Ingeniería de Confiabilidad

AUTOR: Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América. La Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM, por sus siglas en inglés) define a una grasa lubricante como: “Un producto sólido o semifluido producto de la dispersión de un agente espesante en un líquido lubricante. Se le pueden incluir otros ingredientes que le pueden impartir propiedades especiales” (ASTM D4175-09, terminología estándar relacionada con el petróleo, productos de petróleo y lubricantes). Más no siempre es mejor Como lo indica su definición, hay tres componentes que forman una grasa lubricante. Estos componentes son el aceite básico, el espesante y los aditivos. El aceite básico y los aditivos son los componentes más importantes en la formulación de una grasa, y como tales, ejercen un efecto considerable en el desempeño de una grasa. El espesante es a menudo mencionado como una esponja que mantiene el lubricante (base lubricante más los aditivos). Aceite básico La mayoría de las grasas producidas en la actualidad utilizan aceite básico mineral como uno de sus componentes. Estas grasas hechas con aceites básicos minerales brindan un desempeño satisfactorio en la mayoría de las aplicaciones industriales. En temperaturas extremas (baja o alta), las grasas elaboradas con aceites básicos sintéticos tienen una mejor estabilidad. Espesante El espesante es el material que, conjuntamente con el lubricante seleccionado, producirá la estructura sólida o semifluida de la grasa. El principal tipo de espesante usado en las grasas actuales es a base de un jabón metálico. Estos jabones pueden ser de litio, aluminio, arcilla, poliurea, sodio y calcio. Últimamente, las grasas a base de jabones complejos están ganando popularidad. Estos han sido seleccionados por su elevado punto de goteo y su excelente capacidad de soporte de carga. Las grasas a base de jabones complejos son elaboradas combinando jabones metálicos convencionales con un agente acomplejante. La grasa a base de jabón complejo de litio es la más usada a nivel mundial. Son hechas con una combinación de un jabón de litio convencional y un ácido graso de bajo peso molecular como agente acomplejante. Los espesantes no jabonosos están ganando también mucha popularidad en aplicaciones especiales con las encontradas en ambientes de alta temperatura. Las de bentonita y microgel de silicio son dos ejemplos de espesantes que no se funden a alta temperatura. Hay un error de concepto, y es que a pesar de que el espesante es capaz de soportar esa alta temperatura, el aceite básico se oxidará rápidamente bajo esas condiciones, por lo que se requiere de intervalos de relubricación más frecuentes. Aditivos Los aditivos tienen diferentes roles en una grasa lubricante. Los principales incluyen el mejoramiento de las propiedades existentes, suprimir las propiedades indeseables e impartirles propiedades que no tiene el aceite base. Los aditivos más comunes son los inhibidores de oxidación y herrumbre (corrosión), los de extrema presión, los antidesgaste y los modificadores de fricción. Adicionalmente a estos, los aditivos sólidos para lubricación a película límite, como el disulfuro de molibdeno (Moly) o el grafito, pueden permanecer suspendidos en las grasas para disminuir la fricción y el desgaste sin que se presenten reacciones químicas adversas en las superficies metálicas cuando ocurran cargas pesadas y baja velocidad. Función La función de una grasa es permanecer en contacto con las superficies en movimiento y lubricarlas sin generar fugas bajo los efectos de la fuerza de la gravedad, por la fuerza centrífuga o ser desplazada bajo presión. Su principal requisito es que mantenga sus propiedades bajo el esfuerzo de corte a que está sometida en todas las temperaturas experimentadas durante su uso. Aplicaciones adecuadas La grasa y el aceite no son intercambiables. La grasa es usada cuando no es práctico o conveniente usar aceite. La selección del lubricante para una aplicación en específico es determinada comparando el diseño de la máquina y sus condiciones de operación con las características deseadas del lubricante. Las grasas son generalmente usadas para: Máquinas que operan intermitentemente o están almacenadas por largos periodos de tiempo. Dado que la grasa permanece en su lugar, se puede formar instantáneamente una película lubricante. Máquinas de difícil acceso para lubricación frecuente. Pueden utilizarse grasas de alto desempeño para lubricar componentes inaccesibles o aislados por periodos extensos de tiempo sin tener que relubricarlos frecuentemente. Estas grasas también son usadas en aplicaciones llamadas “lubricadas de por vida”, como en rodamientos de motores eléctricos o cajas de engranajes. Máquinas operando en condiciones extremas. Maquinaria operando con alta temperatura y presión, cargas de choque o baja velocidad y alta carga. Componentes desgastados. Las grasas mantienen una película gruesa en donde las tolerancias se han incrementado por el desgaste y pueden extender la vida de componentes que eran lubricados anteriormente con aceite. Propiedades funcionales de las grasas Las grasas funcionan como sello para minimizar fugas y mantener fuera los contaminantes. DDebido a su consistencia, las grasas actúan como un sello para evitar la fuga del lubricante y el ingreso de contaminantes corrosivos y materiales extraños. Actúa también manteniendo un sello efectivo en sellos ya deteriorados. Las grasas pueden ser contenidas más fácilmente que los aceites. La lubricación con aceite requiere de sistemas de lubricación por circulación costosos y complejos accesorios de retención. En comparación, las grasas, en virtud de su rigidez, son fácilmente contenidas con accesorios de retención simples y menos costosos. Las grasas pueden mantener en suspensión los aditivos sólidos. Aditivos sólidos en forma de polvos muy nos, como el disulfuro de molibdeno (Moly) y el gra to, se mezclan con grasas que se utilizan en condiciones de alta temperatura o en aplicaciones de extrema presión. Las grasas mantienen los sólidos en suspensión mientras que en el aceite se asentarían. El nivel del uido no requiere ser controlado ni monitoreado Características Al igual que los aceites, las grasas tienen características propias que deben ser consideradas cuando se seleccionan para una aplicación determinada. Estas características se encuentran en la hoja de datos técnicos del producto e incluyen las siguientes: Bombeabilidad Es la habilidad de una grasa para ser bombeada o empujada a través de un sistema. Prácticamente, la

AUTOR: Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América. El presente artículo es la cuarta parte de una serie de lecciones de “anatomía” dentro de la lubricación de la maquinaria. En este número, se examinan los varios modos en que se crea el desgaste de partículas, junto con las características físicas de cada tipo de partícula de desgaste. Además, se utilizará el análisis microscópico e instrumentaciones similares para proporcionar una inspección profunda de las apariencias únicas de estas partículas y la manera en que éstas se forman. El equipo mecánico se deteriora con el paso del tiempo. Dependiendo del tipo de trabajo y de las condiciones ambientales es que una máquina perdura, y el deterioro mecánico interno puede darse en forma de fatiga, frotamiento, deslizamiento, abrasión y corrosión. Desde una perspectiva macroscópica, el desgaste de partículas que se produce de estos procesos de deterioro puede aparecer en forma de insignificantes briznas de masa que por lo general actúan de manera similar y tienen el mismo aspecto. Sin embargo, desde un nivel microscópico, este desgaste de partículas tiene una morfología (forma y tamaño) y una topografía de la superficie (rugosidad, textura y patrón de superficie) únicas, basados en el proceso de deterioro o modo de desgaste por el cual fue producido. Si se comprenden claramente, la morfología y la topografía pueden ofrecer importantes pistas que pueden utilizarse para prevenir la falla inminente de una máquina. Las partículas de desgaste se pueden definir como partículas producidas a partir de una avería de las superficies dentro de una máquina. Estas partículas pueden variar en rango, desde un tamaño sub-micrométrico de trozos de metal hasta tan grandes como uno pueda imaginarse. Por lo general, el análisis de las partículas de desgaste se enfoca en las partículas pequeñas y destructivas, muchas de las cuales son tan pequeñas que pasan desapercibidas por el ojo humano. Estas partículas pueden ser de menos a 1 micrón hasta 200 micrones de tamaño. Si usted tiene partículas mayores a 200 micrones, probablemente no sea necesario que le digan que tiene un serio problema dentro de su máquina. Muestreo y análisis de las partículas de desgaste Existen varias técnicas de análisis de partículas de desgaste (Ver Tabla 1). Algunos de estos métodos pueden incluso analizar las partículas de desgaste directamente desde la muestra de aceite. La ferrografía analítica requiere que las partículas de desgaste primero sean aisladas de la muestra de aceite recolectada. Las imágenes de fotomicrografía de los ferrogramas o filtrogramas después se estudian utilizando un microscopio óptico. La principal ventaja de la ferrografía analítica es su habilidad para determinar la forma, el tamaño y las texturas de las partículas, así como su habilidad de identificar elementos. La ferrografía utiliza ya sea el magnetismo o la filtración por membrana para recoger las partículas. Los estándares ISO, tal como ISO 16232, ASTM D7670 y D7690 se utilizan para preparar estas muestras de manera adecuada y para analizar las características visuales de las partículas. Estas características observadas permiten conocer cómo y dónde se generaron estas partículas. Ferrogramas A medida que una muestra de aceite fluye por un portaobjetos de vidrio especialmente diseñado llamado ferrograma, se coloca un imán debajo del mismo para atrapar las partículas ferrosas. Las partículas tienden a acumularse en cuerdas a lo largo del campo magnético. Mientras que muchas de las partículas no ferrosas fluirán y no se quedarán atrapadas, algunas otras quedarán sostenidas por gravedad o por contacto con las partículas ferrosas que están atrapadas. Se puede utilizar iluminación tanto por la parte inferior como por la superior para ayudar a caracterizar las características críticas de las partículas. Filtrogramas A diferencia de los ferrogramas, los filtrogramas no tienen ningún sesgo hacia las partículas ferrosas. Como la muestra de aceite es forzada a través de una membrana, cualquier partícula mayor al tamaño de poro quedará atrapada al azar sobre su superficie. Sin embargo, la transmisión de la luz de fondo durante el análisis es deficiente debido a su opacidad. Modos de desgaste Siendo el tipo de desgaste más común, el desgaste por frotamiento (asentamiento) se produce siempre que haya superficies en contacto deslizante una con respecto a la otra dentro de una máquina. Este es el tipo de desgaste, por “asentamiento” que se espera durante el contacto inicial de las superficies. Por lo general, el resultado es una superficie más suave, con bajo desgaste. Las partículas que se producen a partir del desgaste por frotamiento (asentamiento) normalmente tienen forma de plaquetas (bidimensional) y una topografía más suave. Desgaste por corte (Desgaste abrasivo) Este tipo de desgaste anormal se produce cuando entre dos superficies en movimiento, una penetra a la otra. Como su nombre lo indica, las partículas se generan porque una superficie rasga a la otra superficie, creando trozos largos en forma de lazos o virutas. Este modo de desgaste a menudo se compara con las virutas obtenidas del proceso de mecanizado de metales en un torno, pero a una escala más pequeña. Desgaste por rodamiento (Fatiga de la superficie) El contacto rodante entre las superficies produce fatiga en la superficie. Las partículas que se generan a partir de la fatiga de superficie tienden a presentarse en forma de astillas, láminas o esferas. La formación de picaduras y astillas, como resultado de cargas altas sobre una pequeña área de contacto entre las superficies, contribuye a la forma y tamaño de estas partículas a medida que son forzadas a salir de la superficie original. Normalmente, este tipo de desgaste se produce en componentes donde se presenta un contacto rodante, como en los rodamientos de bolas. Desgaste por rodamiento y deslizamiento combinados (Fatiga de la superficie y desgaste adhesivo) Esta combinación anormal de los modos de desgaste se origina por fatiga y rayado de las superficies. Comúnmente, se asocia con los engranajes, especialmente a lo largo de la línea de paso entre los dientes, así como en condiciones donde se presentan altas cargas o velocidades, con una generación excesiva de calor. Por ejemplo, la superficie de contacto de

AUTOR: Gerardo Trujillo, Noria Latín América Publicado en la revista Machinery Lubrication (Abril-Mayo 2007) Con mucha frecuencia, durante nuestros seminarios y en las visitas de asesoría directa en la industria en varios países, nos encontramos con profesionales del mantenimiento que han establecido (o heredado) programas de monitoreo de condición utilizando la tecnología del análisis de aceite. Cuando les cuestionamos acerca de los beneficios que esta tecnología les proporciona, con frecuencia, las respuestas son vagas, en cuanto a los beneficios reales y cuantificables, y hay quienes nos confiesan que en realidad es una buena ayuda para determinar cuándo cambiar el aceite; pocos son quienes pueden establecer beneficios reales y cuantificables concretos. Sin embargo, cuando les cuestionamos acerca de su confianza y beneficio con respecto a otras tecnologías como el análisis de vibraciones y la termografía, su cara cambia; y se aprestan a dar detalles de cómo estas tecnologías han logrado predecir un daño o impedir un paro costoso en su maquinaria. ¿Hablamos de tecnologías superiores?, ¿es realmente el análisis de aceite bueno sólo para detectar condiciones de desgaste avanzado de la maquinaria y una herramienta para saber cuándo cambiar el aceite? En un programa de análisis de aceite convencional, ocasionalmente se toman muestras (muchas veces sin considerar si la muestra está bien tomada o es representativa del sistema), se empacan y envían a un laboratorio externo (o de su proveedor de aceites), para que este le haga un paquete de pruebas ya pre-determinadas y después de unos cuantos días (en ocasiones semanas) se recibe un reporte por correo o por fax (algunos ya lo hacen vía electrónica) de las condiciones físicas, químicas y de desgaste de la maquinaria. Este reporte es revisado por un técnico en la planta, quien con frecuencia carece de los conocimientos para interpretar la información del reporte y revisa las recomendaciones del laboratorio. Si el reporte nos dice que las condiciones son normales y que podemos continuar muestreando al intervalo normal, entonces el reporte se archiva. Si el reporte dice que hay problemas, entonces cambiamos el aceite y la concentración de desgaste baja. Este es el tipo de análisis de aceite que se ha venido utilizando desde hace años, ¿problema resuelto?, ¿hay más información útil en el reporte más allá de las partes por millón de desgaste en mi maquinaria? Objetivos del programa Todo depende del objetivo del programa. Si lo que se pretende es que la tecnología del análisis de aceite nos ayude a incrementar la confiabilidad de la maquinaria, entonces, el establecimiento de un programa de análisis de aceite moderno es la mejor opción. Un programa de análisis de aceite debe ser considerado como una cadena, la integridad y fortaleza de cada uno de esos eslabones debe ser idéntica. Recuerde que la cadena siempre se rompe por el eslabón más débil. La selección de la localización óptima del puerto de muestra, una frecuencia adecuada, la selección de las pruebas a realizar, su adecuado análisis y por supuesto una interpretación hecha por un técnico certificado, pueden hacer de su programa un poderoso aliado para incrementar la confiabilidad de su maquinaria. El proceso del análisis de aceite requiere ser visto como una cadena. Todos los elementos (eslabones) deben ser ejecutados correctamente para proteger la integridad del programa, si alguno de ellos no es consistente, entonces esta cadena se rompe y el programa pierde su objetivo y eficiencia. Un programa moderno de análisis de aceite es muy diferente. Profesionales que han sido educados en el tópico de la lubricación y el análisis de aceite, toman muestras de una manera regular (no esporádica) y se aseguran que sean representativas del sistema. Ellos comprenden realmente la información que produce el análisis de aceite. Los resultados anormales son atendidos de inmediato con acciones de mantenimiento específicas, para regresar el equipo a condiciones normales. Los técnicos certificados en lubricación y análisis de aceite (MLT y MLA), reconocen perfectamente que un lubricante debe estar sano y sin contaminación para poder hacer su trabajo de proteger la maquinaria. Uno de los objetivos que promovemos en nuestros servicios a la industria, es el de introducir y mantener el lubricante “limpio, seco y frío” en su maquinaria. Estos profesionales del análisis de aceite, establecen su programa de tal manera que se mantenga control en estos parámetros proactivos, para de esta forma prolongar la vida de la maquinaria. Reconocen también que la maquinaria puede enviar señales secretas acerca de sus condiciones de operación. En ocasiones el desgaste de la maquinaria puede deberse a condiciones no relacionadas con el lubricante en sí, pero dejando señales que el técnico experto puede reconocer como inicio de falla. Muchas veces estas señales son emitidas por la maquinaria y al ser transportadas por el lubricante, pueden ser capturadas eficientemente por un programa moderno de análisis de aceite hasta 14 veces más rápido que otras tecnologías, consideradas generalmente seguras, como es el caso del análisis de vibraciones y la termografía (dependiendo del modo de falla a monitorear). De esta manera, la integración del análisis de aceite con otras tecnologías, nos permite mantener un mayor control acerca del monitoreo de la condición de la maquinaria. Un programa moderno, utiliza la tecnología, los conocimientos de la operación del equipo y los resultados del análisis de aceite, para establecer acciones específicas de mantenimiento y permitir una lubricación óptima, construyendo proactivamente la confiabilidad de la maquinaria. Partimos, entonces, de la premisa de que el objetivo del programa de análisis de aceite, es identificar la condición física y química del aceite (su salud), su contaminación y las condiciones de desgaste de la maquinaria. Dividiendo el análisis de aceite en estas tres categorías, podemos conocer si el lubricante aún puede seguir trabajando en la maquinaria proporcionando protección (proactivo), si está libre de contaminación que pudiera dañar nuestra maquinaria o degradar el lubricante (proactivo) y por último conocer las condiciones de salud de nuestra maquinaria (predictivo). Cada maquinaria tiene características únicas con respecto a su desempeño esperado, localización, ambiente y programa de mantenimiento. Estas particularidades deberán reflejarse en el

AUTOR: Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América. Sea específico con los problemas relacionados con la lubricación para incrementar la confiabilidad y lograr la excelencia en lubricación. En un intento por racionalizar y las actividades de mantenimiento, muchas organizaciones de manufactura y procesos están lanzando activamente programas de mantenimiento centrado en confiabilidad (RCM por sus siglas en inglés). La metodología de RCM orienta las decisiones de asignación de recursos para asegurar que las actividades de mantenimiento y objetivos de confiabilidad estén estrechamente alineados. A su vez, estos objetivos de confiabilidad están alineados con los objetivos de la organización tales como maximización de las utilidades y patrimonio de los accionistas, seguridad, impacto ambiental, etc., para una óptima operación. Una herramienta importante del RCM es el análisis de modo y efecto de falla (FMEA por sus siglas en inglés). A diferencia del análisis de causa raíz de falla (FRCA por sus siglas en inglés) el cual es utilizado para analizar la falla después de que esta ha ocurrido, el FMEA es un proceso sistemático utilizado para identificar modos potenciales de falla y su efecto antes de que la falla ocurra. En la realidad, FRCA y FMEA trabajan en forma conjunta. FRCA prepara el escenario para el FMEA, lo que a su vez produce un plan para implementar acciones adecuadas de mantenimiento. FRCA está limitado en el sentido de que debe producirse una falla para que pueda ser aplicado, lo que resulta muy costoso para sistemas críticos. Es más práctico estimar por adelantado los modos potenciales de falla y sus consecuencias, o simular una falla en una situación experimental, que esperar a que se produzca la falla antes de que se haya implementado un plan de mantenimiento El profesor emérito del MIT Earnest Rabinowitz estima en su libro, Fricción y Desgaste de los Materiales, que cerca del 70% de los casos en donde los equipos pierden su utilidad, el desgaste y la corrosión son las causas principales de la degradación de las superficies (ver Figura. 1). Expertos en la industria generalmente concuerdan en que entre el 40 y el 75% de todo el desgaste en equipos industriales está relacionado de alguna forma con la lubricación, haciéndola responsable de entre un 25 y un 50% de la pérdida de utilidad de los equipos industriales. A pesar de la prevalencia de las fallas relacionadas con lubricación, la manera en que estas son típicamente documentadas en las plantas es muy informal. Por ejemplo, una repentina pérdida de volumen de lubricante causada por vibración en el tapón en el puerto de drenado y el relleno del sistema con el lubricante equivocado pueden ser catalogados generalmente como una falla en lubricación. Mientras que ambas pueden afectar significativamente la lubricación, los mecanismos mediante los cuales los equipos alcanzan este estado de falla no son comparables. También hay que señalar que las fallas de lubricación son a menudo mal diagnosticadas como falla de rodamientos, bombas, etc., cuando en realidad estos son síntomas de fallas, no las causas. Cuando se identifica correctamente que la falla es por lubricación, la naturaleza de esta falla no es lo suficientemente clara como para ser de utilidad. El FMEA es una excelente herramienta de análisis inductivo que añade precisión para identificar las fallas por lubricación y permite a los administradores de los activos anticipar y planear para ellos estrategias de mantenimiento costo-efectivas. La metodología del FMEA La metodología del FMEA no es nueva. Sin embargo, es nuevo cuando se aplica en la optimización del mantenimiento. Los diferentes componentes y etapas del proceso básico de mantenimiento FMEA se describen a continuación y se ilustran en la figura 2. Enumere los equipos a nivel de sistema y/o subsistema. El grado en que uno desee descomponer el sistema hacia abajo dependerá de la criticidad de la operación. En general se aconseja iniciar a un alto nivel e ir descendiendo según sea necesario más adelante en el proceso. Identifique la(s) función(es) que cumple el equipo para lograr los objetivos de la organización. Por ejemplo, en una operación de estampado, una prensa hidráulica (equipo) debe estampar el material (función) para que la organización logre sus objetivos comerciales. Identifique los modos potenciales de falla. Una falla de la bomba es una manera, o modo, en que una prensa hidráulica falla en desempeñar su función de diseño. Típicamente, se invierte mucho tiempo en diferenciar lo que es una falla funcional de una falla técnica. Los accionistas de la organización a menudo tienen diferentes puntos de vista sobre lo que se define como un estado de falla. Por ejemplo, supongamos que un individuo adquiere un auto deportivo cuya publicidad indica que puede alcanzar una velocidad de 250km/h. En una visita a una pista de pruebas el orgulloso propietario se da cuenta de que su vehículo sólo es capaz de alcanzar los 230 km/h. Técnicamente el vehículo ha fallado. Funcionalmente, el vehículo sólo habrá fallado si viaja a velocidades por encima de los 230km/h, lo cual es un requisito de buena fe para el vehículo. Enumere los efectos potenciales de la falla. Diferentes modos de falla tendrán diferentes efectos en la organización. Si la bomba hidráulica se rompe, esta cesa su función por completo. Si la bomba se desgasta con el tiempo causando que su eficiencia volumétrica decline, la operación puede volverse lenta o puede requerir mayor energía para completar en mismo nivel de trabajo de una bomba funcionando correctamente. Defina el nivel de la severidad. Con la finalidad de comparar y priorizar, es necesario asignar un nivel de severidad a la falla por cada ocurrencia. Esto se refiere al impacto relativo de la falla sobre la operación con respecto a los costos por paro por hora y por duración esperada, costos de reparación, costos por lesiones del personal, costos por limpieza del ambiente, etc. La severidad de la falla suele ponderarse entre uno y diez, siendo uno la menos severa y diez la más severa. Cada organización tiene una definición para lo que es un periodo de paro corto

AUTOR: Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América. El monitoreo y análisis de algunos contaminantes es importante porque son la causa raíz de una degradación prematura del lubricante y falla del motor. Otros contaminantes son síntomas de una condición de falla activa que requiere una respuesta diferente a un simple cambio de aceite. Por ejemplo, un daño en los sellos puede originar una dilución con combustible o una contaminación con glicol y esto no se remedia con un cambio de aceite o cambiando a un lubricante de mejor desempeño. Estos contaminantes son también causa raíz que favorecen la ocurrencia de nuevas fallas. El valor del análisis de lubricantes está en detectar los problemas en su etapa más temprana, antes de que se manifiesten. Cualquiera de los contaminantes descritos anteriormente son capaces de hacer que un motor falle prematura o incluso repentinamente. Cabe resaltar que los problemas son más severos cuando los contaminantes se presentan en forma combinada, como alto hollín con alto glicol o alto hollín con dilución con combustible. Existen numerosos caminos para las fallas y la consecuente secuencia del evento. Miles de motores diésel fallan prematuramente cada año a consecuencia de la presencia de glicol, combustible, hollín y agua en el lubricante. Glicol El glicol se introduce en el aceite de un motor diésel como consecuencia de sellos defectuosos, daño en las juntas, grietas en el cilindro, rotura de la cámara, daño por corrosión y cavitación. Un estudio reveló la presencia de un 8.6% de glicol en una prueba de campo con 100,000 motores diésel. Otro estudio realizado con 11,000 camiones de carga de larga distancia, dio como resultado la presencia de glicol en 1.5% de las muestras y pequeñas de cantidades en el 16% de los camiones. Estos son algunos de los riesgos asociados a la contaminación con glicol: Se requiere sólo un 0.4% de refrigerante con glicol en un aceite de motor diésel para coagular el hollín y causar lodos, depósitos, restricción del flujo de aceite y obstrucción de filtros. De acuerdo con un estudio, la contaminación con glicol incrementa la tasa de desgaste 10 veces por encima de la que causaría una contaminación solamente con agua. El glicol reacciona con los aditivos causando su precipitación. Por ejemplo, un importante aditivo antidesgaste en el aceite de motor, el Dialquil Ditiofosfato de Zinc (ZDDP), formará productos de reacción y obstruirá los filtros al reaccionar con el glicol. Esto conlleva la pérdida de la capacidad antidesgaste y del desempeño antioxidante del aceite. El glicol provoca aferramiento en frío del motor. El etilén glicol produce ácidos corrosivos, incluyendo: ácido glicólico, ácido oxálico, ácido fórmico y ácido carbónico. Estos ácidos disminuyen rápidamente la alcalinidad del lubricante (número básico – BN), dando como resultado una falta de protección frente a dicho ambiente corrosivo y a la oxidación del aceite básico. Las bolas de aceite (contaminantes esféricos abrasivos) se forman por la reacción del aditivo detergente a base de sulfonato de calcio (encontrado en casi todos los aceites de motor) y el glicol. Se sabe que estas bolas de aceite causan daño en los cojinetes de bancada y otras superficies friccionantes de los motores. La contaminación con glicol incrementa sustancialmente la viscosidad del aceite provocando una lubricación inadecuada y un enfriamiento deficiente. Dilución con combustible Arranques frecuentes, excesiva marcha en vacío y condiciones de operación en frío pueden provocar moderados problemas de contaminación con combustible. Una dilución severa (por encima del 2%) está asociada con fugas, problemas en los inyectores y combustión deficiente. Estos son síntomas de condiciones serias que no pueden ser corregidas con un cambio de aceite. Existe una referencia que indica que el 0.36% del consumo de combustible de un motor, termina en el cárter. Algunos problemas asociados a dilución con combustible son: Una dilución con diésel en condiciones de operación a bajas temperaturas produce una fluidez deficiente (aglomeración de ceras). Durante el arranque genera baja presión y desabasto de aceite. El diésel contiene moléculas aromáticas insaturadas, las cuales están catalogadas como pro-oxidantes del aceite. Esto trae como resultado una disminución prematura del número básico (pérdida de la protección anticorrosiva) y un incremento en la viscosidad del aceite a causa de la oxidación, ocasionando depósitos y un leve desabasto de aceite. La dilución con combustible disminuye la viscosidad de un aceite de motor, por ejemplo un 15W-40 a 5W-20. Esto colapsa el espesor crítico de la película lubricante, generando desgaste prematuro en la zona de combustión del motor (anillos-pistón-cilindro) y en los cojinetes del cigüeñal. La dilución con combustible causada por un inyector defectuoso causa el lavado del aceite de las paredes del cilindro, lo que acelera el desgaste de anillos, pistones y cilindros. También causa un alto pase de gases al cárter (blow-by) e incrementa el consumo de aceite (blow-by inverso). La dilución con combustible severa diluye la concentración de los aditivos, disminuyendo su efectividad. La dilución con biodiesel da como resultado mayores problemas que los que normalmente se producen cuando se utiliza el diésel obtenido de la refinación del petróleo. Estos incluyen estabilidad a la oxidación, taponamiento de filtros, formación de depósitos y volatilidad. Hollín El hollín es un subproducto de la combustión, que está presente en todos los aceites de motor diésel en operación. Entra en el motor principalmente por el paso de gases al cárter (blow-by) durante su operación. La presencia de hollín es normal y esperada para un determinado número de kilómetros u horas de uso del motor; si la concentración y el estado del hollín son anormales, es síntoma de que hay algún problema con el motor y/o es necesario un cambio de aceite. Algunos de los problemas relacionados con la contaminación con hollín son: La eficiencia de la combustión está directamente relacionada con la tasa de generación de hollín. Incorrecto tiempo de encendido, filtro de aire tapado y excesiva tolerancia en los anillos causan alta concentración de hollín. Los problemas de combustión no se resuelven con un cambio de aceite. Los nuevos diseños de motores diésel de bajas

AUTOR: Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América. Cuando pensamos en la contaminación de sistemas lubricados normalmente nos enfocamos en la contaminación con agua o partículas. El hecho es que existen muchos otros contaminantes que debemos considerar e intentar controlar. La mayoría de los contaminantes, que incluyen todo aquello que no es parte de la formulación original del aceite, son potencialmente perjudiciales al aceite y a los componentes lubricados. Aunque el aire siempre está presente en el aceite, normalmente se justifica el adoptar medidas para minimizar su presencia. El aire puede existir en cuatro estados en el aceite: disuelto, atrapado, libre y en forma de espuma. El aire disuelto en el aceite existe como moléculas individuales que son similares al C02 disuelto en las bebidas gasificadas. Este aire es invisible y su detección no es práctica. El aire atrapado son pequeñas burbujas, suspendidas en el aceite. Este tipo de contaminación de aire es considerado el más dañino, y puede identificarse por la apariencia turbia del aceite. A pesar de que hay distintas causas que vuelven turbio al aceite, este se puede identificar fácilmente tomando una muestra del aceite y observar si se aclara o no con el paso del tiempo. Si la turbidez del aceite es causada por agua u otro líquido contaminante, debe formarse una capa acuosa conforme la muestra se va aclarando. El aire libre son como bolsas que se encuentran atrapadas en zonas muertas de las tuberías. Mientras se encuentren en esa forma son un peligro latente, ya que al desprenderse y entrar en el flujo de aceite pueden generar un proceso de cavitación muy dañino para las bombas y actuadores hidráulicos, y en otros sistemas puede causar desabastecimiento de aceite y corrosión. La espuma es la otra forma común del aire en el aceite. Típicamente se refiere a la capa estable de burbujas relativamente grandes que se acumulan en la superficie del aceite en el tanque. En algunos sistemas, la espuma en la superficie no causa mucho daño, pero la presencia de una capa de espuma indica un considerable ingreso de aire. Causas de Excesiva Contaminación con Aire Existen varias condiciones que conducen a una excesiva contaminación con aire, y por esta razón existen también varias causas a considerar. La más común es la contaminación con agua. Cuando un aceite lubricante se contamina con agua, se reduce su tensión superficial, por lo que permite que las burbujas de aire en el aceite se separen en partículas más pequeñas que se mantienen suspendidas con mayor facilidad. Muchos otros contaminantes tienen efectos similares, como los solventes, numerosos contaminantes químicos e incluso subproductos de oxidación del aceite. Esta última es la razón por la que el aceite forma más espuma conforme envejece. Otras causas incluyen la pérdida de los aditivos antiespumantes, fugas en la succión, pobre diseño del tanque, uso de una viscosidad inadecuada, o el uso de una cantidad excesiva de aditivo anti-espumante. Bajo ciertas circunstancias, los aditivos anti-espumantes pueden agotarse anormalmente. Con frecuencia esto provoca que los usuarios añadan anti-espumante al sistema y existe la posibilidad de que se añada demasiado. Sea precavido y sigua los lineamientos adecuados cuando intente re-aditivar el aceite. Efectos de la Contaminación con Aire La contaminación con aire puede tener efector negativos en la maquinaria y en el lubricante. El aire puede dañar al aceite al incrementar la tasa de oxidación y degradación térmica, agotando los aditivos, reduciendo su capacidad de transferencia de calor y reduciendo la resistencia de la película. El aceite puede oxidarse cuando sus moléculas entran en contacto con el oxígeno. Es evidente que conforme existe mayor cantidad de aire en el aceite, más rápido se oxida el aceite. Este problema se agrava exponencialmente cuando las burbujas se mueven a las zonas de alta presión en donde el cambio de volumen causa un drástico incremento en la temperatura. Este proceso, algunas veces llamado micro-dieseling, causa también la degradación térmica del aceite. La contaminación por aire puede generar desgaste en la maquinaria por diversos mecanismos. Primero hay que tomar en cuenta que el aire es compresible. Para que el aceite pueda formar una película lubricante adecuada, debe ser incompresible. Cuando el aceite está muy contaminado con aire atrapado, su resistencia de película puede reducirse al punto de colapsarse, permitiendo el contacto metal-metal entre las superficies en movimiento. Dependiendo del tipo de maquinaria este efecto puede ser muy rápido. En ambientes en donde la maquinaria tiene cambios drásticos de presión, como en una bomba hidráulica, el cambio instantáneo y de gran magnitud en el volumen provoca que las burbujas imploten violentamente, lo que genera erosión de las superficies de la maquinaria. En sistemas hidráulicos, el aire atrapado puede provocar problemas tales como movimiento lento o errático, pérdida del control y una mayor propensión a la formación de depósitos en las superficies de las válvulas. Cómo Detectar y Controlar Contaminación con Aire Cuando se presenta repentinamente un problema de espuma en un depósito, hay varios factores a los que se debe poner atención. Primero tome una muestra de aceite del puerto de drenado para verificar la presencia de agua libre. Si el agua es en efecto la culpable, la espuma realmente nos hace un favor al alertarnos del problema del agua. Si no se observa una contaminación severa por agua, tome una muestra de aceite para analizarla e inspeccionar si existe contaminación química, si se añadió un lubricante equivocado o si el aceite está degradado. Otra causa común para un problema súbito de espuma es una fuga en la succión en un sistema de circulación. Este tipo de problema generalmente se puede detectar usando la conocida técnica de la espuma de afeitar. Se coloca un poco de espuma en las juntas y/o en el sello del eje de la bomba. Si esta desaparece, es un indicativo de una junta floja o sellos desgastados, lo que permite el ingreso de aire al sistema Si un sistema tiene un historial de problemas de espumación, puede ser un problema recurrente de

AUTOR: Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América. Como profesor de ingeniería en confiabilidad, generalmente hago analogías en mis clases entre el cuidado del equipo y el cuidado del cuerpo humano para resaltar puntos importantes del gerenciamiento de la confiabilidad durante el ciclo de vida de la maquinaria  – diseño, manufactura e instalación, puesta en marcha, operación, mantenimiento, y disposición. Encuentro que las metáforas son muy útiles para ayudar a la gente a entender los puntos más sobresalientes de este tema. Simplemente afirmo que, algunos puntos del cuidado de la salud van dirigidos a los síntomas de las enfermedades, mientras que otros están en primer lugar enfocados a la causa raíz que lleva a la enfermedad. Lo mismo aplica para el cuidado de la maquinaria. Todo mundo debería estar familiarizado con el interés en su propia salud, lo que hace esto un tema perfecto para análogamente describir la propuesta de valor de la ingeniería de confiabilidad y sus principios básicos. Todo mundo participa, no importa su posición en la organización. Sin embargo, yo soy un ingeniero en confiabilidad, no un doctor. Así que, en lugar de basarme en mi limitado conocimiento en medicina y el cuidado de la salud, he elegido hacer equipo con mi amiga la Doctora Katherine E. Anderson,  una medico naturópata del Centro para el Tratamiento del Cáncer del America’s Southwestern Regional Medical Center, ubicado en Tulsa Oklahoma. La Doctora Anderson es especialista en tratar el cáncer  con métodos naturistas usados integralmente con tratamientos médicos tradicionales como la cirugía, quimioterapia, terapias con radiación, etc. Como naturópata, ella es experta en el gerenciamiento de aspectos proactivos del cuidado de la salud, que al ser llevados de forma correcta, evitan el inicio de la enfermedad. Filosóficamente, los ingenieros de confiabilidad desempeñan un rol similar que los naturópatas con las personas, pero en el terreno del gerenciamiento de la salud de sistemas electromecánicos y procesos asociados de manufactura en lugar de personas. Nuestro trabajo es el de entender y controlar la causa raíz que lleva a la falla de los equipos. Por mucho tiempo hemos localizado los síntomas de las fallas de los equipos. Pero el verdadero enfoque de una planta de manufactura está en la transición de un cuidado reactivo a uno proactivo, el cual requiere un mayor cambio cultural para la mayoría de las organizaciones. Esperamos que este artículo le ayude a comunicar los beneficios de un cuidado proactivo usando analogías que todos puedan entender. La comunicación es un elemento  crítico para el logro de un cambio sustancial en su organización. En este artículo enfocaremos las analogías clave relacionando el cuidado de la salud con el cuidado de los equipos  durante el ciclo de vida del activo. En futuras publicaciones, espero seguir haciendo equipo con la Doctora Anderson para explorar con más detalle temas específicos de confiabilidad de manufactura  usando analogías con el cuerpo humano para facilitar el entendimiento. La Filosofía del Cuidado Proactivo Vs. Reactivo. La asociación Americana del Corazón reporto que en 2005 un total 445,687 personas sufrieron un ataque cardiaco. De esos, un 37 por ciento murieron. En términos de ingeniería de confiabilidad, esto es una falla funcional catastrófica; la muerte es un muy duro primer síntoma. El 63 por ciento restante sobrevive con el corazón dañado – al menos en algún grado – de forma irreparable acortando y disminuyendo la calidad de vida. No hay  forma elegante de reaccionar a un ataque cardiaco y evitar algún nivel de consecuencias negativas. Como contramedida, los médicos recomiendan que nos hagamos exámenes periódicos. Una vez que sobrepasemos cierta edad o si tenemos factores de riesgo, los médicos nos harán un electrocardiograma (EKG por sus siglas en inglés) y otros exámenes para detectar las señales tempranas de alguna enfermedad cardiaca. Si se detectan problemas antes de un ataque cardiaco, el doctor tiene un rango de opciones, incluyendo medicamentos, angioplastia, cirugía  bypass, etc., para interactuar con el problema antes de que alcance un estado catastrófico. Los practicantes generales  típicamente proveen de imágenes durante un chequeo regular. Los especialistas en cardiología típicamente  proveen de cuidados una vez que los signos de una enfermedad cardiaca son detectados. Los médicos holísticos por otro lado, nos motivan a que manejemos nuestras vidas de forma en la que podamos controlar  la causa raíz de una enfermedad cardiaca. El DNA de un individuo influye significativamente en el riesgo de una enfermedad, incluyendo una enfermedad cardiaca. De cualquier forma, investigadores de Harvard han reportado que el mantener proactivamente un cuerpo saludable en peso y composición, haciendo una modesta cantidad de ejercicio diario, comiendo una dieta nutritiva, durmiendo y descansando lo suficiente, absteniéndose de fumar, evitando drogas nocivas o el consumo excesivo de alcohol, etc., podremos evitar el 60 por ciento de enfermedades cardiacas. De la misma manera, monitoreando el colesterol, los triglicéridos, la presión sanguínea, la masa corporal y otros indicadores, nosotros podremos determinar el grado en el que el manejo de nuestro estilo de vida mantiene los factores de riesgo dentro del parámetro. Los practicantes generales, médicos naturistas, especialistas en dietas y ejercicios, entre otros, nos ayudan a mantenernos en línea con un estado de vida saludable. En términos de manejo de la salud, nosotros decidimos como deseamos enfocar nuestro esfuerzo y Recursos para manejar las enfermedades que acortan y reducen la calidad de nuestras vidas – en nuestro ejemplo las enfermedades cardiacas, pero la misma filosofía aplica al cáncer y a otras enfermedades. Nosotros podemos decidir cómo reaccionar a una enfermedad, respondiendo de forma interactiva a ella, con una alerta temprana o proactivamente controlando las causas raíz. Los ingenieros de mantenimiento y demás profesionales suelen tener una función que es similar al médico de urgencias al responder a las fallas funcionales después del hecho de intentar reducir al mínimo los daños y restablecer de manera funcional el proceso de fabricación. Como en el caso del cuerpo humano, a una falla que se le permita propagarse a nivel funcional causa cierto grado de daño permanente. Los ingenieros de mantenimiento predictivo, tecnólogos,

AUTOR: Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América. Para que un programa de lubricación completo y adecuado funcione de manera eficaz y proporcione el mayor retorno de la inversión, se debe considerar todo el proceso de lubricación, desde la recepción hasta la aplicación. A través de este proceso, se pierden oportunidades para aumentar la productividad y confiabilidad de la maquinaria y maximizar los retornos de la inversión en un programa de lubricación diseñado profesionalmente. Una de las oportunidades perdidas más importantes y costosas es el almacenamiento y la manipulación adecuada del lubricante. Muchas instalaciones desconocen el peligro que crean las prácticas inadecuadas de almacenamiento y manipulación de lubricantes y el destino inevitable al que pueden conducir en términos de confiabilidad y ciclo de vida de la maquinaria. La lubricación adecuada no se trata solo de la cantidad correcta, en el momento correcto, en el lugar correcto, sino también de mantener los lubricantes limpios, secos, frescos y debidamente identificados. A continuación, se ofrecen algunos consejos que le ayudarán a delinear las mejores prácticas para el almacenamiento y manejo adecuados de los lubricantes: 1. Diseño y requisitos del cuarto de lubricación Un cuarto de lubricación correctamente diseñado debe ser funcional, seguro y expandible, y debe proporcionar todos los requisitos de almacenamiento y manipulación necesarios para la instalación. El diseño del cuarto de lubricación debe permitir la máxima capacidad de almacenamiento sin que esto signifique el almacenamiento de demasiado aceite y grasa a granel. Limitar la cantidad de almacenamiento de grasa y aceite a granel permitirá que los aceites almacenados se utilicen de manera oportuna. Algunas características clave a considerar son una puerta con acceso limitado, que permitirá registrar cuándo un técnico de lubricación entra y sale del cuarto; área definida para el ingreso de lubricantes nuevos; registro de todas las entradas de lubricantes nuevos; facilidades para la filtración de los lubricantes almacenados; proporcionar los dispositivos de seguridad adecuados; designar suficiente espacio en el piso para armarios de almacenamiento a prueba de fuego para resguardar contenedores de relleno, bombas y pistolas de engrasar, etc.; considerar la inclusión de un escritorio y una computadora para realizar un seguimiento del inventario, muestreo, filtración, recepción, etc. También es una buena idea tener un área de almacenamiento separada para almacenar contenedores a granel, tambores, baldes, etc. 2. Almacenamiento de aceite a granel La primera área de un sistema de almacenamiento y manipulación de lubricantes que requiere atención es el almacenamiento a granel. Ya sea que se almacenen lubricantes en un tanque de 10,000 galones o en tambores de 55 galones, es muy importante asegurarse de que la calidad de los lubricantes no se vea afectada por la contaminación o la sedimentación de aditivos. Para ayudar a garantizar que los lubricantes se mantengan en óptimas condiciones, se debe determinar cuánto lubricante se debe almacenar a la vez. Para ayudar en este proceso, se pueden emplear ciertos pasos, tales como: Determine la tasa de consumo de lubricante. El consumo variará mucho según la industria y el tipo de equipo. Para garantizar que se almacenen las cantidades adecuadas de lubricantes en una instalación, se debe determinar la tasa de consumo. Son muchos los factores que contribuyen, que van desde fugas hasta drenados y rellenos en exceso. Determine la capacidad de almacenamiento de lubricante. La capacidad de almacenamiento de lubricante requerida depende del consumo, pero a menudo hay muy pocos o demasiados lubricantes almacenados al mismo tiempo. La capacidad de almacenamiento adecuada debería maximizar la vida útil, pero permitiendo que se almacene un cierto porcentaje en exceso de lubricantes críticos para situaciones de emergencia. Determine el tiempo de respuesta del proveedor de lubricantes. Este debe ser una métrica que se utilice para ayudar a determinar la cantidad de lubricantes almacenados. Si hay un intervalo de tiempo corto entre las entregas, se pueden almacenar menos lubricantes en sitio, pero si hay un intervalo de tiempo prolongado entre las entregas, la cantidad de lubricantes almacenados en sitio debe tenerlo en cuenta. Una vez que se han determinado la tasa de consumo y la capacidad de almacenamiento, se debe decidir qué tipo de contenedores de almacenamiento se utilizarán. El contenedor de almacenamiento de las dimensiones correctas es un reflejo directo de la tasa de consumo y la capacidad de almacenamiento. Si se determina una tasa de consumo grande, un tanque de almacenamiento a granel grande puede producir los mejores resultados, pero si se determina una tasa de consumo baja, un sistema de almacenamiento montado en un bastidor o tambores de 55 galones pueden producir los mejores resultados. Para instalaciones más pequeñas que tienen una tasa de consumo pequeña, el almacenamiento en tambores o baldes puede ser la mejor opción. 3. Recepción de aceite nuevo A menudo, las técnicas de recepción inadecuadas no hacen más que promover mayores riesgos de ingreso de contaminación, mezcla de lubricantes, etc. Deben existir procedimientos adecuados de recepción por escrito para asegurar que se mantenga el más alto nivel de consistencia y limpieza. Las técnicas de recepción adecuadas deben incluir la filtración de los aceites entrantes. Muchas veces, los aceites nuevos pueden estar más sucios que el nivel de limpieza objetivo de partículas definido. Es decir, si define su nivel de limpieza objetivo de partículas y gasta tiempo, dinero, mano de obra, etc., para lograr estos niveles de limpieza del lubricante en servicio, lo último que desea hacer es contaminarlo con aceites nuevos “sucios”. 4. Control de calidad e debe verificar el control de calidad de los lubricantes entregados por los proveedores de lubricantes para garantizar que se entregue el producto correcto y que la limpieza del lubricante entregado esté a la altura de los niveles actuales de limpieza de partículas y humedad objetivo. Para ayudar a garantizar que sus lubricantes cumplan con sus estándares, el uso del análisis de aceite es una herramienta poderosa y revelará lo siguiente: Calidad de los aceites base (bases lubricantes) Calidad y concentración de aditivos Propiedades de desempeño del lubricante Propiedades de desempeño del espesante (grasa) Eche un vistazo a por qué y cómo analizar aceites nuevos para obtener más información. Los resultados del análisis de aceite y otras variables de aseguramiento de calidad, como contenedores dañados, contenedores oxidados y cualquier otro problema de