos carboxílicos insaturados, compuestos aromáticos
y sales de ácidos carboxílicos (formados debido
a la reacción de ácidos con los aditivos de aceite).
Además de estos compuestos, uno de los factores que
más influye en esta medida son las definiciones de
las líneas bases y los tipos de cálculos utilizados. A
continuación se representa gráficamente estos efectos,
teniendo en cuenta los criterios que establecen
las normativas más utilizadas a nivel mundial como
son la DIN 51453: 2004 – 10, ASTM D7624 – 10 y
la ASTM E 24-12-10.
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Jesús Terradillos , José Ignacio Ciria, Frank Sheehy
Metodología para la determinación de la nitración
Metodología DIN 51453:2004
Técnica analítica
FTIR
Tipo de cálculo Altura de pico
Unidades
A/cm
Frecuencia (cm -1 ) 1,630
Linea base 1 cm -1 1,645
Linea base 2 cm -1 1,615
Tabla6: Metodología para la determinación de la nitración - DIN 51453:2004 - 10
Figura 12: Nitración por DIN 51453:2004 -10
Metodología para la determinación de la nitración
Metodología ASTM D 7624
Técnica analítica
FTIR
Tipo de cálculo Altura de pico
Unidades
A/cm
Frecuencia (cm -1 ) 1,630
Linea base 1 cm -1 1,655
Linea base1 cm -1 1,640
Linea base 1 cm -1 1,610
Linea base1 cm -1 1,595
Tabla 7: Metodología para la determinación de la nitración - ASTM D 7624 -10
Figura 13: Nitración por ASTM D 7624 -10
Metodología para la determinación de la nitración
Metodología ASTM E 2412
Técnica analítica
FTIR
Tipo de cálculo Altura Max. De pico
Unidades
A/cm
Frecuencia (cm -1 ) 1,650 – 1,610
Puntual(cm -1 ) 1,950
Tabla 8: Metodología para la determinación de la nitración - ASTM E 2412 - 10
Figura 14: Nitración por ASTM E 2412 -10
A pesar de los esfuerzos realizados por los comités
DIN y ASTM D02 para normalizar las mediciones
de nitración utilizando las técnicas DIN 51453: 2004
- 10 y ASTM D7624 - 10, por intentar establecer
una metodología que no se vea afectada por la interferencia
de algunos productos y realizar una correcta
medida dela nitración, se están utilizando unas metodologías
que estarían enmascarando un problema de
nitración al considerar unas líneas bases tan cercanas
al pico de máxima absorbancia de los productos de
nitración (~1.630 cm-1), como se pueden ver en las
figuras12 y 13. En su lugar la ASTM E 2412, a pesar
de poder verse influencia por aditivos del aceite u
otros productos, tiene definido unos parámetros de
cuantificación que permiten realizar una medida más
real del problema de nitración. Las diferencias en las
medias realizadas sobre una muestra real (TEK-07)
a través de las diferentes metodologías se puedenobservar
en la tabla 9.
A las significativas diferencias que existen entre las
distintas metodologías, habría que sumarle los criterios
que han utilizado los fabricantes en sus OEM
para definir los límites de aceptación. En este caso el
problema es mucho más profundo, ya que los fabricantes
no suelen especificar la metodología utilizada
para las medidas hechas por IR, lo cual hace casi
imposible realizar una correcta interpretación de los
resultados obtenidos.
Resultados de Nitración de la muestra TEK07
Metodología
ASTM E
2412-10
ASTM D
7624-10
DIN
51453:2004-
10
Unidades
Altura de
pico
Altura Max.
de pico
A/cm - 34.08
A/cm 24.15 -
A/cm 20.20 -
Tabla9: Resultados de nitración de la muestra - TEK07
5-Frecuencia de cambio del aceite en motores de gas.
No existe un periodo preestablecido de cambio de
aceite en motores de gas. La vida del aceite está condicionada,
como se ha comentado más arriba, por
la capacidad del cárter, condiciones de trabajo, carga,
temperatura, relación aire/gas, características del
aceite y de los límites condenatorios establecidos por
el fabricante.
Por ejemplo, CATERPILLAR recomienda cambiar
el aceite a las 750 horas, mientras que otros como
GUASCOR-DRESSER, para motores alimentados
por gas natural recomiendan el cambio a las 1200 horas
y con biogas a las 700 horas.
Realmente, el cambio del aceite nunca viene bien y
no debe ser preestablecido por el calendario ó número
de horas sino por el estado en que se encuentra
este de acuerdo con la rutina analítica realizada.
ENSAYO Valores típicos de la mayoría de los fabricante Waukesha Caterpillar
Viscosidad +/- 20% aceite nuevo -20%/+30% aceite nuevo + 3 cst aceite nuevo a 100ºc
B.N. 50% aceite Nuevo y >2 50% aceite Nuevo y >2 50% aceite nuevo
A.N. +2,5 del aceite Nuevo +2,5 del aceite Nuevo +2 aceite nuevo
Iph >4,5
Nitración 20 ab/cm 25 ab/cm 20 ab/cm
Oxidación 20 ab/cm 25 ab/cm 20 ab/cm
Insolubles > 1% >1%
Glicol >200 ppm indetectable Indetectable
Agua >1000 ppm >1000 ppm >5000 ppm
Fe 20 ppm Según tendencia Según tendencia
Cr 5 ppm Según tendencia Según tendencia
Sn 5 ppm Según tendencia Según tendencia
Al 10 ppm Según tendencia Según tendencia
Ni 3 ppm Según tendencia Según tendencia
Cu 15 ppm Según tendencia Según tendencia
Pb 20 ppm Según tendencia Según tendencia
Mo 5 ppm Según tendencia Según tendencia
Si 4-7 ppm Según tendencia Según tendencia
Na 25 ppm Según tendencia Según tendencia
Ca 50% aceite nuevo Según tendencia Según tendencia
Mg 50% aceite nuevo Según tendencia Según tendencia
B 50% aceite nuevo Según tendencia Según tendencia
Zn 50% aceite nuevo Según tendencia Según tendencia
P 50% aceite nuevo Según tendencia Según tendencia
Cloro >800 ppm > 900 ppm
6. Muestreo y Frecuencia de muestreo.
Todo equipo industrial, al cual se le pide el máximo
rendimiento y disponibilidad, requiere una severa vigilancia
por parte del operador.Hay que tener claro que
el análisis de una muestra de aceite de forma aisladano
es suficiente, ya que solo informará sobre el estado del
motor en el momento de la toma.Así mismo, la calidad
y representatividad de las muestras de aceite son
claves en el éxito de un programa de análisis de aceite.
- Cuando se dice que una muestra es representativa
es porqueha sido tomada directamente del sistema
de engrase / circulación del motor, a temperatura de
trabajo y evitando en la mayor medida posible la influencia
de contaminantes externos:
Tabla 10: Límites condenatorios orientativos (se omiten las normas)
• Utilizando bomba extractora, conocidas como
“Vampiros”, a la cual se conecta el envase de muestra.
En el caso de tomas en cárteres o tanques, el tubo de
extracción deberá estar sumergido a media altura.
• Cuando se obtienen de líneas de engrase o conducciones,
se ha de limpiar adecuadamente los grifos, dejando
que el aceite fluya ligeramente antes de llenar
el envase de muestreo.
• En el caso de que la toma se realice desde un tapón
de vaciado dejar fluir una pequeña cantidad de aceite
antes de llenar el envase de muestra.
- Cuando se dice que una muestra NO es representativa
es porque ha sido tomada de un sistema de en-
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grase / circulación frio y/o con el motor parado durante
un largo periodo de tiempo.
• Cuando ha sido obtenida de un punto de drenaje:
por ejemplo fondo de tanque, tapón de vaciado (sin
realizar una purga previa), bandeja o recipiente en el
cual se haya vaciado el aceite.
• Tomada después del paso por filtros, salvo que interese
conocer el nivel de eficiencia de los mismos.
• Cuando una muestra NO ha sido enviada al laboratorio
de forma inmediata, ya que no aportara información
sobre el estado actual del lubricante y del motor.
Figura 15. Ejemplos de puntos de toma de muestras
Inicialmente se recomienda tomar muestras cada 100
horas con el objeto de establecer las tendencias de los
parámetros analizados. Posteriormente, se recomienda
para motores con gases reactivos (biogas,...) cada
200 horas y con gas natural cada 400-500 horas.Es
extremadamente importante tomar una muestra de
aceite nuevo al inicio de un programa de seguimiento,
ya que este servirá de referencia, o línea de base, en
la evolución del lubricante en servicio, especialmente
en lo referente a los aditivos.
Todo aceite de motor de gas aporta un determinado
contenido en elementos / metales característicos (Zn,
Ca, P, Ba, Si, Mo, B, Mg). Es muy importante identificarlos
y conocer su concentración en el aceite nuevo,
con el fin de no confundirlos con metales de desgaste
y/o con contaminantes de origen externo.
Se ha tener especial cuidado antela presencia de contaminantes
externos, los cuales se pueden considerar
como verdaderos “Caballos de Troya”. Elementos
como el Silicio o Sodio pueden considerarse como
verdaderos agresores del motor, ya que pueden ocasionar
desgastes prematuros.Pequeñas fugas internas
del sistema de refrigeración, pequeñas fisuras, fallos
de estanqueidad en las carcasas de los filtros de aire;
etc. pueden facilitar la entrada de estos elementos.El
concepto de que una pequeña fuga de agua se evapora
y no deja rastros es falso. Siempre incorpora sales
o elementos al lubricante procedentes de los refrigerantes.
Además, se corre el riesgo de abrasión por
parte de algunos de estos elementos, como la sílice, lo
cual también puede provocar la aparición zonas opacas
en la superficie de las camisas.
Figura 16. Evolución y tendencia de los metales de desgaste
Figura 17. Evolución y tendencia de los metales de contaminación
7. Conclusiones
Se deben formular y seleccionar los aceites de motor
de gas en base al combustible que se vaya a utilizar
(gas natural,biogás, etc.), las condiciones de trabajo
de la máquina y las diferentes legislaciones nacionales
relativas a emisiones.Cada vez las exigencias que se
les solicitan a los aceites de motor de gas son mayores
por lo que es de vital importancia la selección de un
buen aceite base junto con un óptimo paquete de aditivos.A
la hora de seleccionar el aceite lubricante que
se va a utilizar en el motor de gas es muy recomendable
recurrir tanto a las recomendaciones del fabricante
del motor (OEM) como al asesoramiento técnico
del proveedor del lubricante. El aceite es un elemento
vital del motor de gas y debe considerarse como un
componente más de la máquina y no como un producto
desechable, sino como un producto durable.
Los defectos o fallos que se suelen presentan en este
tipo de motores se encuentran bastante bien identificados,
por lo que mediante la selección de un programa
de análisis de aceite enfocado a la detección
de estos posibles problemas se podrán detectar gran
parte de ellos de manera prematura y anticiparse a
que se manifiesten, o minimizarlos si no es posible
evitarlos. Un programa de análisis en el cual no se
analizan todos los parámetros necesarios será perjudicial
para el motor al no poderse determinar de una
manera temprana los fallos.
Es por ello que el análisis de aceite es la mejor herramienta
de mantenimiento predictivo-proactivo desde
el punto de vista coste-beneficio.Cada motor debe
ser controlado independientemente, ya que todos
poseen diferentes tendencias. Además,ayuda a definir
los periodos de cambio del lubricante y detección
temprana de los fallos.
Una vez definido el programa de análisis, con el paquete
de ensayos enfocados a la detección de gran
parte de los posibles problemas que se pueden manifestar
en un motor de gas, se deben definir los límites
de alerta y peligro para cada uno de los parámetros.
Otro de los grandes problemas que existen hoy en día
es que existen ciertos ensayos, como el i-pH y Nitración
que no han estado bajo una normativa internacional,
o la existente no era excesivamente representativa
de cómo estaba evolucionando el parámetro en
cuestión. Esto ha originado una serie de problemas
de interpretación de los resultados, tanto por parte de
los laboratorios como de los usuarios y fabricantes del
lubricante y motores.Los resultados de los estudios
inter-laboratorio (RRT) muestran que existe una
interpretación incorrecta de los resultados de estos
ensayos por gran parte de los laboratorios de todo el
mundo y los comités deberían analizar estas situaciones
para corregir este tipo de situaciones.
Con la introducción de nuevos métodos normalizados
para la determinación del i-pH y Nitración se convierte
en crucial que los OEM reflejen en sus guía de
mantenimiento dichas normas, así como los valores de
vigilar y peligro para dichos parámetros. De esta forma
se minimizarán los problemas comentados que existen
actualmente a la hora de diagnosticar diferentes laboratorios
las muestras de aceite de motor de gas.
Un caso claro es el de la nitración. Para realizar un
correcto análisis de los resultados de la medida de
la nitración y todas aquellas que son realzadas a través
de la técnica de IR, se deberá tener un completo
conocimiento de las metodologías utilizadas (líneas
bases, tipos de cálculos, etc), y las OEM, las cuales
deberán detallar los criterios que estos han utilizado
para definir estos límites.
Finalmente, se deben mandar muestras de aceite con
una frecuencia determinada para poder establecer las
tendencias de cada uno de los parámetros. Es indispensable
definir y llevar a cabo un plan de toma de
muestra e inmediato análisis de la misma.Se considera
el aceite lubricante como “la sangre del motor”, por
lo que, al igual que un análisis periódico de sangre, el
de aceite de motor aporta información clave para el
diagnostico del estado del paciente: el motor.
- Información Proactiva:
• Estado del motor: Contenido en metales de desgaste,
identificación y evolución.
• Estado del aceite: La evolución en servicio de sus
principales características permite prever su vida remanente
y si ha sufrido contaminación externa.
- Información Reactiva:
• El estudio de los datos obtenidos en un plan de tomas
de muestras periódicos puede ayudar a determinar el
origen de una avería mecánica y/o a predecir un fallo.
• En muchas ocasiones una desviación súbita en los
valores habituales y/o la detección de metales o substancias
no habituales aportan pistas para identificar el
origen de una contaminación o cambios en el entorno
de trabajo del motor.
8. Bibliografía
1. Rose, M. “Gas Engine Oils-A Question of Balance”,
Machinery Lubrication Magazine, March 2004.
2. Bloch H. “Lubrication of Compressors and Gas Engines”,
Machinery Lubrication Magazine, May 2003.
3. Leugner L. et al. “Natural Gas Engine Lubrication
and Oil Analysis – A Primer in Predictive Maintenance
and Condition Monitoring”, Practicing Oil
Analysis Magazine. September, 2003.
4. “Lubricación de Motores de Gas”, Abril 2002.
www.verkol.es
5. Calero V. “Lubricación de Motores en Cogeneración”,
Energética, Abril 2002.
6. “Öil Checker”, Wearcheck Germany, Winter 2002.
7. Zareh Ahmad, “An Overview of Industrial Gas
Engines and their Lubrication. Part I”, Lubrication
Engineering, October 1996, pp. 730-740.
8. Zareh Ahmad, “An Overview of Industrial Gas
Engines and their Lubrication. Part II”, Lubrication
Engineering, November 1996, pp. 798-808.
9. “Documentación Técnica sobre Motores de Gas”,
Guascor S.A.
10. “Signum Oil Análisis. Natural Gas Engine Análisis
Service”, Exxon-Mobil.
11. “Natural Gas Engine Oil-Technical Paper”, Caterpillar.
12. “Markets Served: Natural Gas Engines Oil
Analysis”, www.shellcare.com/markets/natural_gas_
engines.htm
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
20 21

Bernardo Tormos Martínez, Guillermo Miró Mezquita, Santiago Ballester Bauset , Luis Navarro Chirivella
Impacto sobre el consumo de
combustible y el mantenimiento
del uso de aceites de
baja viscosidad en una flota de
transporte urbano
El punto clave actualmente es
evaluar cual es el coste de implantación
de estas soluciones frente
al potencial de reducción de CO2
que puede aportar dicha solución
en términos de tecnología actual.
Fig. 1- Contribución de los diferentes sectores económicos en cuanto a aporte de
los gases de efecto invernadero. Adaptado de [1].
Ante esta situación claramente reconocida de que el
cambio climático constituye un fenómeno global, tanto
por sus causas como por sus efectos, se requiere de
una respuesta multilateral basada en la colaboración de
todos los países y desde diferentes actores y enfoques.
Problemática concreta del CO2 en el transporte.
El sector del transporte, que representa un significativo
14% de las emisiones globales, se espera que
contribuya a su reducción de forma significativa y en
concreto, atendiendo a sus contribuciones específicas
por modos de transporte, tal como puede observarse
en la figura 2.
Fig. 2- Evolución de las emisiones directas de gases de efecto invernadero del sector
de administraciones e instituciones públicas y privadas
concienciando al cambio en los diferentes modos
de transporte, o mejoras en el diseño y explotación de
las propias infraestructuras de transporte [3] o ya a
un nivel más centrado en el propio vehículo: diseños
más aerodinámicos, uso de combustibles alternativos
o renovables o mejora de la eficiencia de los mismos.
El punto clave actualmente es evaluar cuál es el coste
de implantación de estas soluciones frente al potencial
de reducción de CO2 que puede aportar dicha
solución en términos de tecnología actual. Es por ello
que soluciones que podrían aportar un nivel de reducción
muy significativo tiene limitaciones tecnológicas
y de coste actualmente, lo que conlleva a que
se prevean únicamente como contribuciones a medio
y largo plazo.
Hay un claro consenso en que la utilización de aceites
de baja viscosidad (ABV) permite obtener una ligera
mejora del rendimiento de los motores de combustión
interna, como consecuencia de la disminución
de la fricción dentro de lo que se conoce como pérdidas
mecánicas, ofreciendo además uno de los mejores
ratios de coste/beneficio de las múltiples soluciones
propuestas (figura 3). Es por ello que aparecen propuestas
de cara a evaluar de forma precisa esta potencialidad
y estudiar los posibles efectos colaterales que
pudiesen derivarse.
Bernardo Tormos Martínez, Guillermo Miró Mezquita, Santiago Ballester Bauset
Departamento de Máquinas y Motores Térmicos. Universitat Politècnica de València.
Luis Navarro Chirivella
EMT de Valencia
Fig. 3 – Relación coste – beneficio entre diferentes soluciones tecnológicas en motor
para contribuir a la reducción de consumo y consecuentemente en la de CO2.
Introducción
En la actualidad, de forma casi unánime, existe
un consenso científico en torno a la idea
de que nuestro modelo productivo y consumo
energético asociado es responsable de una alteración
climática global, que en caso de seguir las tendencias
actuales, va a producir graves impactos tanto sobre la
tierra como sobre los sistemas socioeconómicos.
Denominamos genéricamente como cambio climático
a la variación global del clima de la Tierra; dicha
variación es debido tanto a causas naturales como
también a la acción del hombre y pueden producirse
en diversidad de escalas de tiempo y sobre diferentes
parámetros climáticos tales como: temperatura,
precipitaciones, nubosidad, etc. El término "efecto
invernadero" se refiere la retención del calor del Sol
en la atmósfera de la Tierra por parte de una capa de
gases presentes en la atmósfera. La presencia de los
mismos es necesaria ya que sin ellos la vida tal como
la conocemos no sería posible, ya que el planeta sería
demasiado frío; pero por causas antropogénicas la
concentración de dichos gases ha aumentado de forma
desmesurada en el último siglo; entre estos gases
se encuentran el CO2, el óxido nitroso o el metano.
A continuación puede observarse en la Figura 1 la
contribución de diferentes sectores productivos a la
generación de gases de efecto invernadero según [1].
del transporte en cada uno de sus modos de transporte. Adaptado de [2].
Queda claro cuál es el efecto del sector del Transporte
por carretera y los esfuerzos necesarios que habrá
que realizar para reducir dicha contribución de cara a
cumplir con los objetivos internacionales planteados
para su reducción.
La solución a dicho problema va a tener que ser combinación
de múltiples alternativas, en la mayoría de
casos con contribuciones individuales modestas que
de forma conjunta podrán ayudar a cumplir el objetivo
final. Así se pueden citar desde esfuerzos por parte
Es bien sabido que el corazón de un vehículo es su
sistema propulsor y específicamente en aspectos de
mantenimiento, el periodo de cambio de aceite de dicho
propulsor es utilizado como periodo de referencia
para establecer, en base a múltiplos o submúltiplos
del mismo, el resto de las acciones de mantenimiento
sobre todo el vehículo en general [4]. Es por ello, que
desde el punto de vista del Mantenimiento, el posible
cambio de aceite lubricante tiene una consecuencia
muy importante. En primer lugar y de forma más
destacada, si hubiese un efecto de reducción del periodo
de cambio como consecuencia de un peor comportamiento
de este nuevo tipo de aceite supondría
un incremento de costes de mantenimiento, ya que
22
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
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Impacto sobre el consumo de combustible y el mantenimiento del uso de aceites de baja viscosidad
en una flota de transporte urbano
como hemos mencionado, la gran mayoría de acciones
de mantenimiento van ligadas a múltiplos del periodo
base que es el cambio de aceite del motor. Por
ello un descenso de dicho periodo significa un mayor
número de intervenciones por tiempo considerado y
con ello un aumento de coste muy significativo. De
la misma manera, si pudiese obtenerse un periodo de
cambio mayor, significaría una disminución significativa
de costes en mantenimiento [5].
Por otro lado, aunque en mucha menor medida, hay
que tener en cuenta también el propio efecto sobre
el consumo de aceite. Esto es, al cambiar a un aceite
más ligero podría pensarse en un aumento de consumo
del propio aceite que habría que valorar también
en término de costes, aunque evidentemente quedará
muy por detrás del efecto comentado previamente.
Con todo lo comentado anteriormente, se presenta
la realización de un experimento de cara a valorar el
efecto real en términos de ahorro de combustible (y
derivada por tanto la reducción de emisiones de CO2)
como consecuencia del uso de estos aceites de baja
viscosidad y por otro lado el estudio de valoración en
términos de comportamiento de estas nuevas formulaciones
y su posible efecto sobre el mantenimiento.
Planteamiento de la prueba
El planteamiento de este análisis únicamente se podía
hacer en una prueba real en flota, de modo que
entrasen en juego todas las variables que realmente
afectan en mayor o menor medida al consumo del vehículo
por una parte y al propio comportamiento del
aceite por otro. La problemática que se deriva es que
con tantas variables hace falta un control muy elevado
de todas aquellas en las cuales se pueda realizar y
una cantidad de datos muy alta para poder analizar
los efectos de aquellas a las que vamos a tener únicamente
capacidad de valorar pero no de intervenir
sobre las mismas. Con todo ello se plantea un estudio
comparativo mediante la utilización de un grupo de
vehículos que establecerán la referencia de comportamiento
con el uso de aceites que denominamos estándar
frente a un grupo de vehículos idénticos cuya
única diferencia sea el aceite en uso.
Los autobuses urbanos presentan características de
servicio muy adecuadas para el desarrollo de esta
prueba, ya que los trayectos realizados diariamente
son iguales, y el ciclo de funcionamiento del motor
es bastante repetitivo, conocido como ciclo del trapecio
[6]. Tal como se ha mencionado, existen un
gran número de variables que pueden afectar al consumo
durante el servicio real; que son cuantificables
pero difícilmente evaluables tales como: condiciones
ambientales (temperatura, presión atmosférica, estación
del año), las condiciones de la ruta (pendiente,
velocidad media, etc.), y las variables específicas del
servicio de los autobuses (tráfico urbano, número de
pasajeros, peso del vehículo, resistencia a la rodadura,
tipo de motor, etc.). Estas variables posiblemente
enmascaren el efecto de la viscosidad del aceite sobre
el consumo de combustible del autobús, por lo que
se consideró crucial llevar a cabo un período largo de
pruebas con el fin de establecer un valor de consumo
de combustible estadísticamente significativo.
Con el objetivo de maximizar los resultados obtenidos
de la prueba planteada y obtener una muestra representativa
de una flota de autobuses urbanos típica
se escogieron tres modelos diferentes de autobús, con
diferentes tecnologías de motorización, incluyendo
dos tipos de motores diésel y un motor de gas natural
comprimido (GNC). Para mantener acotadas determinadas
variables, los grupos comparativos fueron
asignados a rutas concretas, y en concreto se utilizaron
representativamente una ruta de alta densidad
de tráfico y una ruta de menor incidencia de tráfico
dentro de lo que es un servicio urbano. En la figura 4
pueden observarse dos ejemplos de rutas en la ciudad
de Valencia.
Línea A:
Longitud: 12,3 km
Velocidad promedio: 13,5 km/h
Número de paradas: 36
Línea B:
Longitud: 15,2 km
Velocidad promedio: 12,1 km/h
Número de paradas: 59
Fig. 4 – Características específicas de líneas de trabajo asignadas a los autobuses
de la prueba.
Teniendo en cuenta las características de los motores
equipados en los vehículos de la prueba y las especificaciones
de aceites demandadas por los propios fabricantes,
a continuación se puede observar en la Tabla 1
las tipologías de aceite utilizadas en la prueba.
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Impacto sobre el consumo de combustible y el mantenimiento del uso de aceites de baja viscosidad
en una flota de transporte urbano
Tipo
Aceite A Aceite B Aceite C Aceite D
Aceite Diesel I
referencia
Aceite Diesel II/Gas
I referencia
Aceite Diesel I / II
candidato ABV
Aceite Gas I candidato
ABV
Grado SAE 15W40 10W40 5W30 5W30
Viscosidad@40°C [cSt] 108 96 71 68
Viscosidad@100ºC [cSt] 14,5 13,4 12,10 11,7
TBN [mgKOH/g] 10 10 16 10
Tipo de base Mineral Semisintética Sintética Sintética
Especificación ACEA E7/E5 E6/E4 E7/E4 E6/E7/E9
Bernardo Tormos Martínez, Guillermo Miró Mezquita, Santiago Ballester Bauset , Luis Navarro Chirivella
A continuación se presentan los resultados obtenidos
referidos al propio consumo de aceite (figura 7).
Los datos recabados nos confirman que finalmente
no existe una diferencia sustancial desde este punto
de vista al realizar el cambio de formulación y fundamentalmente
referida a la disminución de viscosidad,
aunque también es destacable que en este análisis se
ha observado una gran dispersión de datos, aspecto
que también se ha encontrado en otros estudios al
respecto [7].
Tabla 1. Características de los aceites de los modelos de autobuses utilizados en la prueba.
Para el cálculo de los consumos de combustible, se
realizó un control diario del kilometraje del autobús
y los litros de combustible consumido. La distancia
recorrida se contabilizó a través del sistema GPS que
equipan los propios vehículos y por otro lado el combustible
consumido se obtuvo a partir de los datos
de repostaje de combustible, tanto de diesel como de
gas natural comprimido. Para llevar a buen término la
prueba fue necesario tomar una gran cantidad de datos
con el fin de asegurar que pudieran ser observadas
las reducidas diferencias esperables en el consumo de
combustible. Finalmente la prueba se alargó durante
un periodo de 60000km recorridos por vehículo
(aproximadamente 18 meses) que equivalía a dos periodos
de cambio de aceite fijado en 30000 km.
Fig. 8 – Comparativa de la evolución de la medida de viscosidad cinemática a
100ºC delos aceites. Izquierda: motor Diesel 1 con aceite de referencia, derecha:
mismo motor aceite de baja viscosidad (ABV).
De cara a llevar un detallado seguimiento del propio
comportamiento del aceite, de cara a evaluar su
degradación así como la posible incidencia sobre el
desgaste del motor, se aplicó un extenso y exhaustivo
plan de muestreo y análisis de aceite, incluyendo en el
mismo medidas de: viscosidad, niveles de oxidación,
contenido de metales de desgaste, etc. Al término de
la prueba se habían analizado aproximadamente 500
muestras de aceite de los 39 vehículos implicados en
la prueba.
Resultados
Los resultados obtenidos en la prueba vamos a presentarlos
bajo los diferentes aspectos evaluados en la
misma. Así, en primer lugar y atendiendo al principal
objetivo de la misma que era cuantificar en términos
de ahorro de combustible lo que suponía esta alternativa,
podemos ver a continuación en la figura 5 los
resultados obtenidos.
Fig. 5 – Resultados comparativos para cada tipología de motor considerado entre
los consumos con aceite de referencia y el correspondiente ABV.
Como puede observarse y como era de esperar, pueden
observarse diferentes niveles de ahorro en función
de la propia configuración del motor. Así, puede
verse que existe una relación directa entre los esfuerzos
termo-mecánicos que sufre el motor y su nivel
de efecto de ahorro (figura 6). Adicionalmente puede
verse que hay dos valores que han sido estadísticamente
significativos y un caso que no ha podido obtenerse
dicha significación estadística.
Fig. 6 – Correlación obtenida entre
ahorro obtenido y pme como parámetro
representativo de las exigencias
mecánicas en el motor.
Fig. 7 – Comparativa entre los datos históricos de consumo de aceite en cada tipo
de vehículo y resultados obtenidos en la prueba para los aceites de referencia y
candidato.
Respecto al comportamiento general del aceite no se
ha observado ningún parámetro indicativo de que el
aceite no pueda alcanzar el periodo de servicio esperado
en condiciones satisfactorias. Los parámetros de
evaluación típicos como viscosidad, consumo de aditivación
anti-desgaste, TBN o aumento de la concentración
de metales de desgaste han presentado valores
normales para dicho periodo de uso, confirmando por
tanto que no es necesario ninguna modificación del
periodo de uso, de modo que se confirma que a priori
no es necesario incurrir en gastos adicionales desde el
punto de vista de mantenimiento.
A continuación pueden verse los resultados de algunos
de los parámetros más significativos obtenidos en
motores Diesel.
Fig. 9 – Comparativa de la evolución del agotamiento o consumo de los aditivos
anti-desgaste de los aceites. Izquierda: motor Diesel 1 con aceite de referencia,
derecha: mismo motor aceite de baja viscosidad (ABV).
Fig. 10 – Comparativa de la evolución del contenido de partículas de hierro de
desgaste en ppm. Izquierda: motor Diesel 1 con aceite de referencia, derecha:
mismo motor aceite de baja viscosidad (ABV).
Los resultados seleccionados muestran que las propiedades
fisicoquímicas de los aceites de baja viscosidad
presentan un comportamiento similar o incluso
mejor que los aceites de referencia utilizados. La viscosidad
presenta una disminución del mismo orden
de magnitud, mientras que el consumo de aditivos
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Mantenimiento de infraestructuras aeroportuarias para garantizar la seguridad de las operaciones aeronáuticas
Bernardo Tormos Martínez, Guillermo Miró Mezquita, Santiago Ballester Bauset , Luis Navarro Chirivella
anti-desgaste presenta un descenso similar. Respecto
al desgaste, no se observaron variaciones importantes
debido al uso de aceites de baja viscosidad, como se
puede observar en el caso del hierro, con comportamientos
equivalentes durante todo el período de uso.
Para motores GNC se resaltan los siguientes resultados:
Fig. 11 – Comparativa de la evolución de la medida de viscosidad cinemática a
100ºC de los aceites. Izquierda: motor GNC con aceite de referencia, derecha:
mismo motor aceite de baja viscosidad (ABV).
Fig. 12 – Comparativa de la evolución del agotamiento o consumo de los aditivos
anti-desgaste de los aceites. Izquierda: motor GNC con aceite de referencia,
derecha: mismo motor aceite de baja viscosidad (ABV).
Fig. 13 – Comparativa de la evolución del contenido de partículas de plomo de
desgaste en ppm. Izquierda: motor GNC con aceite de referencia, derecha: mismo
motor aceite de baja viscosidad (ABV).
Fig. 14 – Comparativa de la evolución del TAN (mg KOH/g) en los aceites.
Izquierda: motor GNC con aceite de referencia, derecha: mismo motor aceite de
baja viscosidad (ABV).
En el caso del motor de GNC se ha comprobado
que el comportamiento de los aceites de baja viscosidad
puede incluso mejorar el de los aceites referencia.
En el caso de la viscosidad cinemática y el TAN,
se observan tendencias más satisfactorias en aceites
de baja viscosidad. Además, se observó un caso de
desgaste acusado de plomo en el aceite referencia,
posiblemente debido al aumento de TAN, que no se
produce en el caso del aceite de baja viscosidad.
Con todos los buenos resultados obtenidoscon las
nuevas formulaciones podría pensarse en confirmar
de modo real si se podría incluso alargar algo el periodo
de cambio utilizado, aunque esto ha quedado
ya fuera de este estudio.
Una vez obtenidos todos los resultados, se realizó también
un estudio económico y medioambiental básico
de la aplicación de esta alternativa de uso de aceites de
baja viscosidad, como ejemplo de cuantificación de los
beneficios asociados, y la posible mejora medioambiental
asociada a esta reducción de consumo.
Datos técnicos de la flota
Datos del aceite
referencia
Gas I
Datos del aceite
ABV
Datos del aceite
referencia
Diesel I
Datos del aceite
ABV
Volumen cárter [l] 33 30
Volumen rellenado
[l/1000km]
0,675 0,89 0,35 0,32
Precio promedio combustible 0,819 (€/m 3 ) 1,1 (€/l)
Consumo (m 3 /100km ó
l/100km)
80 77,04 75 73,5
Coste promedio superior
ABV vs Ref. [€/l]
1 1
Kilometraje medio anual [km] 45000 45000 45000 45000
Período cambio aceite [km] 30000 30000 30000 30000
Porcentaje biodiésel [%] en
combustible.
- 10
Ahorro esperado [%] 3,7 1,98
Gasto combustible total [€/
año]
29484 28393,09 37125 36389,93
∆Gasto aceite [€/año] +79,88 +60,75
Variación coste combustible
[€/año]
-1090,91 -735,08
Ahorro total anual [€] 1011,03 674,32
Disminución emisiones CO 2
anual [kg]*
2815,58 1569,72
*Calculados a partir de datos extraídos de Informe Inventarios GEI 1990-2008 del Ministerio de Industria
y Energía
Claramente se observa que los resultados obtenidos
reafirman la viabilidad económica y medioambiental
de esta alternativa.
Referencias:
[1] Climate Change 2014 – Synthesis Report. Intergovernmental
Panel on Climate Change (IPCC).
Accesible via web: “http://www.ipcc.ch”
[2] Climate Change 2014 Mitigation of Climate
Change. Working Group III Contribution to the
Fifth Assessment Report of the Intergovernmental
Panel on Climate Change. 2014. Cambridge University
Press. ISBN 978-1-107-05821-7.
[3] A. Sampedro Rodríguez, E. Miralles Olivar, E. de
la Peña González, E. del Real Suárez, N. Aizpurua
Giraldez “Reducción de las emisiones contaminantes
del transporte por carretera a través de un diseño
y explotación eficiente”. Estudios de construcción y
transportes, ISSN 1576-7108, Nº. 111, 2009, págs.
75-90.
Tabla 2. Resultados del estudio económico de la prueba de ABV.
[4] V Macián, et alt.“Mantenimiento de motores
Diesel”. Alfaomega, 2007. ISBN: 978-9701508831.
[5] V Macián; B Tormos; P Olmeda; L Montoro;
E Anubla. “Results and benefits of an oil analysis
programme for railway locomotive diesel engines”.
Insight - Non-Destructive Testing and Condition
Monitoring, Volume 45, Number 6, 1 June 2003, pp.
402-406(5).
[6] Schubert, K., Drewitz, H. and von Korff, P.
(1988). ‘Optimization of the drive chain of city buses’.
Int. J.of Vehicle Design. Vol. 9. no.1. pp. 67-84.
[7] H.Jääskeläinen, K. Froelund. “Lubricating oil
consumption”. Dieselnet Technology Guide. www.
dieselnet.com
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Jesús Terradillos, Jose Ignacio Ciria
Grasas en turbinas eólicas:
toma de muestras, análisis y
diagnóstico
Jesús Terradillos – Fundación Tekniker
Jose Ignacio Ciria – Fundación Tekniker
Introducción
Del objetivo principal de este artículo es divulgar
la información contenida en el mismo
para orientar a los técnicos de mantenimiento
y gestores de fiabilidad sobre las mejores
prácticas de toma de muestra, análisis y diagnóstico
de las grasas usadas en los diferentes rodamientos de
las turbinas eólicas.
En este artículo vamos a hacer un resumen de la
experiencia adquirida en los últimos 20 años en la
lubricación de los rodamientos de pala, rodamientos
principales y rodamientos del generador en turbinas
eólicas.
Se pretende proponer una metodología adecuada
para obtener una muestra representativa de grasa así
como los mejores dispositivos para poder obtener dicha
muestra.
La toma de muestras representativa es uno de los
principales problemas que encontramos para poder
hacer un adecuado diagnóstico del estado de los rodamientos.La
cantidad de muestra es un aspecto crítico
para definir los ensayos a realizar a la muestra de grasa.
En función de los gramos de muestra de grasa se seleccionarán
los ensayos adecuados para poder realizar
un diagnóstico los más acertado posible. Es obvio que
La toma de muestras representativa es
uno de los principales problemas que encontramos
para poder hacer un adecuado
diagnostico del estado de los rodamientos.
La cantidad de muestra es un aspecto crítico
para definir los ensayos a realizar a la
muestra de grasa.
la calidad del diagnóstico depende la calidad de la
toma de muestra y de la cantidad de muestra de grasa.
Para finalizar se mostrarán, a modo orientativo, los
valores críticos de los parámetros a controlar para las
grasas de los diferentes rodamientos de pala, generador
y principal y sus significado
Es conocido que los rodamientos lubricados con grasa
no alcanzan los objetivos de duración para los cuales
fueron formuladas debido, fundamentalmente, a la
contaminación con la que acaban alojando en su seno.
Figura 1. Causa de fallos en rodamientos (Fuente)
El polvo, partículas sólidas y la contaminación acuosa
son los principales asesinos de los rodamientos. La
generación de partículas desprendidas de los rodamientos
es otro de los aspectos prioritarios en un
análisis de grasa usada, lo que normalmente conocemos
como desgaste del rodamiento.
La consistencia de la grasa así como la cantidad de
aditivos que le quedan a la grasa nos van a ayudar a
definir la frecuencia de engrase y la cantidad de grasa
necesaria en el rodamiento.
2. Lubricación de los diferentes rodamientos de las
turbinas eólicas
Las turbinas eólicas están ubicadas en zonas remotas
donde se aseguran condiciones de viento favorables
para producir la máxima generación de energía. Las
condiciones ambientales cambia del día a la noche,
invierno/verano, zonas del ártico/desierto, in-shore/
off-shore,... Los cambios de temperatura pueden variar
desde -40ºC hasta más de 50ºC. La dirección
de viento y la velocidad cambian de forma repentina.
Existen parques donde la humedad relativa es muy
alta. En el caso de los parques offshore la concentración
de sales es muy importante y tremendamente
abrasivas. El polvo tiene un gran efecto abrasivosobre
los componentes de las turbinas eólicas.
Todo esto hace que las condiciones de funcionamiento
de las turbinas eólicas sean muy severas, exigiendo
un alto rendimiento a los diferentes sistemas mecánicos.
Por otro lado, las tendencias del mercadovan orientadas
a la utilización de turbinas cada vez más grandes
y con mayor generación de energía, lo que lleva a mayores
cargas de trabajo y requiere una mayor protección
contra el desgaste.
Debido a las dificultades de acceso que existen para
llegar a las turbinas una de las principales prioridades
es alargar los periodos de reengrase.
En el caso de las turbinas eólicas offshore es muy importante
que las grasas proporcionen una gran protección
contra la corrosión producida por el agua del mar.
La temperatura de operación es un factor crítico para
selección del tipo de grasa a utilizar en los diferentes
rodamientos. La temperatura puede variar de acuerdo
el siguiente cuadro:
Tipo de rodamiento Rango de temperatura
Principal
-30ºC a70ºC
Pala ó Pitch -30ºC a 50ºC
Generador -30ºC a 100ºc
Tabla 1. Rango de temperaturas típicas de funcionamiento de los diferentes
componentes lubricados con grasa en un aerogenerador
El rodamiento principal está sometido a grandes
fluctuaciones a causa del viento, generando altas cargas
de empuje. La condiciones de trabajo tales como
altas cargas, bajas velocidades, vibraciones, etc hacen
que las condiciones de lubricación elastohidrodinámica
(EHL) sean muy difíciles de conseguir, por lo
que se recomienda la utilización de grasas formuladas
con aceites de hasta 460 cst de viscosidad, con buenas
características de estabilidad a la oxidación, buen
comportamiento frente al agua y bajas temperaturas.
Los rodamientos del generador están sometidos a
velocidades de moderadas a altas, altas cargas, altas
vibraciones y altas temperaturas por lo que se recomienda
utilizar grasas de viscosidad media (ISO VG
100), excelente comportamiento a bajas temperaturas,
alta resistencia alas vibraciones y buena estabilidad
a la oxidación. Normalmente se utilizan grasas
con un grado de consistencia NLGI 2.
Los rodamientos de pala trabajan a altas cargas y
vibraciones y con un movimiento oscilatorio. Las
vibraciones dan lugar a problemas de fretting (corrosión
y desgaste), por lo que se utilizan grasas alta
resistencia a la corrosión,excelente resistencia al falso
brinelling y fretting, excelente estabilidad a la oxidación
y resistencia al agua.
La tendencia general es utilizar el mismo tipo de
grasa, tanto en rodamiento principal, como en rodamientos
de pala y rodamiento yaw. Sin embargo, para
los rodamientos del generador se suelen aplicar una
grasa con una menor viscosidad.
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
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Grasas en turbinas eólicas: toma de muestras, análisis y diagnóstico
Jesús Terradillos, Jose Ignacio Ciria
Rodamiento
Rodamiento
principal
Tipo Operacion Velocidad Ambiente Tipo de grasa
Esférica,
cilíndrica
o rodamiento
de
rodillos
cónicos
Alta carga
Vibraciones
Baja (<<20
min-1)
Amplio
rango de
temperatura
La alta
humedad
Aceite de alta
viscosidad
Bueno oxidación
Buena estabilidad
en el agua
Excelente baja
temperatura
Aceite de baja
viscosidad
y con mayor generación de energía, lo que lleva a mayores
cargas de trabajo y requiere una mayor protección
contra el desgaste.
Debido a las dificultades de acceso que existen para
llegar a las turbinas una de las principales prioridades
es alargar los periodos de reengrase.
En el caso de las turbinas eólicas offshore es muy importante
que las grasas proporcionen una gran protección
contra la corrosión producida por el agua del mar.
La temperatura de operación es un factor crítico para
selección del tipo de grasa a utilizar en los diferentes
rodamientos. La temperatura puede variar de acuerdo
el siguiente cuadro:
que las condiciones de lubricación elastohidrodinámica
(EHL) sean muy difíciles de conseguir, por lo
que se recomienda la utilización de grasas formuladas
con aceites de hasta 460 cst de viscosidad, con buenas
características de estabilidad a la oxidación, buen
comportamiento frente al agua y bajas temperaturas.
Los rodamientos del generador están sometidos a
velocidades de moderadas a altas, altas cargas, altas
vibraciones y altas temperaturas por lo que se recomienda
utilizar grasas de viscosidad media (ISO VG
100), excelente comportamiento a bajas temperaturas,
alta resistencia alas vibraciones y buena estabilidad
a la oxidación. Normalmente se utilizan grasas
con un grado de consistencia NLGI 2.
Rodamiento
de
pala
Dientes
de los
engranajes
internos o
externos
Sencilla o
doble Fila
Movimiento
bajo
Alta carga
Vibraciones
Baja velocidad
Amplio
rango de
temperatura
Alta humedad
Resistencia a la
corrosión de alta,
falso desgaste y
la corrosión de
contacto
Excelente baja
temperatura
Buena estabilidad
a la oxidación
Buena estabilidad
al agua
Tipo de rodamiento Rango de temperatura
Principal
-30ºC a70ºC
Pala ó Pitch -30ºC a 50ºC
Generador -30ºC a 100ºc
Tabla 1. Rango de temperaturas típicas de funcionamiento de los diferentes componentes
lubricados con grasa en un aerogenerador
El rodamiento principal está sometido a grandes
fluctuaciones a causa del viento, generando altas cargas
de empuje. La condiciones de trabajo tales como
altas cargas, bajas velocidades, vibraciones, etc hacen
Los rodamientos de pala trabajan a altas cargas y
vibraciones y con un movimiento oscilatorio. Las
vibraciones dan lugar a problemas de fretting (corrosión
y desgaste), por lo que se utilizan grasas alta
resistencia a la corrosión,excelente resistencia al falso
brinelling y fretting, excelente estabilidad a la oxidación
y resistencia al agua.
La tendencia general es utilizar el mismo tipo de
grasa, tanto en rodamiento principal, como en rodamientos
de pala y rodamiento yaw. Sin embargo, para
los rodamientos del generador se suelen aplicar una
grasa con una menor viscosidad.
Rodamiento
del
Generator
Dos bolas
de ranura
o bolas de
contacto
angular
Rodamientos
de rodillos
bola y cilíndricos
Alta carga
vibración
fuerte
Velocidad
media
Alta
temperatura
Aceite de viscosidad
media
Excelente baja
temperatura
Vibraciones de
alta resistencia,
Buena estabilidad
a la oxidación
Ensayos de grasas usadas
Diagnóstico
Programa
básico
Programa
avanzado
Apariencia Contaminación/oxidación x x
Contenido en agua Contaminación x x
Metales Contaminación/Desgaste x x
Concentración de partículas
de desgaste
desgaste x X
La consistencia de la grasa así como la cantidad de
aditivos que le quedan a la grasa nos van a ayudar a
definir la frecuencia de engrase y la cantidad de grasa
necesaria en el rodamiento.
2. Lubricación de los diferentes rodamientos de las
turbinas eólicas
Las turbinas eólicas están ubicadas en zonas remotas
donde se aseguran condiciones de viento favorables
para producir la máxima generación de energía. Las
condiciones ambientales cambia del día a la noche,
invierno/verano, zonas del ártico/desierto, in-shore/
off-shore,... Los cambios de temperatura pueden variar
desde -40ºC hasta más de 50ºC. La dirección
de viento y la velocidad cambian de forma repentina.
Existen parques donde la humedad relativa es muy
alta. En el caso de los parques offshore la concentración
de sales es muy importante y tremendamente
abrasivas. El polvo tiene un gran efecto abrasivosobre
los componentes de las turbinas eólicas.
Todo esto hace que las condiciones de funcionamiento
de las turbinas eólicas sean muy severas, exigiendo un
alto rendimiento a los diferentes sistemas mecánicos.
Por otro lado, las tendencias del mercadovan orientadas
a la utilización de turbinas cada vez más grandes
Ferrografía desgaste X
Extrusión Consistencia x X
Reología Consistencia X
Penetración cono trabajada
y no trabajada
Consistencia
X
Vida remanente oxidación X
Oxidación por IR oxidación X X
Cantidad de muestra
necesaria
Tabla 2. Tipo de gras en función del rodamiento y condiciones de trabajo
2 g 2g
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
32 33

Grasas en turbinas eólicas: toma de muestras, análisis y diagnóstico
Jesús Terradillos, Jose Ignacio Ciria
3. Toma de muestra de grasa de los diferentes rodamientos
Un correcto muestreo es vital para obtener una buena
información de la grasa usada. Existen dos principales
formas de tomar la muestra en rodamientos:
- Enviar al laboratorio el componente entero, principalmente
rodamientos.
- Tomar la muestra de grasa sin desmontar el rodamiento.
Figura 2. Toma de muetra con bomba ó jeringa
Figura 6 y 7. Toma muestra en rodamiento principal con grease thief
3.2.3. Toma de muestra de la bandeja de recogida
Desafortunadamente las muestras de grasa de los diferentes
rodamientos todavía se toman de la bandeja
de recogida porque es más sencillo, rápido y fácilmente
accesible. Sin embargo, posee ciertas desventajas
que merece la pena describirlas. La fundamental es
que puede que la muestra no sea representativa de la
zona de trabajo, por lo que la muestra es inconsistente.
No se recomienda utilizar este punto de muestreo
para utilizar el análisis de la grasa como herramienta
de mantenimiento predictivo.
El primero de los casos es absolutamente inviable
para el sector de las turbinas eólicas.
El segundo caso es cuando se posee una muestra de
grasa realmente representativa, a veces difícil de resolver.
Normalmente la zona más interesante para tomar
la muestra es en la zona de contacto. Esta muestra
poseerá las mayores evidencias de partículas de
desgaste, contaminación y degradación, y en general
será la más representativa, aunque muchas veces será
la más difícil de obtener.
La toma de muestras de grasa requiere de los siguientes
puntos:
• Kit de toma de muestras
• Localización correcta de toma de muestra
• Procedimiento de toma de muestra
• Información correcta de la muestra
Figura 3. Toma de muestra con jeringa Cortesía de OELCHECK Germany
Las ventajas de la toma de muestra con jeringa o
bomba son:
• Las muestras pueden ser tomadas desde el interior
del rodamiento.
• Se pueden identificarlas diferencias en color.
• Fácil procedimiento de muestreo
La principal desventaja de la toma de muestra con jeringa
o bomba es la inconsistencia de la posición del
tubo dentro del cojinete, ya que a veces no está claro
Figura8. Toma muestra en rodamiento principal con grease thief
Cuando se utiliza el Grease Thief como método de
muestreo se recogen en torno a dos gramos.
• El extremo abierto se enrosca en el rodamiento de
drenaje para la captura de grasa purgada.
• El extremo del mango se utiliza para mantener en
extensión el mango en forma de T, permitiendo el
accionamiento a distancia y la toma de la muestra.
Figura 11. Bandeja de recogida de grasa que sale del rodamiento
De todo lo visto hasta ahora se puede resumir que las
técnicas de toma de muestra más adecuadas, y recomendadas,
para el uso del análisis de grasa como herramienta
de mantenimiento predictivo son la jeringa,
bomba vampiro ó Grease Thief, teniendo en cuenta
que hay que tomar la muestra de la jaula y/o de la pista
de rodadura, pero nunca de la bandeja de recogida.
A continuación se van a detallar los dos primeros
puntos:
3.1.Kit de toma de muestra
Un kit de muestreo contiene los siguientes componentes:
• Herramienta para extraer la grasa: jeringa,bomba
vampiro,Grease Thief u otro mecanismo
• Tubo
• recipiente
• Ficha
• sobre
3-2-2 toma de muestra con Grease Thief
El procedimiento de toma de muestra con “GREA-
SE THIEF” es un método normalizado según norma
ASTM D 7718Posee la ventaja de permitir tomar
muestras de grasa de la zona interna del rodamiento,
donde la grasa trabaja junto con los componentes del
rodamiento. El procedimiento es más dificultoso que
con jeringa ó bomba vampiro pero la muestra de la
grasa que está trabajando en el rodamiento es mucho
más representativa.
Figura 9. Rodamiento de pala
La muestra recogida en el dispositivoGrease Thief se
introduce en un tubo y se envía al laboratorio para
analizarla. Se necesita definir un programa analítico
de análisis óptimo para cantidades de muestra tan
pequeñas.
Figura 10.
Dispositivo Grease Thief introducido en un tubo lista para enviar al laboratorio
4. Programa de análisis de grasa
Un programa analítico de grasas usadas debe incluir
los ensayos adecuados para cubrir los siguientes apartados
del diagnóstico:
• Desgaste
• Consistencia
• Contaminación
• Oxidación
Figura 4. Pistón de toma muestra
3.2. Localización y procedimiento de toma de
muestra
3.2.1. Toma de muestra con jeringa
La toma de muestra con jeringa ó con bomba vampiro
permite recoger las muestras del rodamiento. El
procedimiento de toma de muestra es muy sencillo
y económico. La obtención de diferentes colores en
las muestras evidenciará que existen diferentes zonas
de trabajo. La principal desventaja es que el procedimiento
de toma de muestra es poco consistente.
Figura 5. Mango alargador en forma de T para acoplar al pistón (grease thief )
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
34 35

Grasas en turbinas eólicas: toma de muestras, análisis y diagnóstico
Jesús Terradillos, Jose Ignacio Ciria
Figura 12. Apartados del diagnóstico de análisis de grasas usas
Teniendo en cuenta las limitaciones que hay debidas
a la pequeña cantidad de grasa que es posible obtener
de los diferentes rodamientos el programa analítico
debe de ser muy equilibrado proporcionando
gran cantidad de información del comportamiento
de la grasa con un número reducido de ensayos para
conocer el estado de la grasa desde diferentes puntos
de vista: desgaste, contaminación, degradación (oxidación)
y consistencia.
4.1. Apariencia
La apariencia es un parámetro muy importante de
valoración del estado de la grasa. Incluye la valoraciónsubjetiva
del color,textura y olor de la misma
- El color de la grasa usada se compara con el de la
grasa nueva, dando una idea de cómo está trabajando
la grasa, presencia de contaminantes y estado de degradación.
- La textura indica la presencia de contaminantes
(polvo, partículas de desgaste, productos de degradación,
etc.)
- El olor puede proporcionar una idea de cómo trabaja
la grasa.
Ensayos de grasas usadas
Diagnóstico
Figura 13.
Grafico de RULER comparando una grasa nueva (línea azul) y (línea roja) usada
4.2. Vida remanente (ASTM D7527)
Por medio de esta técnica se determina la concentración
de antioxidantes (AO) presentes en el seno
de un lubricante en uso. Aplicando un potencial positivo
entre unos rangos de potencial (0.0-1.7 voltios)
y velocidades de 0.1 V/seg se consiguen oxidar los
compuestos de interés, los antioxidantes.
El método analítico para determinar la concentración
remanente de antioxidantes en la muestra de
grasa usada es el normalizado ASTM D7527).
La vida útil dela grasa está relacionada con la estabilidad
a la oxidación dela misma y, consecuentemente,
con la capacidad antioxidante que todavía posee.
La determinación de la concentración remanente de
antioxidante evalúa el comportamiento de la grasa en
el rodamiento, permitiéndo establecer los periodos
adecuados de reengrase.
Programa
básico
Programa
avanzado
Apariencia Contaminación/oxidación x x
Contenido en agua Contaminación x x
Metales Contaminación/Desgaste x x
Concentración de partículas
de desgaste
desgaste
Ferrografía desgaste X
Extrusión Consistencia x X
Reología Consistencia X
Penetración cono trabajada
y no trabajada
Consistencia
X
Vida remanente oxidación X
Oxidación por IR oxidación X X
Cantidad de muestra
necesaria
2 g 2g
Tabla 3. Ensayos recomendados en los diferentes programas de análisis de grasas en uso
x
X
4.3. Contaminación acuosa
( ASTM D 6304-C ó ASTM D4377)
La contaminación acuosa es una de las principales
causa de fallo de los rodamientos, siendo imprescindible
su control de forma rutinaria. La concentración
de agua debe ser lo más baja posible para asegurar un
adecuado funcionamiento del sistema.
Figura 14. Equipo para la determinación del contenido en agua en una grasa
mediante K. F. coulométric.
Figura 15. Equipo para la determinación del contenido en agua en una grasa
mediante K. F. volumétrico.
4.4. Espectro infrarojo
La espectroscopia infrarroja permite determinar la
huella dactilar de la grasa. Ayuda a conocer si se está
empleando la grasa supuesta, si se encuentra mezclada
con otra, se existen contaminantes como el agua o
está degradada.También se puede determinar el tipo
de espesante se está utilizandoy su concentración, así
como los productos de oxidación generados durante
su uso.Es una herramienta muy útil para comprobar
el estado de degradación de la grasa por oxidación.
Figura 16. Espectro de IR de una grasa usada.
4.5. Contenido en metales (ASTM D7303)
Mediante el uso de la espectroscopia de emisión atómica-ICP
se puede determinar tanto el tipo como la
concentración de los metales del paquete de aditivos,
contaminantes y metales de desgaste producidos en
la máquina.
Conocidos los metales presentes en la grasa se podrá
saber si se ha mezclado la grasa en uso con otra
de diferente naturaleza (espesante de litio, calcio,...),
así como el tipo de contaminantes que se encuentran
presentes en su seno (por ejemplo sílice), así como los
metales de desgaste (hierro, cobre,...).
4.6. Concentración de partículas de desgaste en
ppm
A diferencia del ensayo de Espectroscopía de Emisisón
Atómica-ICP, que mide las partículas con un
tamaño inferior a 5-10 micras, en este ensayo lo que
se determina en partes por millón es la concentración
total de partículas de hierro y nos ayuda a determinar
la severidad del desgaste en el rodamiento
Figura 17. Equipo FdM para la
determinación cuantitativa de
partículas de hierro en el seno de
una grasa.
4.7. Consistencia (ASTM D7918)
El cambio de consistencia de una grasa puede indicar
problemas de los componentes de la misma, tales
como mezcla de espesantes incompatibles, niveles de
contaminación o desgaste elevados, o un consumo
elevado de los antioxidantes. Esta técnica, junto con
la determinación del grado de desgaste, contaminación
y propiedades de degradación de una grasa son
las partes cruciales para un programa de Condition
Monitoring adecuado.
Este ensayo permite, así mismo, realizar un seguimiento
de la evolución y tendencia de las propiedades de
consistencia de la grasa que puede ayudar a predecir
posibles fallos en el componente lubricado antes de que
se manifiesten y permitir la toma acciones correctivas.
Figura 18. Ensayo de consistencia.
Figura 19. Gráfico de consistencia de una grasa
36
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
37

Grasas en turbinas eólicas: toma de muestras, análisis y diagnóstico
Jesús Terradillos, Jose Ignacio Ciria
El cambio de consistencia de una grasa de acuerdo
con la norma ASTM-D 7918-15 puede indicar problemas
de los componentes de la misma, tales como
mezcla de espesantes incompatibles, niveles de contaminación
o desgaste elevados, envejecimiento de la
grasa o un consumo elevado de los antioxidantes. Lo
que se determina es la respuesta de la célula de carga
utilizada para medir las características de flujo y de
corte de grasa comparándola con la grasa nueva.
Este ensayo permite, así mismo, realizar un seguimiento
de la evolución y tendencia de las propiedades de
consistencia de la grasa que puede ayudar a predecir
posibles fallos en el componente lubricado antes de que
se manifiesten y permitir la toma acciones correctivas.
5. Frecuencia analítica
En el sector eólico la frecuencia analítica, cada cuanto
es recomendable tomar una muestra para su análisis,
está en función del resto de rutinas de mantenimiento
que se hagan al aerogenerador.
Como regla general se recomienda tomar una muestra
de grasa de cada uno de los diferentes rodamientos
cada 6 meses al objeto de establecer una línea base
y analizar las tendencias de los resultados
6. Valores límites recomendados
Los valores límites que aparecen a continuación están
basados en el tratamiento estadístico de varios miles
de muestras de grasas analizadas en el laboratorio de
IK4-TEKNIKER. Con estos límites no se intenta
transmitir la sensación de que estos valores son la
verdad absoluta y se puedo entender que se susciten
ciertas discrepancias.
Estos valores límites pueden variar en función del
fabricante del rodamiento, del tipo de grasa y de las
condiciones de trabajo
Valores Vigilar Peligro
Fe 5000 8000
PQI 1000 2000
AGUA 5000 6000
Si 200 400
Na 800 1000
Cu 100 200
RULER 50% 25%
Sn 20 30
Zn *depende formulación 50 70
Pb 20 30
Cr 20 30
Al 20 30
Ni 10 20
Tabla 4. Límites para la grasa del Rodamiento principal
Valores Vigilar Peligro
Fe 5000 8000
PQI 1000 2000
AGUA 5000 6000
Si 200 400
Na 800 1000
Cu 100 200
RULER 50% 25%
Sn 20 30
Zn *depende formulación 50 70
Pb 20 30
Cr 20 30
Al 20 30
Ni 10 20
Tabla 5. Límites para la grasa del Rodamiento de pala
Valores Vigilar Peligro
Fe 1000 2000
PQI 1000 2000
AGUA 2000 5000
Si 100 200
Na
Cu 200 400
RULER 50% 25%
Sn 20 30
Zn *depende
formulación
50 70
Pb 20 30
Cr 20 30
Al 20 30
Ni 10 20
Tabla 6. Límites para la grasa del Rodamiento generador
7. conclusiones
Los fallos de los rodamientos en el sector eólico están
muy relacionados con el lubricante utilizado, la
frecuencia de engrasa, las prácticas de reengrase y con
la cantidad de grasa que se encuentra el rodamiento.
La utilización del procedimiento de muestreo adecuado
es fundamental para obtener una muestra representativa
de la grasa que trabaja en el rodamiento.
El pistón Grease Thief es un mecanismo estandarizado
de toma de muestra bajo la norma ASTM-D
7718: “Obtención de muestras en servicio de grasa
lubricante”
El programa analítico debe incluir ensayos suficientes
para cubrir el área de desgaste, oxidación, contaminación
y consistencia de una grasa para poder
realizar un diagnóstico adecuado
La frecuencia analítica debe ser consistente para
poder establecer tendencias, estudios estadísticos y
prognosis del comportamiento de la máquina
Los límites deben ajustarse al tipo de rodamiento,
máquina, grasa utilizada y condiciones de trabajo
Los límites no deben ser valores fijos, deben ir cambiando
en función del historial y de la edad de la
máquina.
8. Referencias
- ASTM D4377. Standard Test Method for Water in
Crude Oils by Potentiometric Karl Fischer Titration.
- ASTM D6304. Standard Test Method for Determination
of Water in Petroleum Products, Lubricating
Oils, and Additives by Coulometric Karl Fischer
Titration
Instrucciones para los autores
• Todos los artículos técnicos relacionados con
Mantenimiento o su entorno que se desee sean publicados
en la revista MANTENIMIENTO, deberán
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para su previa selección.
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serán numeradas correlativamente, y en la primera
deberá constar: título, nombre de autor(es), empresa
o institución académica, dirección y teléfono.
Asimismo acompañará al artículo el currículum y la
fotografía del autor(es).
- ASTM D7303. Standard Test Method for Determination
of Metals in Lubricating Greases by Inductively
Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry.
- ASTM D7527. Standard Test Method for Measurement
of Antioxidant Content in Lubricating
Greases by Linear Sweep Voltammetry
- ASTM D7718. Standard Practice for Obtaining
In-Service Samples of Lubricating Grease.
- ASTM D7918. Standard Test Method for Measurement
of Flow Properties and Evaluation of Wear,
Contaminants and Oxidative Properties of Lubricating
Grease by Die Extrusion Method and Preparation.
- ASTM STP1564. Viscosity and Rheology of
In-Service Fluids as They Pertain to Condition Monitoring.
- Wurzbach, Richard N., “Sampling methods outlined
in the American Society for Testing and materials
(ASTM) standard D771
• El trabajo tendrá una extensión máxima de 10-
15 páginas, en el que es conveniente adjuntar un
breve resumen del artículo, el cual podrá ser usado
como introducción al tema en su publicación. También
es recomendable incluir al final del trabajo un
resumen de la bibliografía utilizada así como, si se
desea, las señas de contacto del autor.
• Las ilustraciones deben ser facilitadas en un original
que permita su reproducción, excluyendo en
cualquier caso fotocopias u otros sistemas de baja
calidad. Preferentemente se facilitarán en soporte
informático en formatos a 300 ppp, extensiones tiff,
jpeg, eps y deberán ir acompañadas de una copia
impresa de las mismas con resolución suficiente
para poder reproducirse directamente en caso de
fallo del soporte.
• Es conveniente que toda la simbología, unidades
de medida, fórmulas, etc... queden perfectamente
definidas y adecuadas a las normativas vigentes
(Normas UNE-ISO).
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Los artículos deberán remitirse por email a la siguiente dirección: revista.aem@ferpuser.com
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MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
38 39

Del estudio técnico de lubricación al mantenimiento predictivo multiparamétrico en la industria alimentaria.
Luis M. García Martín
Del estudio técnico de
lubricación al mantenimiento
predictivo multiparamétrico
en la industria alimentaria.
Anecdóticamente, resaltar que una planta de alimentación
de tamaño medio (tipo embotelladora de aguas, refrescos o
cervezas) con 3 lineas de llenado, puede tener hasta 3.500
puntos de lubricación bien distintos (entre reductores, rodamientos,
vasos lubricadores neumáticos, cárteres de engranajes,
hidráulicos, compresores de aire y de frío, variadores
de velocidad, cadenas, guías…)
Luis M. García Martín –
Director Gerente de TBN- Ingeniería de Mantenimiento Industrial y Servicios Integrales de Lubricación, S.L.
Al tratarse de una industria del sector de alimentación,
se efectúa una evaluación de los puntos críticos,
identificados como puntos de riesgo de posible contaminación
del producto fabricado por el lubricante,
en los cuales se recomiendan y aplican aceites y grasas
aptas y homologadas para esta aplicación especial.
Figura Nº 2: Estructura árbol del Software.
Segundo Paso
El segundo paso fue implantar e implementar el software
para la Gestión de la Lubricación. En el mismo
se procesaron todos los datos derivados del estudio
técnico de lubricación para poder gestionar las Hojas
de Rutas diarias de las tareas que debe ejecutar el
personal encargado del servicio.
Tercer Paso
Consistió en determinar el estado físico-químico de
los lubricantes a través del análisis de los mismos,
como primera técnica predictiva-proactiva.
Para la implantación del programa de mantenimiento
predictivo a través del análisis de los aceites se seleccionaron
algunos mecanismos de la planta, que por su
importancia en el funcionamiento de la maquinaria,
se consideraron críticos a efectos de un seguimiento
analítico. El personal técnico recoge las muestras
in situ, se preparan adecuadamente con sus fichas de
datos propios y se envían al laboratorio, quien facilita
el diagnóstico de las mismas. Estos análisis determinan
el estado del lubricante, la estabilidad en la
formulación de los aditivos, los metales de desgaste y
contaminación de la muestra. A partir de entonces,
se toman la medidas oportunas, bien de reparación,
bien de cambio de lubricante y fundamentalmente de
conocer la causa raíz del problema, para evitar futuros
desgastes y/o contaminaciones.
Se dotó al personal de mantenimiento de las plantas,
de una clave para entrar a la página web del laboratorio
de análisis y, de esta forma, acceder al histórico
temporal y a la evolución numérica y gráfica de los
parámetros analizados.
Hace tres décadas, la mayoría de las industrias
de alimentación en España trataban
las labores de lubricación de sus máquinas
de forma desorganizada: utilizando lubricantes no
aptos para este tipo de industria; en el mejor de los
casos, tenían personal asignado de forma parcial a las
labores de engrase, pero sin la formación específica
requerida; no se tenía en cuenta la forma de almacenarlos;
no se cuidaban aspectos tan importantes
como la contaminación de los fluidos; por supuesto,
no se aplicaban técnicas y/o tecnologías preventivas y
predictivas encaminadas a una lubricación basada en
la condición de los mecanismos susceptibles de ser
lubricados; tampoco a determinar su estado mecánico
para poder tomar decisiones acertadas en cuanto
a las frecuencias de cambio, calidad del lubricante; y
así, un largo etcétera. Anecdóticamente, resaltar que
una planta de alimentación de tamaño medio (tipo
embotelladora de aguas, refrescos o cervezas) con 3
líneas de llenado, puede tener hasta 3.500 puntos de
lubricación bien distintos (entre reductores, rodamientos,
vasos lubricadores neumáticos, cárteres de
engranajes, hidráulicos, compresores de aire y de frío,
variadores de velocidad, cadenas, guías…) trabajando
además en ambientes diversos: humedad, alta y
baja temperatura, agua directa, zonas Atex o zonas
externas sujetas a alta contaminación por sílice (polvo
del camino).
1. Estudio técnico de lubricación
En adelante, se exponen los diferentes pasos implementados
en algunas empresas, una vez tuvieron la
concienciación de la importancia de la lubricación
y empezaron a desechar las malas prácticas que venían
aplicando.
Primer Paso
El primer paso fue realizar un Estudio Técnico de
Lubricación (ETL) consistente en:
Figura Nº 1: Estudio Técnico de Lubricación (ETL).
El programa se diseñó para que diariamente se le
indicasen las pautas pendientes (caso de existir), así
como las realizadas, para que al día siguiente pudieran
imprimirse las Hojas de Ruta por separado
y constasen, en el módulo de históricos, las fechas
reales de realización de dichas pautas. Se formó al
usuario del software para realizar cambios, modificaciones,
altas, bajas y otros aspectos relacionados con
la lubricación como: soporte de fichas técnicas de
productos, fichas de seguridad, fotografías, planos,
procedimientos, etc. El criterio de la emisión de las
rutas podía ser por contador de frecuencias manual,
automático o semiautomático.
Figura Nº 3: Pantallazo del Plan de Lubricación.
Figura Nº 4: Ciclo desde la contaminación al fallo del equipo.
Figura Nº 5: Toma de muestra de aceite.
Cuarto Paso
Aprovechando parte de la información recogida en
el ETL, se implantó como si se tratase de una he-
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
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Del estudio técnico de lubricación al mantenimiento predictivo multiparamétrico en la industria alimentaria.
Luis M. García Martín
rramienta más, la Fotolubricación, que consistió en
la identificación fotográfica de las máquinas y, posteriormente,
se señalizan los puntos de lubricación de
las mismas, recogiendo código, nombre del mecanismo,
nº de puntos, lubricante y frecuencia.
Fue muy acertada la instalación de las fotografías
plastificadas a pie de cada máquina, pues esto sirvió
como guía de localización para los operarios de la
planta, tanto para los de producción como para los
de mantenimiento. También hubo una reducción en
los tiempos de actuación, así como el uso de un lenguaje
común en la denominación de los mecanismos
por parte de todo el personal de la planta (interno y
externo).
Quinto Paso
Consistió en elegir, entre las máquinas con más dificultad
a la hora del engrase (por difícil acceso a los
puntos, por su elevada ubicación o por tener gran
cantidad de puntos, por ejemplo una lavadora de botellas
o un pasteurizador con 200 puntos aproximadamente),
instalándose sistemas de engrase automático
y obteniendo las siguientes ventajas:
sin lubricar, se optó por la instalación de sistemas
automáticos monopunto, con frecuencia de cambio
anual, y que cumplieran especificaciones de trabajo
en atmósferas explosivas.
• El engrase sistemático de TODOS los puntos
de engrase.
• El engrase se produce DURANTE el movimiento
de la máquina.
• Tener cubierta la necesidad de grasa, por la inyección
de pequeñas cantidades en varios ciclos.
• Cantidad de grasa exacta para cada punto de la
máquina, a través de distribuidores modulares.
Figura Nº 6: Fotolubricación. Mecanismos identificados.
Figura Nº 7: Ubicación de la Fotolubricación a pié de máquina.
Figura Nº 13: Rodamientos de apoyo de ejes en transporte de granos con instalación
de sistema automático monopunto.
Nº MECANISMO PUNTOS FRECUENCIA LUBRICANTE
14.1
14.2
14.3
14.4
15
16
17
57
Reductor de Velocidad Transmisión
Cadena de Botelleros Izquierdo Nº1.
Reductor de Velocidad Transmisión
Cadena de Botelleros Izquierdo Nº2.
Reductor de Velocidad Transmisión
Cadena de Botelleros Izquierdo Nº3.
Reductor de Velocidad Transmisión
Cadena de Botelleros Izquierdo Nº4.
Cadena Transmisión Acc.
Reductores Botelleros Izquierdo Nº1,2,3,4.
Regleta Engrasadores Eje Transmisión
Principal Nº1 Izquierdo.
Regleta Engrasadores Eje Transmisión
Principal Nº2 Izquierdo.
Regleta Engrasadores Eje Transmisión
Principal Nº3 Izquierdo.
Figura Nº 8: Datos de la Fotolubricación.
1 1 Mes CLP ISO 320
1 1 Mes CLP ISO 320
1 1 Mes CLP ISO 320
1 1 Mes CLP ISO 320
4 2 Semanas NSF H1 1000 Cst.
3 1 Mes NLGI EP 2
2 1 Mes NLGI EP 2
4 1 Mes NLGI EP 2
Figura Nº 11: Bomba de engrase automática (elemento de bombeo, pantalla de
programación, manómetro y válvula de sobrepresión).
2. Mantenimiento predictivo multiparamétrico
Cabe mencionar que es a partir de los últimos 15
años, cuando se propone a estas industrias, una serie
de técnicas denominadas predictivas, tales como:
Termografía Infrarroja, Ultrasonidos de Alta Frecuencia,
Videoscopia, Análisis de Vibraciones, Impulsos
de Choque y Emisión Acústica, Luz Ultravioleta,
etc. El objetivo es seguir mejorando la gestión
de la lubricación de la planta. Para ello, se conforma
el Mantenimiento Predictivo Multiparamétrico consistente
en aplicar varias técnicas de diagnóstico a un
mecanismo lubricado.
A continuación, exponemos algunos ejemplos significativos:
Videoscopia: Inspección visual remota en Caja de
engranajes, donde se aprecia tipo de desgaste y severidad
del mismo y formación de espuma en el aceite,
consecuencia del ingreso de agua al sistema.
Como parte de esta solución, se decidió acompañar
una serie de mecanismos con unas etiquetas identificativas
con código de colores (identificación cromática).
Actualmente se está trabajando en la implementación
de estas etiquetas con códigos de barras,
códigos QR, sistemas de radiofrecuencia…
Figura Nº 12: Distribuidores progresivos primario y secundarios.
Figura Nº 9: Etiquetas identificativas.
Figura Nº 10: Reductor de velocidad etiquetado.
Cabe destacar que en industrias, por ejemplo del
tipo Cerveceras, existen zonas clasificadas Atex y
otras de espacios confinados, con una gran cantidad
de transportadores de maíz y malta, con cadenas de
transmisión y rodamientos de apoyo de ejes y más
de la mitad de los mismos situados a varios metros
de altura. Es frecuente que estas zonas queden fuera
de las pautas habituales de lubricación. Ante el riesgo
de explosión debido a la fricción de mecanismos
Figura Nº 14: Vista flanco y valle de diente de engranaje de un piñón de ataque.
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
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Del estudio técnico de lubricación al mantenimiento predictivo multiparamétrico en la industria alimentaria.
Luis M. García Martín
Luz ultravioleta: Con este equipo se detectaron pequeñas
fugas de lubricantes, aprovechando la propiedad
de la fluorescencia implícita en los hidrocarburos.
De esta manera, minimizamos el consumo
por reposición.
Figura Nº 15: Vista del fondo del cárter del reductor de velocidad contaminado
con agua.
Ultrasonidos de alta frecuencia propagado en estructura:
Medición del nivel de ruido (decibelios) de los
rodamientos y análisis del espectro conformado bajo
la transformada rápida de Fourier. Esta técnica estableció
la cantidad de producto a la hora de relubricar.
Se introdujo en el Programa de Gestión el valor o
línea base ideal de decibelios (fricción al fin y al cabo)
de más de 800 rodamientos.
Figura Nº 18: Compresor rotativo de instalación frigorífica.
Termografía Infrarroja: Tras un minucioso estudio
termográfico para determinar con precisión la temperatura
de rodamientos y reductores de velocidad, se
tomaron decisiones como cambiar la grasa mineral de
jabón de litio por grasa cuyo espesante era complejo
de aluminio y aceite sintético de base polialoleofinas
(PAO). En el caso de reductores de velocidad se pasó
de aceite mineral a aceite sintético de bases PAO y/o
Poliglicoles. En ambos casos, se consiguió que los lubricantes
trabajasen más fríos, con la consiguiente ventaja
que esto conlleva para la vida útil del lubricante.
Figura Nº 21: Inspección de fugas de aceite en instalación frigorífica.
Conclusión
Si la lubricación es de vital importancia en el Mantenimiento
de los equipos productivos, si significa un
retorno de la inversión a corto plazo, si representa
seguridad y eficiencia energética, entre otras tantas
ventajas; ¿Por qué no prevalece más a menudo el
MBSC (Mantenimiento basado en el sentido común)
en nuestras industrias?
Figura Nº 16: Operación de engrase, con equipo de ultrasonido, de rodamiento del
lado no accionado de un motor eléctrico.
Análisis de Vibraciones, Impulsos de Choque y Emisión
Acústica: Se dirigió especialmente a los rodamientos
de los alternadores de los grupos electrógenos,
rodamientos de compresores de aire y de frío, así
como rodamientos de motores eléctricos y de bombas
de cierta entidad.
Figura Nº 19: Reductor de velocidad de lavadora de botellas.
Figura Nº 17: Motor eléctrico de soplante de harina.
Figura Nº 20: Rodamiento de apoyo en transportador.
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MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO

Pensando en Voz Alta
La lubricación desde una perspectiva profesional
La lubricación desde una
perspectiva profesional
Gerardo Trujillo Castillo
FACILITY & HOSPITALITY
La lubricación en esta década se ha vuelto cada vez
más importante; no que no lo fuera antes, sino que
recientemente la industria ha volteado sus ojos hacia
la lubricación y ha reconocido que en muchos casos
cerca del 80% de las fallas están ligadas de alguna manera
con la lubricación. Evidentemente, dicho descubrimiento,
hace que se busquen maneras más efectivas
de realizar profesionalmente las tareas de lubricación,
que a simple vista son rutinarias y elementales.
Desde la mirada inexperta y tal vez un poco desde un
enfoque tradicional, ¿qué tan complicado puede ser
bombear grasa a un rodamiento o rellenar un depósito
con aceite? ¿Cuáles son esas habilidades extraordinarias
que se requieren en el personal dedicado a
la lubricación para desempeñar su trabajo? ¿Por qué
pagar más a un lubricador o cuál puede ser la razón
de educarlo y mucho menos certificarlo? ¿Para qué
comprar esos dispositivos costosos de aplicación del
lubricante, cuando se tienen contenedores y embudos
que son duraderos y mucho menos costosos?, y podíamos
continuar con una serie de razonamientos y
argumentos en pro de conservar las cosas como están.
Para encontrar las respuestas, debemos analizar el
problema desde una óptica microscópica. Cuando nos
damos cuenta que la película lubricante que protege
los componentes más delicados de la maquinaria de
precisión actual, se encuentra en rangos de 3 a 10 µm
(entre tres y diez micrones), y que una partícula sólida
de esas dimensiones (invisible al ojo humano, ya
que nuestra capacidad visual sin ayuda tiene un límite
hasta los 40 µm) reemplaza la película lubricante para
destruir la superficie de los componentes de la máquina,
es cuando podemos entender el porqué nuestras
prácticas actuales son quienes están dañando y destruyendo
la máquina. Mi mentor JimFitch escribe en
uno de sus cientos de artículos, que las máquinas no
mueren simplemente, sino que son asesinadas por nosotros
con nuestras prácticas de lubricación. Y eso es,
justamente lo que hacemos al aplicar los lubricantes
sin filtrar, manipularlos descuidadamente, aplicarlos a
la maquinaria mediante dispositivos sucios, mantener
las máquinas con respiradores y filtros inadecuados y
decenas de prácticas de mantenimiento que comprometen
el trabajo del lubricante.
¿Quién es el responsable de ese asesinato? El proveedor
de lubricantes? ¿el almacenista? ¿el lubricador?
Dice Edward Deming en sus textos acerca de la calidad
total que no se culpe al músico por que ejecuta
una mala nota en el concierto, sino al director de la
orquesta que permite que eso suceda. Es el sistema
el que debe ser desarrollado para que este error no
ocurra. En realidad el problema de la lubricación tradicional
es que no hay congruencia entre lo que pensamos
acerca de lo importante que es la lubricación
en la mente de los directores y gerentes de una planta
con la manera en que se diseña y ejecuta el proceso de
lubricación. Si hubiera congruencia, las máquinas vivirían
más tiempo y la disponibilidad y confiabilidad
serían mucho (pero mucho) mejores.
Si se desea mejorar la confiabilidad de la maquinaria,
hay que ver la lubricación como una actividad relevante
y convertir a quien tiene la responsabilidad de
diseñar , gestionar y ejecutar las tareas en profesionales.
Esto significa entender que el proceso de la lubricación
inicia desde la selección de lubricantes de
acuerdo al contexto operacional de la máquina (más
allá de simplemente seguir las recomendaciones del
fabricante de la maquinaria), controlar la calidad en la
recepción, almacenarlo, transferirlo a contenedores de
menores capacidades, gestionar el programa, ejecutar
las tareas y las inspecciones, controlar el ingreso de
contaminantes, y removerlos de manera efectiva y rápida,
tomar muestras representativas, analizar el lubricante
y diagnosticar y pronosticar su condición para
disponerlo de manera amigable al medio ambiente.
El diseño basado en conocimiento - Son 28 áreas
específicas las que se deben considerar en el diseño
de una estrategia de clase mundial, aplicando conocimiento,
tecnología, optimización y enfocando las
tareas a la eliminación de causas de falla, la seguridad
y la ergonomía.
La educación como factor del éxito - Para que el diseño
de la estrategia de lubricación tenga éxito, debe
ser complementada con educación y entrenamiento.
Los lubricadores deben convertirse en técnicos en lubricación
y tener un plan de carrera y certificación
de competencias profesionales de acuerdo con las
responsabilidades y habilidades del puesto. De esta
manera se elimina la creencia de que la lubricación
es una posición temporal dentro de la organización y
que los lubricadores con experiencia deben ser ascendidos
a posiciones de mayor jerarquía y sueldo (mecánicos).
Al desarrollar el plan de carrera, cada uno
de los técnicos en lubricación podrá hacer uso de la
experiencia acumulada en sus tareas diarias y crecer
profesionalmente hacia responsabilidades mayores
(teniendo acceso a beneficios de salario y jerarquía)
sin tener que dejar el área de lubricación. Esto significa
una transformación de la estructura de recursos
humanos y en varios otros aspectos como son el establecimiento
de metas y recompensas.
La medición como el elemento de control – Cada
una de las seis áreas del proceso de lubricación ha de
ser medida a través de indicadores específicos. Algunos
enfocados e la ejecución de las tareas y otros en
las consecuencias de ello. La creación de tableros de
control (BSC), ha demostrado ser de gran utilidad
en la medición del desempeño y el cumplimiento de
los objetivos.
La transición de la lubricación hacia la clase mundial
requiere de hacer un alto en el camino y analizar el
desempeño actual de los elementos que se incluyen
en este artículo. Si ese análisis le muestra que hay
oportunidades de mejora, no pierda el tiempo y comience
de inmediato. Hay muchos beneficios para su
organización y salve la vida de sus máquinas.
Este es mi punto de vista, estoy muy interesado en
conocer el de usted.
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MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO

TITULO SECCIÓN
Entrevista - Ricardo Sacristán Vázquez
ENTREVISTA
“Un lubricante puede mejorar
considerablente el proceso de fabricación."
Ricardo Sacristán Vázquez
Jefe de Productos y Procesos Brugarolas S. A
De formación ingeniero industrial
especializado en metalurgia, después
de una primera etapa profesional en
la industria del componente del automóvil
y la industria siderúrgica
centra sus esfuerzos en el campo de
la lubricación y la tribología
Con formación complementaria en
la áreas de marketing, dirección y
coaching, lleva mas de 30 años colaborando
con la firma Brugarolas S.
A. desarrollando lubricantes y aplicaciones
para la industria en general,
especializandose en grasas y lubricantes
especiales de alta tecnología
y prestaciones.
Dedicado también a la formación y
sensibilización a profesionales del
área de mantenimiento, ingeniería
y producción, donde se destaca de la
importancia de una buena lubricación
para obtener los más altos niveles
de productividad y excelencia.
1. Brugarolas S.A. es una compañía química que
desde 1885se dedica a la producción de todo tipo de
grasas y lubricantes, fluidos para metalúrgica. ¿Cuáles
son sus principales áreas de negocio?
Nuestras principales áreas de negocio se centran
en la industria, destacándose la industria
del automóvil, siderurgia, alimentación,
industria del cemento, energías renovables, sector
ferroviario, industria del papel, textil, minería, naval.
Industria química,fabricantes de maquinaria y primeros
equipos en general, etc
Brugarolas es uno de los mas importantes fabricantes
de lubricantes del mercado español donde aprox.
el 33 % de su negocio se centra en el mercado exterior,
suministrando lubricantes a mas de 30 países
alrededor del mundo , siendo las grasas lubricantes la
familia de productos de mayor demanda en el mercado
internacional.
2. Las grasas lubricantes son hoy en día un elemento
básico para el mantenimiento industrial, ya que no
existe ninguna máquina por sencilla y simple que
sea que no requiera lubricación.
¿Qué características tienen las grasas lubricantes de
Brugarolas S.A.? ¿Existe alguna diferencia respecto
a otras que se encuentran en el mercado?
La principal ventaja competitiva que ofrece brugarolas
S.A a sus clientes es la posibilidad de disponer de
amplia gama de grasas especiales en muchos casos diseñadas
a medida, que se ajustan a las necesidades concretas
del cliente mejorando sus costes y resolviendo
sus problemáticas especificas de lubricacion y desgaste.
Ademas brugarolas S.A dispone de todas las herramientas
necesarias para encontrar la solución mas
idónea en cuanto al diseño y fabricación de grasas lubricantes,
por disponer de la gran mayoría de los espesantes
utilizados en la formulación de grasas , que
unido a un potente laboratorio de i+d+i en una de las
plantas de fabricación mas importantes de Europa
en la fabricación de grasas, hacen de Brugarolas un
partner muy idóneo para nuestros clientes.
Fabricar una grasa es una ciencia y un arte, requiere
de una gran experiencia y una alta tecnología de formulación,
producción y control, elaborar una grasa
puede llevar mas de 20 hrs. ya que se trata de un
proceso complejo,que consiste básicamente en la
elaboración de un espesante (poliureas, sulfonatos
de calcio, complejos de litio, aluminio, bario, calcio
etc) luego una dispersión del mismo en un aceite
(minerales, sintéticos) mas un proceso de enfriamiento
controlado,aditivación, (anti-desgastes, extrema
presión, antioxidantes y anticorrosivos etc)
con una etapa final de desairado, homogeneizado y
filtrado, para conseguir así finalmente un lubricante
semi-sólido, estable, de aspecto suave, adherente,
de alta capacidad sellante y lubricante; que es capaz
de soportar las mas severas condiciones de trabajo
a la que normalmente se pueden ver sometidos,
gran variación de temperaturas, altas cargas , altas
velocidades, presencia de agua y agentes químicos y
lubricación de larga vida.
3. ¿Puede un lubricante mejorar el proceso de fabricación?
¿Hasta qué punto es importante utilizar un
buen lubricante en la maquinaria de una empresa?
Efectivamente un lubricante puede mejorar considerablemente
un proceso de fabricación, mejorar sus
costes y aumentar su productividad.
La disminución de averías de la maquinaria, el aumento
de la vida útil de los equipos, la reducción de
los tiempos de mantenimiento y engrase. Un menor
consumo de energía eléctrica son algunas de la variables
mas importantes que pueden verse afectadas por
una correcta lubricación
Tanto el uso de los lubricantes adecuados como su
correcta aplicación garantiza el funcionamiento correcto
de todos los equipos empleados en un proceso
productivo. Evitando paradas no planificadas de
mantenimiento, que pueden originar grandes perdidas
por paradas de producción y demoras en las entregas
del producto fabricado con los mayores costes
asociados a toda esta problemática
El uso del lubricantes que den las mejores prestaciones,
que permitan trabajar con altos margenes de
seguridad, donde el precio por kilo del lubricante
no sea el único parámetro a tener en cuenta, sino su
servicio y el impacto que tiene el lubricante mismo
sobre todo el proceso productivo es la forma mas profesional
de evaluar un lubricante
Dicho en otros términos y como ejemplo, medir la
duración de rodamientos o el mecanismo a lubricar,
parámetros de funcionamiento, duración de equipos.
Cantidad de lubricante empleado, consumo de energía,
posibilidad de reducir frecuencias de engrase, duración
del lubricante empleado etc son parámetros a
tener en cuanta a la hora de intentar mejorar nuestros
sistemas de lubricación
4. ¿Cuál es el perfil de cliente con el que suelen trabajar?
Trabajamos con todo tipo de clientes y perfiles, dependiendo
de la actividad industrial podrá exigir trabajar
con normativas especificas del sector como es el
caso de la industria alimenticia,automóvil, minería etc
Nuestros interlocutores son ingenieros de producto,-
diseñadores, jefes de mantenimiento. Directores de
producción y directores de compras, etc
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Entrevista - Ricardo Sacristán Vázquez
Noticias
AAAAA
La AEM y la Fundación Salvetti
Nuestra filosofía siempre es aportar valor a nuestros
clientes ya que somos conscientes de la importancia
de uso de buenos lubricantes.
Resolución de problemáticas técnicas de distinta naturaleza,
rendimiento. Compatibilidad con nuevos
materiales,durabilidad, nuevas exigencias de las condiciones
de trabajo,altas y bajas temperaturas. Altas
cargas, contaminaciones, etc, exigencias de biodegradabildad
o de contacto directo incidental con alimentos
pueden ser algunas de las problemáticas planteadas
Brugarolas S. A. por su vocación de servicio al cliente
tratara de buscar la mejor solución calidad /precio
que de satisfacción al cliente
5. ¿Podría citarnos algunos de los proyectos en los
que están participando?
Participamos en varios proyectos , algunos dentro
instituciones como la elgi (european Lubricating
Grease Institute) donde trabajamos en distintas áreas
como ser: nuevas grasas biodegradables, grasas de altas
prestaciones para la industria alimenticia, grasas
para el sector ferroviario, grasas de larga vida para la
industria del automóvil, nuevos lubricante para generadores
eólicos etc
Tenemos proyectos estratégicos con clientes a nivel
internacional que apuntan a una mejora concreta en
temas de lubricación y nuevos productos, en las diferentes
actividades industriales que estamos presentes.
6. Alguna otra cosa que quiera añadir.
Valoramos positivamente a la revista mantenimiento
que contribuya a dar visibilidad a la “tribología y la
lubricación” ya que estamos convencidos de la importancia
que tiene en nuestra sociedad esta disciplina
Disminuir el desgaste y la fricción, mediante el empleo
de lubricantes estables de altas prestaciones y de bajo
impacto ambiental, permite un avance y crecimiento
continuo de nuestra sociedad en varias disciplinas
• Mayor productividad de los sistemas productivos
y de transporte
• Menores pérdidas por fricción/calor/desgaste
etc
• Mayor eficiencia energética
• Menor generación de contaminantes
• Menor impacto ambiental
• Mayor calidad de nuestro ecosistema
Brugarolas S .A con mas de 135 años de experiencia
en el campo de la lubricación intenta de contribuir
día a día el desarrollo de esta apasionante disciplina.
Este pasado mes de abril, nuestro compañero y
miembro de la Junta de la Asociación Española de
Mantenimiento (AEM), el Profesor de la UniversitatPolitècnica
de València, Bernardo Tormos ha sido
nombrado miembro de la Fundación Salvetti (www.
salvettifoundation.com).
La Fundación Salvetti es una organización sin ánimo de
lucro, creadapor el empresario y filántropo italiano Stefano
Salvetti. En los propios estatutos de la Fundación
se establece que sus propósitos son: el apoyo a la ciencia
y la investigación científica, así como la educación y la
formación, especialmente en ámbito del Mantenimiento
Industrial. Para ello, se fijan en dicho estatuto como actividades
y objetivos concretos:
• El apoyo a la educación y la formación continua de
estudiantes, investigadores y jóvenes profesionales en
el ámbito del Mantenimiento Industrial.
• El reconocimiento de la excelencia científica o tecnológica
en el campo del Mantenimiento Industrial.
• El apoyo al intercambio de experiencias e información
en el campo del Mantenimiento industrial entre
estudiantes y jóvenes profesionales.
• Apoyo a las relaciones entre ingenieros, investigadores,
centros de investigación y universidades activos
en el área de Mantenimiento Industrial.
• El apoyo a las actividades a nivel nacional e internacional
de las correspondientes sociedades de mantenimiento
La faceta quizás más conocida de la Fundación Salvetti,
claramente alineada con las tareas anteriormente
mencionadas, es la de patrocinador de los premios
europeos del Master ThesisAward, PhD ThesisAward
y el premio europeo de Mantenimiento que viene entregando
la EFNMS desde hace más de 15 años y de
los que la AEM participa presentando a los mismos
como candidatos a los correspondientes premiados a
nivel nacional en las correspondientes categorías.
De manera más reciente, la Fundación Salvetti también
se ha convertido en sponsor de los premios EU-
CYS (EuropeanUnionContestfor Young Scientists),
una iniciativa de la Comisión Europea con el objetivo
de la promoción de la cooperación e intercambio
entre jóvenes científicos y su guía para el desarrollo
de futuras carreras en ciencia y tecnología (http://eucys2016.eu/about/eucys/).
Con este nombramiento, la AEM afianza una estrecha
colaboración con dicha Fundación y refuerza su
presencia y visibilidad en Europa a través de la misma.
Enhorabuena a nuestro compañero Bernardo y mucha
suerte en este nuevo reto.
CURSO AEM. Cómo abordar los problemas de corrosión en la
industria por los técnicos de Mantenimiento
La corrosión de los metales es uno de los factores más
importantes del deterioro de muchas instalaciones y
equipamientos, con el lamentable resultado de la interrupción
del funcionamiento de los activos afectados
y de los costes necesarios para la reparación o
renovación del equipo y de su protección.
Con el objetivo de ofrecer la mejor forma de proteger
los activos a fin de evitar la corrosión y estudiar
y debatir las principales causas responsables de ésta,
la Asociación Española de Mantenimiento (AEM)
organizó el pasado 19 de mayo en Barcelona un curso
de formación.
Según los profesores del curso, Adrià Gomila, Presidente
de Guldager Electrólisis i Francesc Salvi, asesor
técnico de Pinvisa, existen soluciones preventivas
relativamente simples, que no se suelen aplicar por la
escasa divulgación del fenómeno de la corrosión y de
los métodos para evitarla o detenerla.
La formación contó con la asistencia de un amplio
número de responsables de mantenimiento de importantes
empresas españolas.
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Noticias
Directorio de
Proveedores
Jornada técnica: eficiencia energética y legionella.
Influencia de la corrosión, protección y mantenimiento
de los grandes acumuladores de acs
La corrosión de las instalaciones de un edificio es un
fenómeno que origina pérdidas de rendimiento, disminución
de la eficiencia energética y problemas sanitarios
derivados de la disminución de la calidad del
agua y de los riesgos de proliferación de la legionella.
Todo ello comporta asumir unos costes de reparación
y sustitución, así como el incumplimiento de las previsiones
de amortización de las inversiones realizadas.
Para analizar y debatir sobre cómo solucionar esta
problemática, la Asociación Española de Mantenimiento
(AEM) organizó el pasado 18 de mayo
en Madrid una Jornada Técnica sobre la Eficiencia
Energética y la Legionella, encuentro que contó con
la colaboración de la Asociación Técnica Española
de Climatización y Refrigeración.
Adriá Gomila, de la empresa Guldager Electrólisis
realizó una ponencia en la cual propuso soluciones a
los problemas de corrosión, eficiencia energética y a
los riesgos de la legionella.
INSCRIPCIONES
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