El impacto de la contaminación solida del lubricante, en los costos y confiabilidad de maquinaria

Introducción

Por mucho tiempo se viene hablando de las consecuencias sobre la confiabilidad de nuestro activos por la contaminación del lubricante (aceite o grasa), y mucho deriva de la aplicación de los mismos y/o de su componente crítico; por ejemplo y entre los más relevantes: sistemas hidráulicos y rodamientos. En este sentido, ¿qué nos dicen los fabricantes más renombrados al respecto? Por un lado tenemos a Caterpillar y Parker, quienes en su análisis para sistemas hidráulicos, coinciden en que la contaminación con sólidos puede influir en la ocurrencia de una falla hasta en un promedio del 80%. Sobre rodamientos, SKF y FAG hablan de un 20% de incidencia en una falla, por tener contaminación en la grasa con la que operan; dejando de lado a los hechos de mezclas entre lubricantes que también ingresan en un concepto de “contaminación” y que significan hasta un 35% de las causas de falla.

Estos hechos tienen total coherencia con el análisis realizado por el Dr. Ernest Rabinowicz, en 1985, respecto a la descripción de causas de la “Fricción y desgaste de superficies” en la maquinaria. A continuación, un resumen conceptual.

Por otro lado, también tenemos la investigación y reportes de H. Peter Jost, Ministro británico en educación y ciencia, quien en 1966 llega a la conclusión de que un enfoque de estrategias y esfuerzos sobre estas causas, nos dan más del 53% de áreas de oportunidad para la mejora en la confiabilidad de los activos de una planta.

Con este antecedente, es suficiente para entender que vale la pena velar y enfocar esfuerzos en estrategias proactivas que minimicen la contaminación del lubricantes en la maquinaria, a fin optimizar los recursos y lograr una operación costo-benéfica para la empresa.

Ahora, el tema, la pregunta y hasta la réplica de mucho es: ¿Estos análisis y porcentajes objetivos aplica o se cumple a cabalidad en todos los rubros de la industria y más aún, en Latinoamérica?

Antecedentes de aplicación

En los pocos años que llevo mi experiencia (12 años) como apoyo de una unidad de mantenimiento, también como responsable de provisión de servicios y productos para la industria y hoy en día, dirigiendo una consultora enfocada en servicios para la gestión de lubricación, la respuesta a la pregunta del párrafo anterior es, no. Puesto que las variables van más allá de solo contar y cumplir con indicadores operativos; tiene mucho más que ver con el tamaño de la empresa, sus políticas y alineación de estrategias; tiempos de operación, cantidad operadores y mucho más si estos cuentan con las habilidades y conocimientos específicos; liquidez para inversión; sistemas, estándares y metodologías de análisis y procesos implementados, etc., etc., etc. Sin embargo, es importante recalcar que no estamos buscando lograr lo que nos indica la teoría; lo que buscamos es optimizar eficientemente nuestros recursos a partir de la aplicación de un concepto validado por la investigación científica y aplicativa; como es el “control de la contaminación”.

En el presente artículo, ejemplificaremos esta teoría con la experiencia y caso de éxito de una planta de industria avícola en la ciudad de Santa Cruz, Bolivia, como es Avícola Sofía, planta FAE, cuyo proceso, inicia en la recepción de pollos desde granja, hasta la entrega del producto final para consumo ciudadano.

Como se entenderá, gran parte de este proceso tiene como base una cadena de frío para garantizar la inocuidad y calidad del producto; por lo mismo, los equipos que conforman el corazón de dicho proceso son dos líneas de compresores de frío con gas refrigerante NH3 (amoniaco). A cada línea denominaremos Sistema de Frío 1 (SF1, con 7 compresores) y Sistema de Frío 2 (SF2, con 6 compresores).

Descripción resumida de la aplicación

La planta FAE de Avícola Sofía inicia operaciones en 2014, pero una producción más propia y regular a partir de 2016 y 2017, donde el sistema primario de enfriamiento era SF1 con sus 7 compresores, con un promedio de 180 litros de aceite por cada uno y una potencia de operación de 350 HP. Desde 2018 se incorporaron estrategias de monitoreo de vibraciones, termografía y análisis de aceite, hacia la gestión 2019 en adelante. Efectivamente hasta 2021 solo se había reportado un evento de falla por desfases de aislamiento en el bobinado de uno de los motores de compresor; sin embargo y referente al lubricante, era inevitable notar los altos costos por:

• Fugas de aceite por asentamiento de operación.

• Mano de obra para intervención de cambio y rellenos de aceite.

• Alto consumo de filtros primarios y secundarios de cada compresor por rápida saturación

• Mano de obra por intervención de los compresores para cambio de filtros.

*No consideramos costos por flujo cesante ya que todas las intervenciones fueron programadas.

En una estimación rápida de costos, con datos proporcionado por la empresa, considerando solo las gestiones 2016 a 2018, con un promedio de 7572 horas trabajadas por cada compresor (que equivale a la instalación y cantidad de horas aproximadas trabajadas por los compresores de SF2, que se describirán más adelante), tendríamos:

Posteriormente, en la gestión 2021, la demanda productiva obliga a incorporar una segunda línea de enfriamiento, SF2 con 6 compresores similares a los anteriores. Es aquí donde Avícola Sofía, desde el liderazgo de la unidad de mantenimiento FAE, conscientes de la importancia del control de la contaminación del aceite, se toman acciones incluso desde las actividades de comisionamiento por parte del área de proyectos. Las actividades realizadas fueron:

• Control de la limpieza del aceite entregado en tambores por parte del proveedor, mediante análisis de laboratorio. (Código ISO de limpieza registrado: 23/22/20)

• 1° Sesión de filtración de contaminantes sólidos en el tambor de aceite. (Código ISO de limpieza alcanzado: 14/12/11)

• Trasvase del aceite, del tambor al tanque de cada compresor, mediante sistema móvil de filtración.

• 2° Sesión de filtración de contaminantes sólidos a las 150 horas de operación de cada compresor. (Código ISO de limpieza alcanzado: 18/16/14)

• Análisis de las condiciones del aceite de cada compresor a las 250 horas, para monitorear la degradación del aceite por efecto de los gases, presencia de contaminantes internos o externos y desgaste de los componentes. (Resultados dentro de parámetros normales)

• Análisis de las condiciones del aceite de cada compresor a las 500 horas, para monitorear la degradación del aceite, presencia de contaminantes internos o externos y desgaste de los componentes (Resultados dentro de parámetros normales)

• 3° Sesión de filtración de contaminantes sólidos a las 1500 horas de operación de cada compresor. (Código ISO de limpieza alcanzado: 17/15/13)

• Análisis de las condiciones del aceite de cada compresor a las 4000 horas, para monitorear la degradación del aceite, presencia de contaminantes internos o externos y desgaste de los componentes (Resultados: presencia de contaminantes externos sólidos)

• 4° Sesión de filtración de contaminantes sólidos a las 4500 horas de operación de cada compresor. (Código ISO de limpieza alcanzado: 16/14/10)

Es importante hacer notar que estas actividades tuvieron las siguientes características:

• Al tener monitoreadas y controladas las condiciones del aceite, no se llegó a hacer el cambio del mismo de cada compresor a las primeras 500 horas de operación, solicitado por el fabricante, lo que significó un ahorro de consumo de 1200 litros, equivalente a USD 9.500 aproximadamente. Sin embargo, este dato no será contemplado en el cuadro comparativo de ahorros obtenidos.

• A la fecha, se cuenta con un promedio de 7.000 horas de operación por compresor en la línea SF2.

• Las sesiones de filtración fueron ejecutadas tanto por servicios contratados, como por mano de obra propia tras la adquisición de un carrito de filtración.

• Los análisis de aceite tuvieron un enfoque de monitoreo del periodo de asentamiento de la máquina y luego, según programa antes establecido para equipos críticos.

• La cuarta sesión de filtración fue realizada como medida de control de la contaminación reportada en el análisis del aceite.

• Las actividades de monitoreo de condición de los compresores estuvieron también acompañadas por monitoreos mediante análisis de vibraciones, ultrasonido y termografía, principalmente.

Con esta consideración, la aproximación de costos quedaría de la siguiente manera:

Observemos que:

• En comparativa con los resultados de SF1, se logró un ahorro de aproximado de USD 10.000 a partir de las estrategias implementadas, de monitoreo de condición y control de la contaminación del aceite.

• Existe una notable disminución de consumo de aceite por eventos de fugas y purgas de aceite; además del referente al consumo de filtros, que es lo más representativo.

• Estos resultados de ahorro que no comprometen en lo absoluto las condiciones de disponibilidad, mantenibilidad y confiabilidad de los activos, más al contrario, las potencian, ya que los compresores de la línea SF2, a la fecha no han registrado ningún tipo de evento de falla.

Una visión integral

Es muy importante reconocer que para todo logro tiene que haber un primer paso de decisión y compromiso total, y ese paso estar acompañado de quienes realmente pueden aportar al objetivo, tanto dentro como fuera de la empresa. Esto está ligado netamente a la confiabilidad humana y técnica que tanto el operador, técnico de mantenimiento, ingenieros y líderes de confiabilidad, proveedores, etc., puedan proporcionar a la confiabilidad del activo.

También aceptar que una actividad aislada no dará el resultado que se espera, dentro de las estrategias de monitoreo de condición (vibraciones, termografía, análisis de lubricantes, ultrasonido, análisis eléctrico de motores, etc.) todas se complementan para detectar a tiempo el inicio de una falla potencial y controlarla para que no evolucione; o una falla inminente y prever los recursos de intervención del activo.

Finalmente, trabajar en el resto de áreas de oportunidad de un programa de gestión de lubricación según norma ICML 55, derivada de la ISO 55000, será vital para mejores resultados y que estos sean sostenibles en el largo plazo.

En este caso, la empresa ha ido trabajando en las oportunidades más relevantes que puedan implementarse a corto plazo y que sus efectos hacia mejoras en planta se visualicen de forma rápida. Por ejemplo:

• Mejoras en los procedimientos de toma de muestra

• Implementación de mirillas de nivel

• Identificación de lubricantes y equipos

• Correctas prácticas de almacenamiento

Referencias

• “Fundamentos de lubricación y análisis de aceite”, Proactive, 2020.

• Reporte de Tribología, P. Jost, Inglaterra, 1966

• https://blog.atten2.com/prolongar-la-vida-util-de-las-m%C3%A1quinas-cr%C3%ADticas-por-medio-de-la-tribologia

• Reportes de análisis de aceites, Avícola Sofía, 2021-2022

• Informes técnicos de actividades de filtración, Avícola Sofía, 2021

• Reporte de costos según histórico de datos, Avícola Sofía, 2022.

Marcela Rodriguez Montán

CEO & Founder, at Proactive, MLT I/MLA. Miembro de WIRAM Latam.