Aceleración de la tasa de desgaste, formación de lodos, incremento en la viscosidad del lubricante, incremento de la acidez, aceleración de la tasa de envejecimiento del lubricante, bloqueo de válvulas, daños catastróficos e inexactitud de equipos de monitoreo, son algunas de las consecuencias que acarrean consigo los contaminantes en sistemas lubricados. Obviamente la exclusión de estos contaminantes es la solución a tan desagradables y costosos problemas y por esto es que los fabricantes de equipos dotan sus unidades con variados dispositivos de filtración.
Es por esta razón que los procesos de exclusión de contaminantes de los aceites usados son muy utilizados en aplicaciones industriales con la finalidad de lograr los diferentes objetivos:

• Mantener los equipos y sistemas lubricados operando con lubricantes que posean sus propiedades físico-químicas de forma adecuada para garantizar su desempeño al menor costo posible.
• Disminuir el consumo de lubricantes, debido a reposiciones prematuras por degradación o pérdida del mismo.

Todo lubricante en operación sufre alteraciones de sus propiedades, de acuerdo con las fuentes u origen de los contaminantes, las que se pueden clasificar de la siguiente forma:

• Interna: Oxidación y Degradación de los aditivos, partículas de desgaste de los componentes internos, corrosión, aceite nuevo y/o rellenos y residuos dejados durante un proceso de mantenimiento intrusivo.
• Externa: Contaminación con sólidos y/o líquidos provenientes del medio ambiente y de los procesos propios de la maquinaria y gases provenientes de los procesos que llegan al interior a través de sellos defectuosos, ventilas o respiraderos, tapas de inspección abiertas entre otros.

Figura 1. Contaminantes más comunes por tipo de Industria – VS Consultores

Debido a las múltiples condiciones de operación a las que se encuentran sometidos los lubricantes, no existe un método universal de extracción de contaminantes del lubricante. Por esta razón, a continuación realizaremos una revisión general de las diferentes técnicas disponibles en el mercado:

• Decantación: Es un método poco eficiente, se emplea solamente para contaminantes con un peso específico mayor que el aceite, los cuales se separan por la diferencia de densidades y por la acción de la gravedad. Otras restricciones son que se requiere que el aceite se encuentre en reposo y a una temperatura entre 70° C y 80° C y no es apto para fluidos de alta viscosidad. Para este método se requiere un tanque de permanencia o decantación, así como un calentador, por lo que es un método fuera de línea.


Diferencia de Gravedad Específica (Kg/m3)
Entre agua y aceite a diferentes temperaturas
Temperatura (° C) Aceite Agua
20 888.23 998
40 876.05 992
60 864.04 983
80 852.02 972
100 856.82 975
120 844.22 957
140 816.94 926
Figura 2.

• Centrifugación: Es una técnica para separar contaminantes sólidos y agua del aceite de forma acelerada, utilizando la fuerza centrífuga desarrollada por la rotación del aceite a altas velocidades. Este sistema está diseñado de tal forma que los contaminantes sólidos y el agua libre (no separa agua emulsionada ni disuelta) son canalizados y separados independientemente, la mayoría de los contaminantes sólidos se depositan en el asiento de la carcasa, mientras que el agua es drenada.
Este sistema es apropiado para el tratamiento de sistemas que posean grandes demandas de volúmenes de aceite y el nivel de contaminación sea elevado.


Figura 3. Modelo Esquemático de una Centrífuga

• Vacío: Es un método de extracción que combina la deshidratación con la desgasificación y emplea una cámara de vacío – algunas veces combinado con un dispositivo de calentamiento – para remover agua en sus tres etapas y gases de proceso como sulfuro de hidrógeno, amoníaco, isobutano, entre otros.


Figura 4. Deshidratador por vacío con filtros para sólidos

• Coalescencia: Desde el punto de vista de separación de partículas sólidas, la separación de contaminantes por filtración es el proceso más efectivo a que una vez seleccionado el medio filtrante – papel, fibras vegetales, fibras sintéticas, mallas, resinas – la retención de contaminantes estará relacionada en función a la eficiencia seleccionada, de esta forma se independiza el proceso de purificación de la densidad de las partículas relativas al aceite, quedando por lo tanto sometida la extracción únicamente al tamaño de la partícula contaminante. De igual forma se ha incorporado la capacidad de extraer agua en su estado libre y en suspensión o emulsionada a través de materiales hidrofílicos.

Otra realidad con la que deben lidiar aquellas personas involucradas en el diseño de sistemas de extracción de contaminantes son las restricciones operativas que impone el diseño del equipo, es decir, las exigencias de volumen y presión de lubricantes necesarias para proveer la protección o fuerza – en el caso de sistemas hidráulicos – precisa para garantizar el desempeño de los mismos. Este elemento incorpora una serie de restricciones que, si bien están dirigidas a proteger la maquinaria, no necesariamente tienen el mejor enfoque en lo que se refiere a extracción de contaminantes.
Conociendo las consecuencias que genera un fluido lubricante contaminado operando dentro de un equipo, y las ventajas y beneficios que brinda operar con un lubricante limpio, seco y frío, no es descarado pensar en una alternativa que cumpla con todas las exigencias, es decir, un diseño de filtros en línea con el sistema de lubricación que extraiga la mayor cantidad de contaminantes, sin comprometer las necesidades de caudal y presión de lubricantes, y un sistema fuera de línea capaz de extraer los contaminantes sólidos y el agua hasta los niveles establecidos, garantizando así el desempeño y protección del equipo y generando ahorros directamente relacionados con la extensión de vida de los equipos.


Figura 5. Sistema Lubricado con filtración fuera de Línea

Lo sistemas de filtración fuera de línea, conocidos también como sistemas de purificación tipo riñón, pueden alcanzar altísimos estándares de limpieza de lubricantes. A través del diseño de estos sistemas es posible optimizar el desempeño de los filtros al proveer tasas de flujo correctas y constantes a través del mismo
Tomando esta afirmación como un hecho, se cuenta con una excelente herramienta para la mejora de cualquier programa de control de contaminantes, la cual brindará los siguientes beneficios:
• Reduce los costos asociados a filtración entre un 50 – 80%
• Disminuye las tareas de mantenimiento sobre el equipo
• No requiere paradas de equipo o sistemas para reemplazar los elementos
• Extiende la vida de los componentes lubricados
• Incrementa la vida útil del lubricante
• Incrementa la vida útil de los filtros en línea
• Reduce el tiempo perdido asociado a fallas de los equipos

Cuadro Comparativo
Desempeño de Sistemas con Filtración en Línea
y Fuera de Línea

Figura 6. Comparativo de desempeño de sistemas dentro y fuera de línea

Adicionalmente, los sistemas fuera de línea permiten:
• Realizar labores de mantenimiento sin interrumpir la operación del equipo
• Los sistemas fuera de línea pueden operar 24 horas al día, incluso si el equipo en el que se encuentra instalado está parado.
• Seleccionar el elemento – media filtrante – ideal para la meta de limpieza que se desea alcanzar sin comprometer el caudal ni la presión del aceite.
• Normalmente los filtros fuera de línea tienen mayor capacidad de almacenar contaminantes antes de saturarse, por los que los hace más costo eficientes.











Referencias

1. Brachu, R, Sayles, R. and Macpherson, P. The Influence of Filtration on Rolling Element Bearing Life.
2. Albarracín, Pedro. Tribología y Lubricación. 2ª Edición, 1993
3. Filtration and Separation Technologies, Noria Corporation, 2002
4. STLE, Lubrication Principles.
5. Hydac Technology Corporation, página Web.
6. C.C. Jensen, página Web