Factores que influyen en la degradación de lubricantes sintéticos y minerales


Factores que influyen en la degradación de lubricantes sintéticos y minerales

La degradación de los lubricantes sintéticos y minerales afecta a la operatividad de todo tipo de maquinaria industrial. Si no se toman las medidas adecuadas para evitar que este deterioro dañe componentes críticos o la máquina en su conjunto, esto puede implicar elevados costes por paradas no planificadas e incluso catastróficas.

Cuando se logra reducir el riesgo operacional, por medio de acciones pro activas que garanticen la disponibilidad y mantenibilidad de las máquinas, se incide de forma directa en la productividad del negocio. En este sentido, al realizar una valoración de los diferentes riesgos operacionales en cada uno de los procesos y subprocesos de la operación, cabe destacar la influencia de la vida útil de máquinas rotativas en la mayoría de los procesos productivos. A raíz de esto y conociendo la influencia de la lubricación en el correcto funcionamiento de este tipo de maquinaria crítica,   lleva a preguntarse cuales son los factores que inciden en una buena lubricación y en la vida útil de los lubricantes.

El proceso habitual de degradación de un lubricante se origina a partir de fenómenos asociados con el entorno y el trabajo que realiza el fluido. Algunas de las causas más representativas son:  La oxidación – fenómeno más habitual debido a la presencia de oxígeno en el aire -, la nitración o la sulfatación dependiendo del elemento químico que lo genere La degradación no se produce de  forma  repentina, sino de manera gradual debido a la progresiva aparición de ácidos carboxílicos producto de la degradación. Dicho de otra forma, aumenta la acidez del lubricante.

En función del equipo, ciertos factores afectan a la degradación y prevalecen sobre otros. Hay que considerar que no todos los fenómenos de degradación ocurren en todas las máquinas. Por ejemplo, en una turbina de gas la degradación se produce, sobre todo, por la temperatura, en cambio, en un motor marino, el factor ácido tendrá mayor peso ya que muchos componentes de este tipo atacarán a la maquinaria y el aceite tendrá entonces la misión de evitarlo.

El tipo de base lubricante también tiene influencia sobre el fenómeno de degradación. Las bases consideradas minerales presentan una degradación progresiva en el tiempo, mientras que las bases consideradas sintéticas se observa un comportamiento muy estable.

 

Evolución de la degradación con el tiempo para diferentes bases minerales. Adaptado de “ Graça, B., Seabra, J., Sousa, P., “Lubricant Analysis in Steam Turbines”, Machinery Lubrication (10/2011)”.

 

A la hora de controlar la evolución del aceite lubricante, existen una serie de parámetros de laboratorio que indican con su variación el estado del fluido y se utilizan de manera clásica para establecer los períodos de cambio.

 

Evolución de ciertas propiedades del aceite a lo largo de la vida útil del aceite. Adaptado de “Kew Engineering, Oil Aging and Degradation”.

 

¿Cuáles son las causas de la reducción de la vida útil de los lubricantes?

La temperatura

La temperatura del aceite es un factor que, en gran manera, puede deteriorar su condición. En el caso de lubricantes que trabajan a una temperatura elevada durante largos periodos de tiempo, la reacción de degradación se acelera, por lo que,mantener el aceite a la menor temperatura posible, hace que se prolongue la vida útil de los lubricantes y ayuda a disminuir así,  la velocidad del proceso de degradación.

El oxígeno

El oxígeno es el principal agente causante de la reacción de oxidación de la base lubricante. La reacción de las moléculas del aceite ante el oxígeno se evidencian ante elincremento de la viscosidad, generación de barnices, lodos y sedimentos en el aceite. Otros efectos de la presencia del oxígeno son el agotamiento de los aditivos y en casos extremos puede producirse corrosión y

La contaminación

Ciertas partículas procedentes de la contaminación por agua, polvo u otros agentes externos son catalizadoras de la degradación del aceite, acelerando así las reacciones químicas. En este apartado se incluye también la oxidación por la contaminación con el aire. Otros contaminantes  pueden ser: el propio aceite degradado, las partículas metálicas (por ejemplo de cobre o de hierro), los ácidos o el agua proveniente del sistema.

Proceso en cadena

La degradación del aceite es un proceso que se produce con una reacción en cadena. En el caso de contar con un aceite nuevo que esté expuesto a una combinación de calor, diferentes contaminantes y oxígeno, se producirá una oxidación que dará lugar a la aparición de ácidos, lo que a su vez hace que éstos consuman ciertos aditivos que incorpora el aceite y se acentúe aún más el proceso de degradación. En resumen, se habrá producido una degradación por ácidos que son catalizadores. Este proceso se propaga de manera automática.

 

¿Cómo se puede maximizar la vida útil del aceite lubricante en máquinas críticas?

Existen varios factores que afectan a la vida útil del aceite lubricante,el correcto uso de ciertos aspectos pueden extenderla o por lo menos, evitar una degradación acelerada:

  • Selección adecuada del aceite lubricante. El Grado ISO o la viscosidad del aceite son los parámetros de mayor relevancia, ya que es el indicador prioritario para la capacidad del fluido a mantener separadas las áreas de contacto. El paquete de aditivos adecuado también es importante ya que cubren o mejoran diferentes aspectos del fluido base, como la des aireación del aceite, la antioxidantes para desacelerar los efectos de la oxidación, o la extrema presión para conjuntos de engranajes.
  • Mantener la máquina y el sistema de lubricación en condiciones óptimas de funcionamiento, es decir evitar en la medida de lo posible condiciones de operación fuera del rango habitual del sistema. Salir de estas condiciones de operación pueden hacer, por ejemplo, que aumente el nivel de estrés de la máquina, incrementando la temperatura del aceite y provocando con ello que se acelere la degradación. Saliendo de las condiciones de operación habituales, la generación de partículas o la entrada de aire en el sistema de lubricación podría también aumentar siendo éstos los catalizadores del proceso de degradación. La utilización de filtros adecuados o des aireadores para disminuir el efecto de agentes externos como las partículas metálicas o el agua, puede ser otro factor de interés para poder maximizar la vida útil del aceite.

La monitorización del aceite lubricante puede ayudar a detectar parámetros críticos de la degradación, para así poder optimizar la vida del fluido y finalmente incrementar la fiabilidad de la maquinaría crítica y de los procesos asociados

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