Control de Contaminación de Lubricantes y su Impacto en la Confiabilidad

Introducción

En el contexto actual, cualquier industria ha de realizar una adecuada administración de sus funciones, es decir, ha de llevar a cabo acciones mediante las cuales consiga un aprovechamiento óptimo de los recursos humanos, técnicos, materiales y financieros para conseguir sus objetivos. En definitiva, ha de obtener los máximos resultados productivos minimizando el uso de sus recursos. Esta estrategia se está implementando en la mayoría de las industrias que, a su vez, ven en la confiabilidad una necesidad fundamental para lograr las metas de la organización y, en muchos casos, su supervivencia.

Ilustración 1 La confiabilidad en una planta implica a toda la organización
Ilustración 1 La confiabilidad en una planta implica a toda la organización

La visión tradicional de la confiabilidad de instalaciones industriales se ha asignado siempre a la función de mantenimiento. Sin embargo, la óptica moderna establece que la función de la confiabilidad es el resultado conjunto y coordinado de todas las áreas de la planta, incluyendo operación, mantenimiento, almacén, compras o ingeniería.

La lubricación de maquinaria es una de esas tareas que el mantenimiento tradicional ha encajonado como una mera actividad preventiva (entendiendo como preventivas aquellas acciones efectuadas a intervalos fijos con la intención de disminuir la tasa de fallos) Con esta concepción, las tareas de lubricación son generalmente definidas como simples revisiones de niveles, engrase y sustitución de aceite. En este contexto, a los técnicos que realizan las funciones de lubricadores se les proporciona escasa o ninguna formación técnica al respecto ya que la gerencia considera que esas tareas son básicas y cualquiera puede mirar un nivel de aceite, quitar un tapón o usar una pistola de engrase. Lamentablemente, esta forma de pensar ocasiona pérdidas millonarias a las industrias. Veamos algunos datos interesantes al respecto:

• Cerca del 60% de las fallas de maquinaria se relacionan con una lubricación deficiente o con la contaminación de los fluidos lubricantes por agua o partículas (K. Bannister “Lubrication for Industries”, 2005)
• Las pérdidas por malas prácticas en los procesos de lubricación representan el 1,6% del PIB mundial (Instituto Jost del Gobierno Británico, 2012)
• La presencia de partículas en los sistemas hidráulicos representan hasta el 80% de las causas de averías (Vickers, fabricante de sistemas hidráulicos para la industria)
• Los componentes mecánicos pierden sus funciones en un 70% debido a la degradación superficial por mala lubricación (M.I.T. Dr. E. Rabinowicz, American Society of Lubrication Engineers, 1981)
• Un studio llevado a cabo por el doctor P.B. Macpherson centrándose en reductoras de helicópteros militares mostró que el mayor impacto de la filtración y el control de la contaminación ocurrió cuando se eliminaron partículas por debajo de las 3 micras.

Ilustración 2 Las partículas más dañinas (0,5 a 20 micras) son invisibles al ojo humano
Ilustración 2 Las partículas más dañinas (0,5 a 20 micras) son invisibles al ojo humano

Los datos mencionados anteriormente nos permiten concluir que la contaminación de los lubricantes en todo su proceso de utilización (desde la compra hasta la administración a la máquina lubricada) constituyen la causa de más del 80% del desgaste en sistemas hidráulicos (en otros sistemas, este valor puede estar entre el 50 y el 70%) El sentido común nos marca, por tanto, que el diseño de un programa de lubricación proactivo (dirigido a eliminar la causa de falla) puede prolongar la vida de los componentes mecánicos hasta 10 veces cuando:

• Se eliminan las partículas cuyo tamaño es similar al de la película lubricante (entre 0,5 y 20 micras)
• Se mantiene el lubricante adecuadamente refrigerado durante su operación
• Se conserva el lubricante exento de humedad
• Se vigila la salud del lubricante mediante análisis

Lubricantes: Control de Contaminación y Confiabilidad: Las tareas de lubricantes son generalmente definidas como simples revisiones de niveles, engrase y sustitución de aceite, como una mera actividad preventiva

Sin embargo, para administrar las mejores prácticas de lubricación es necesario cambiar el enfoque tradicional que asigna las tareas de lubricación a personal poco especializado, no formado o con poca conciencia de la importancia de sus funciones. También es necesario en muchas ocasiones realizar una reingeniería del programa de lubricación de la planta desde una óptica de la confiabilidad aplicando el rediseño de las tareas e instalaciones. Esto incluye el control de la contaminación, la formación del personal, la creación de procedimientos, el análisis de aceites y la reingeniería de los sistemas de lubricación.

Ilustración 4 La gerencia no suele ser consciente del impacto de la lubricación en los resultados de la empresa
Ilustración 4 La gerencia no suele
ser consciente del impacto
de la lubricación en los
resultados de la empresa

Respecto a la reingeniería de los sistemas de lubricación es interesante mencionar que, en la mayoría de las ocasiones, las máquinas son adquiridas de manera genérica. Por ejemplo, un mismo modelo de reductor de un determinado fabricante se utiliza de forma indistinta y sin modificaciones lo mismo en una planta cementera, en una petroquímica, en una planta de envasado o en un ciclo combinado. Es obvio que en estos diferentes entornos de operación, la máquina no podrá realizar sus funciones del mismo modo, es decir, su desempeño variará sustancialmente. Es responsabilidad, por tanto, del ingeniero de mantenimiento adecuadamente formado en confiabilidad, realizar las modificaciones oportunas para que ese equipo se ajuste al entorno específico de la planta y sus sistemas de lubricación sean diseñados en ese contexto.

Ilustración 5 Es vital estudiar el entorno de operación de la máquina
Ilustración 5 Es vital estudiar el entorno
de operación de la máquina

En definitiva, las tareas de lubricación y control de contaminación deben ser redefinidas para que puedan ser realizadas de manera efectiva, ergonómica y segura. A su vez, los activos que necesitan lubricación deberán ser analizados en función de su importancia dentro del proceso productivo y asignarles sus correspondientes criticidades, que determinarán las tareas de mantenimiento necesarias y el rediseño proactivo conveniente para cumplir con los objetivos de confiabilidad de la planta.

El objetivo final de este trabajo es realizar una reflexión en las siguientes cuestiones:

• ¿Quién es el personal dentro de la organización que se encarga de la lubricación?
• ¿Es personal altamente entrenado o certificado?
• ¿Existen procedimientos de lubricación en la empresa?
• ¿Tienen las máquinas los lubricantes correctos?
• ¿Se controla la contaminación en todo el proceso?
• ¿Es la gerencia consciente del impacto de la lubricación en las cuentas de la empresa?
• ¿Se promueve una conciencia colectiva sobre la importancia de la lubricación?

Control de contaminación durante el ciclo de vida

La selección del lubricante

En primer lugar, es necesario seleccionar el lubricante adecuado para la maquinaria en función de las recomendaciones del fabricante y las condiciones de operación del equipo. Aunque parezca algo trivial, suele ocurrir que no se tiene en cuenta este aspecto y la selección del lubricante se realiza de manera incorrecta. En muchas ocasiones, especialmente cuando el equipo es antiguo, es recomendable consultar con un experto si es necesario mejorar el tipo o la calidad del lubricante originalmente recomendado. Una vez se realiza la selección adecuada (tipo y viscosidad) se determinan los volúmenes y las frecuencias de aplicación y se documentan oportunamente como fichas o procedimientos de aplicación.

Ilustración 6 ¿Se han seleccionado los lubricantes correctos?
Ilustración 6 ¿Se han seleccionado los lubricantes correctos?

Por otro lado, también es recomendable minimizar la cantidad de fabricantes y clases de aceite y grasas en la planta. Trabajar con un solo proveedor tiene multitud de ventajas y, exceptuando casos muy concretos, se pueden hallar fácilmente las equivalencias entre fabricantes a fin de homogeneizar los tipos de lubricantes utilizados. En este sentido, “menos es más”.

Reflexiones sobre este paso

• ¿Se han seleccionado los lubricantes adecuadamente?
• ¿Se ha consultado con el fabricante o asesor técnico?
• ¿Se dispone de un registro o base de datos de esta información?
• Si se opta por un equivalente, ¿de veras es válido?
• ¿Se tienen en cuenta las condiciones de operación y el entorno a la hora de seleccionar el lubricante?
• ¿Se ha tenido en cuenta la compatibilidad del lubricante con los materiales constructivos de la máquina?
• ¿Se ha minimizado el número de tipos y fabricantes de lubricantes?

Recepción y almacenamiento

El correcto almacenamiento, manejo y administración de los lubricantes comienza con la selección del espacio adecuado donde resguardarlos. Posteriormente hay que tener en cuenta los aspectos necesarios para asegurar que el producto se conserve en condiciones óptimas hasta su aplicación a la maquinaria. Tras el proceso de compra del lubricante, en la recepción del mismo es necesario asegurar que lo recibido es realmente lo pedido y que cumple con los requisitos de calidad predefinidos. Si el producto viene acompañado de una hoja de especificación o análisis, se ha de comparar con la especificación técnica. Realizar adecuadamente esta comprobación puede ahorrarnos muchos problemas en las etapas posteriores. Finalmente se identifica y etiqueta adecuadamente antes de almacenarlo. Esto permitirá una localización rápida y sin errores en la fase de aplicación a las máquinas.

Ilustración 7 Un caso común del mal almacenaje

El almacén de lubricantes

El almacén de lubricantes no puede ser cualquier instancia de la planta: ha de cumplir con una serie de características específicas que aseguren la adecuada conservación y administración de los lubricantes. Estas características mínimas han de ser las siguientes:

  1. No puede ser un lugar a la intemperie. Ha de ser un edificio cerrado completamente a fin de proteger los lubricantes de los efectos nocivos de las condiciones meteorológicas (polvo, humedad, calor, frío, etc)
  2. Los accesos al edificio han de ser controlados: cualquiera no puede entrar al edificio y lo ha de hacer de forma que no introduzca contaminantes (por ejemplo, mediante el uso de calzas)
  3. El suelo del almacén ha de ser de cemento o cualquier otro material que no genere polvo y permita una fácil limpieza
  4. Ha de disponer de una iluminación adecuada intrínsecamente segura
  5. Adecuadamente ventilado pero con dispositivos para impedir la entrada de polvo o excesiva humedad
  6. A ser posible, con control de temperatura y humedad
  7. Ha de diponer de cubetos u otros dispositivos de retención de fugas o vertidos (evitar el uso de adsorbentes tipo pellets o polvos) así como los elementos de protección contra incendios y otros dispositivos de seguridad necesarios
Ilustración 8 Orden y limpieza: la clave de un buen almacén de lubricantes

Dentro del almacén, los lubricantes han de ser dispuestos siguiendo estas recomendaciones:

  1. Cada lubricante debe contar con un espacio físico dedicado en proporción a las cantidades máximas almacenables.
  2. Las áreas deben estar limpias y delimitadas para su fácil identificación y control
  3. Se han de utilizar carteles y etiquetas identificativas, que contengan:
  • El fabricante y tipo
  • Ficha técnica
  • Fecha de recepción y caducidad del lubricante
  • TAG o identificación interna
  • Máximos y mínimos de existencias
  • Ficha de seguridad
  • Un color o simbología de identificación únicos

4. Evitar almacenar los lubricantes próximos a oxidantes, disolventes y otros productos químicos

5. Aplicar el principio de rotación de inventarios para la entrega de productos: primeras entradas, primeras salidas.

Ilustración 9 La documentación y etiquetado de los lubricantes es vital para una adecuada gestión
Ilustración 9 La documentación y etiquetado de los lubricantes es vital para una adecuada gestión
Ilustración 10 La disposición física y el uso de accesorios minimizan la entrada de partículas y humedad
Ilustración 10 La disposición física y el uso de accesorios minimizan la entrada de partículas y humedad

De forma habitual, los lubricantes son transferidos del almacén general o bien directamente a la maquinaria o a un almacén intermedio o “cuarto de lubricación”. En ese lugar, los lubricantes se llevan a contenedores más pequeños o se incorporan en los diferentes dispositivos o envases con los que se aplicarán a la maquinaria (aceiteras, pistolas de engrase, dispensadores automáticos, etc) En este proceso se debe tener especial cuidado ya que es uno de los pasos en que se puede introducir contaminación en el lubricante o cometer errores mezclando grasas o aceites, contaminando nuevamente el producto. Por lo tanto, se han de seguir una serie de recomendaciones mínimas a fin de conservar en buenas condiciones este espacio:

  • Áreas destinadas y claramente marcadas para cada producto
  • Área dedicada y señalizada para la disposición de carros de filtración
  • Área de archivo de documentación
  • Señalización del tipo de producto mediante etiquetas
  • Armarios con puertas para guardar las herramientas y recipientes de aplicación de lubricantes tales como pistolas de engrase, aceiteras, filtros, niveles ópticos, etc.
  • Área para adecuada gestión de residuos
  • Disposición adecuada de contenedores y bidones para minimizar la entrada de aire (humedad) y partículas al lubricante.
  • Utilización de una bomba dedicada para cada tipo de aceite. Este detalle es esencial para evitar la contaminación
  • Los contenedores intermedios también han de ser dedicados exclusivamente a un solo producto
  • Instalación de bandejas y accesorios de contención y limpieza de derrames
  • El personal ha de acceder limpio para no introducir contaminantes al interior
Ilustración 11 Es imprescindible realizar
 una adecuada gestión de residuos
Ilustración 11 Es imprescindible realizar
una adecuada gestión de residuos

Reflexiones sobre este paso

• ¿Ha venido el lubricante adecuadamente envasado?
• ¿Ha venido el lubricante adecuadamente etiquetado?
• ¿Cumple con las especificaciones del comprador?
• ¿Se controla el nivel de contaminación del lubricante nuevo en la recepción (ISO 4406)?
• ¿Se controla el acceso de personal al almacén
y accede limpio al mismo, usando, por ejemplo, calzas?
• ¿Trae sus correspondientes certificaciones de calidad, análisis u otra documentación?
• ¿Se identifica y almacena adecuadamente?
• ¿Se utilizan accesorios para evitar la contaminación a la hora de dispensar?
• ¿Se mantienen los tapones de bidones bien cerrados?
• ¿Se utilizan dispensadores intermedios y bombas exclusivos para tipo de lubricante?
• ¿Se posicionan adecuadamente los contenedores o bidones para minimizar la entrada de aire (humedad, partículas) al aceite?
• ¿Se gestionan adecuadamente los residuos?

Manejo y aplicación del lubricante

Se tiende a creer que un aceite nuevo es un aceite limpio, exento de partículas. Pero nada más lejos de la realidad. Los aceites nuevos, con mucha frecuencia contienen partículas, procedentes en la mayoría de las ocasiones de restos, rebabas o polvo que el fabricante de contenedores o bidones no elimina. Por tanto es un grave error administrar los aceites a las máquinas tal cual se recepcionan. Es necesaria una filtración previa y para ello multitud de empresas utilizan desde tiempo atrás los carros de filtración, que eliminan partículas y humedad de los aceites nuevos antes de su aplicación a la maquinaria. Si a este hecho se le añade que durante el manejo existe un riesgo real de contaminación, es necesario tomar una serie de medidas preventivas a fin de asegurar que los lubricantes que van a ingresar en las máquinas se encuentran libres de componentes perjudiciales.

Ilustración 12 La presencia de partículas en los aceites nuevos es un grave problema
Ilustración 12
La presencia de partículas en los aceites nuevos es un grave problema
Ilustración 13 Carro de filtración
Ilustración 13 Carro de filtración

Aparte de la filtración previa que hemos mencionado anteriormente, es necesario minimizar la entrada de contaminantes a la hora de utilizar recipientes de transferencia teniendo en cuenta los siguientes puntos:

  • Ha de haber recipientes exclusivos para cada tipo de lubricante
  • Han de ser resistentes y compatibles con los lubricantes que contienen
  • Han de disponer de tapas herméticas que puedan ser cerradas cuando no se utilicen
  • Se ha de evitar el uso de embudos y trapos fibrosos
  • Los recipientes se han de poder inspeccionar y limpiar con facilidad
  • Los recipientes han de estar adecuadamente rotulados y etiquetados para cada tipo de lubricante: utilizar colores identificativos es una buena solución

Sin embargo, contar con los recipientes adecuados no garantiza la aplicación de las mejores prácticas. Es necesario que estos recipientes y herramientas se encuentren siempre limpios y que se establezcan principios de obligado cumplimiento a fin de mantenerlos adecuadamente conservados e identificados. Dependiendo de las condiciones de utilización, los recipientes de transferencia deberán ser inspeccionados periódicamente y en caso de observarse alguna anomalía, se deberán limpiar o desechar oportunamente.

Ilustración 14 El lubricante se puede contaminar fácilmente al manipularlo
Ilustración 14 El lubricante se puede
contaminar fácilmente al manipularlo

En el proceso de aplicación de los lubricantes a la maquinaria se pueden utilizar además otra serie de accesorios para facilitar y minimizar errores en esta tarea tales como anillas de colores en graseras de motores, etiquetas, etc. Otras prácticas proactivas adicionales más seguras y ergonómicas como conectores rápidos, mangueras dedicadas a cada lubricante, toallas de limpieza sin fibras, etc. han reemplazado el uso de embudos o trapos, minimizando la contaminación en el proceso de aplicación de lubricantes a las máquinas.

En lo que respecta a las grasas, es igualmente importante que los métodos de manejo y aplicación se diseñen para minimizar la contaminación. Un programa proactivo procurará eliminar la utilización de métodos tradicionales de relleno de pistolas de engrase con trozos de cartón, espátulas o varillas de soldar, siendo sustituidos por cartuchos de grasa o llenado de los engrasadores con un sistema automático de relleno. Las siguientes recomendaciones son muy útiles para minimizar la entrada de contaminantes y favorecer una cultura proactiva a la hora de engrasar máquinas:

• Utilizar tapones para las graseras de bombas y motores
• Utilizar graseras con válvula de alivio para no dañar los rodamientos y sus cajeras
• Utilizar técnicas de dosificación precisas como los ultrasonidos para evitar los excesos o defectos de grasa en rodamientos
• Limpiar siempre la boquilla de la pistola y de la grasera antes de aplicar grasa
• Utilizar pistolas y anillas identificativas de colores para una identificación rápida y sin errores de cada tipo de grasa

Ilustración 15 La utilización de ultrasonidos a la hora de engrasar es una excelente práctica proactiva
Ilustración 15 La utilización
de ultrasonidos a la hora
de engrasar es una excelente
práctica proactiva

En ocasiones, la aplicación de estos métodos proactivos va a requerir del rediseño de la maquinaria (más adelante se mostrarán algunos ejemplos). Estas modificaciones son sencillas pero necesarias e incluyen, entre otras, el reemplazo de graseras por otras con dispositivos de alivio, instalación de tapones de llenado y drenado, conectores rápidos y rotulación o etiquetado de los equipos para prevenir errores en lubricantes.

Ilustración 16 La utilización de recipientes y pistolas exclusivos y el uso de códigos de colores evita errores
Ilustración 16 La utilización de recipientes
y pistolas exclusivos y el uso
de códigos de colores evita errores

Reflexiones sobre este paso

• ¿Se utilizan carros de filtración para acondicionar el aceite antes de su aplicación a las máquinas?
• ¿Se utilizan recipientes y sistemas de identificación únicos para cada tipo de lubricante?
• ¿Se inspeccionan y mantienen limpias las aceiteras y pistolas de engrase?
• ¿Se evita el uso de embudos y trapos que pueden constituir una fuente de contaminación en sí mismos a la hora de aplicar el lubricante?
• ¿Se limpian adecuadamente las graseras y boquillas antes de la aplicación de grasas?
• ¿Se utilizan ultrasonidos como sistema efectivo de dosificación de grasas?
• ¿Se utilizan sistemas de dosificación automáticos en lugares donde el engrase manual no es conveniente?
• ¿Se realizan modificaciones proactivas en las máquinas para evitar errores en la aplicación del lubricante?
• ¿Está el personal encargado de estas tareas adecuadamente formado y concienciado de su importancia?

Seguimento del programa y mantenimiento predictivo

Una vez que el lubricante correcto y limpio ya está en la máquina realizando su función, es momento de ejecutar las acciones necesarias para mantenerlo en condiciones óptimas, estableciendo tareas de conservación y monitorización de su desempeño. Es en esta parte donde los profesionales formados pueden aplicar sus conocimientos y técnicas para evitar que las principales causas de degradación del lubricantes se presenten.

Un programa proactivo persigue un objetivo muy simple: mantener el lubricante en las cantidades necesarias, limpio, seco y fresco.Para lograr lo anterior, las máquinas han de ser rediseñadas para protegerlas de las partículas, la humedad, la excesiva temperatura y otros contaminantes. Como comentábamos al principio, cada entorno de trabajo de las máquinas presentan oportunidades de mejora que implican el uso de distintas herramientas y tecnologías como respiradores en cárteres y depósitos de circuitos de lubricación, graseras con válvula de alivio, engrasadores automáticos, sistemas de filtración continua, filtros anti-humedad, niveles ópticos 3D, etc. Por otra parte, los técnicos en lubricación han de identificar y controlar las condiciones que suponen un riesgo para la maquinaria o una condición que indica un comportamiento anormal en el lubricante. En definitiva han de realizar un mantenimiento predictivo que puede ser contrastado con otras técnicas como el análisis de vibraciones o los ultrasonidos.

Ilustración 17 Accesorios de confiabilidad: grasera con válvula de alivio, respirador y filtro antihumedad
Ilustración 17 Accesorios de confiabilidad: grasera
con válvula de alivio, respirador y filtro antihumedad

El análisis de lubricantes se convierte en una herramienta imprescindible que persigue un objetivo doble: monitorizar el estado de salud del lubricante (oxidación, aditivos, humedad, partículas, viscosidad) y ser una variable predictiva que permite detectar fallos incipientes en la maquinaria (desgaste de cojinetes, engranajes, etc). En este contexto es fundamental, por tanto, controlar adecuadamente el proceso de toma de muestras de manera que no se introduzcan perturbaciones en el mismo y, como consecuencia, se lleguen a resultados erróneos o a toma de decisiones inoportunas. Por eso, en el proceso de rediseño de la maquinaria se debe considerar la instalación de puertos fijos de toma de muestras, utilización de bombas de extracción que impidan la contaminación y establecer adecuadamente los puntos de muestreo. Así mismo, el personal encargado de estas tareas ha de estar adecuadamente formado y tomar conciencia de la importancia vital de su labor.

Ilustración 18 Puerto de muestreo con tapón y tubo de extensión
Ilustración 18
Puerto de muestreo
con tapón y tubo
de extensión

Un programa proactivo de análisis de aceites lubricantes o hidráulicos por lo general combina las pruebas de campo y el análisis on site (para seguimiento de parámetros globales como la viscosidad o presencia de humedad) con los análisis en laboratorios externos (para análisis más específicos como conteo de partículas y ferrografía). Además, cada vez resulta más común, sobre todo en máquinas especialmente críticas la monitorización on line de los parámetros que caracterizan al lubricante.

Ilustración 19 Sensor online para monitorización de la salud del lubricante
Ilustración 19
Sensor online
para monitorización
de la salud
del lubricante

Por otro lado, un programa adecuado de análisis de lubricantes permite la planificación óptima del cambio del lubricante, es decir, antes de que se convierta en un peligro para la maquinaria por formación de subproductos dañinos como lodos, exceso de partículas de desgaste, alto nivel de oxidación o ausencia de aditivos. En este sentido es importante que los especialistas en lubricación de la planta presten atención al momento de sustitución del aceite en máquinas especialmente críticas. Esta tarea, por lo general ignorada por parte de personal poco formado, puede proporcionar una gran cantidad de información valiosa acerca del estado del sistema de lubricación, del lubricante e incluso de la propia máquina. La inspección por personal entrenado permitirá identificar condiciones anormales de funcionamiento y tomar las medidas preventivas necesarias: revisión de cojinetes, sistemas de sellado o incluso la necesidad de realizar un lavado o flushing del circuito de lubricación antes de efectuar el relleno con aceite nuevo.

Ilustración 20 Personal especializado ha de auditar los sistemas de lubricación
Ilustración 20 Personal especializado ha de auditar los sistemas
de lubricación

Un programa procedimentado de chequeo de los sistemas de lubricación deberá incluir:

-Verificación de niveles y cantidades administradas
-Inspección visual del estado de mirillas
-Análisis in situ de parámetros básicos como viscosidad y humedad
-Fugas de aceite o grasas
-Inspección de las condiciones de almacenamiento
-Inspección del estado de lubricadores automáticos
-Inspección del estado de filtros de aceite y filtros desecantes
-Detección de líneas obstruidas en circuitos de lubricación
-Inspección de accesorios de confiabilidad como respiradores, engrasadores, etiquetas identificativas, tapones, conexiones rápidas, etc.
-Inspección de los recipientes de transferencia y pistolas de engrase
-Inspección de los materiales y sistemas para control y confinamiento de fugas y derrames

Reflexiones sobre este paso

• ¿Dispone la planta de procedimientos para realizar una lubricación adecuada?
• ¿Se inspeccionan periódicamente los sistemas de lubricación?
• ¿Se genera en la planta una conciencia colectiva de la importancia de los procesos de lubricación de clase mundial?
• ¿Existe un programa riguroso de análisis de lubricantes de maquinaria crítica?
• ¿Se toman y manipulan las muestras sin contaminar?
• ¿Está adecuadamente formado el personal que realiza las tomas de muestras?
• ¿Se utilizan recipientes limpios para guardar las muestras y se envían rápidamente para su análisis?
• ¿Se utilizan accesorios de confiabilidad en el rediseño de las máquinas?
• ¿Se rediseñan las máquinas a fin de mantener su lubricante seco, limpio y refrigerado?
• ¿Se inspecciona el aceite desechado tras un cambio?

Gestión de residuos

El paso final del ciclo de vida de un lubricante es su adecuada gestión como residuo una vez agotadas sus propiedades. Esta es una parte del proceso de lubricación que no se puede subestimar. Es importante que los lubricantes usados sean identificados adecuadamente y dispuestos en los recipientes homologados para su posterior gestión como tratamiento como residuo según los procedimientos internos y la legislación vigente. Esto también aplica a los materiales que han estado en contacto con los lubricantes, ya sean trapos, envases, materiales de contención de derrames o filtros.

Ilustración 21 Los lubricantes usadose han de gestionar como residuo siguiendo la legislación vigente y las mejores prácticas posibles
Ilustración 21 Los lubricantes usadose han de gestionar como residuo siguiendo la legislación
vigente y las mejores prácticas posibles

Reflexiones sobre este paso

• ¿Se gestionan adecuadamente los residuos en la planta?
• ¿Se utilizan accesorios para control de derrames y fugas tales como adsorbentes exentos de polvos o fibras?
• ¿Se utilizan contenedores de residuos homologados?
• El personal de mantenimiento, ¿es consciente de la importancia de segregar adecuadamente los residuos de aceite?

Formación

Como se ha resaltado en los diferentes apartados de este documento, implementar una cultura de confiabilidad en la planta basada en el control de contaminación y en buenas prácticas de lubricación pasa por crear una conciencia colectiva orquestada desde la gerencia sobre la importancia de este aspecto en los resultados de la empresa. Tal cultura solamente puede alcanzarse gracias a una adecuada formación del personal técnico y la implicación del resto de áreas. El pasar por alto este aspecto fundamental genera una serie de costes ocultos que inciden muy negativamente en la fiabilidad de las instalaciones. Estos son algunos de ellos:

Análisis de lubricantes caro y sin resultados

• Malas prácticas de toma de muestras, falta de repetitividad o muestras no representativas
• Frecuencia de muestreo inadecuada
• Uso incorrecto de herramientas de toma de muestras y de instrumentos de análisis on site
• Programa de análisis sin definición de alarmas
• Ignorar los estados de alarma de los resultados
• Selección del laboratorio de análisis basándose únicamente en los precios

Problemas no detectados por desconocimiento

• Incapacidad de determinación de fallos en los resultados de los análisis
• Inspecciones de baja calidad de sistemas de lubricación
• Ignorar estado de filtros usados (que aportan valiosa información)
• Imposibilidad de reconocer los procesos de degradación del lubricante
• Falta de rigor en etiquetado e identificación de grasas y aceites
• No reparación de fugas y ausencia de control de derrames

Altos costes de lubricación

• Cambios prematuros del lubricante cuando aún se encuentra en buen estado
• Uso de lubricantes sintéticos sin necesidad
• Mala selección de lubricantes
• Mala aplicación de lubricantes
• Aceptación de lubricantes fuera de especificación
• Mal mantenimiento de los sistemas de lubricación
• Contaminación por mezclas incompatibles
• Falta de rigor en el rediseño y aplicación de accesorios de confiabilidad
• No búsqueda de asesoramiento externo

Errores costosos que conducen a un fallo prematuro de maquinaria

• Errores en la aplicación del lubricante adecuado
• Utilización de lubricante nuevo pero defectuoso o fuera de especificación
• Mezcla de grasas o aceites incompatibles
• Almacenamiento a la intemperie
• Contaminación en todo el ciclo de uso del lubricante
• No realización de flushing periódico en determinados sistemas
• No vigilancia de la viscosidad, partículas o contenido en agua en aceites

Errores que conducen a una operación poco eficiente

• Mala selección de la viscosidad del lubricante
• Mala selección del tipo de grasa y su consistencia
• Lubricar rodamientos por exceso o por defecto
• Mala selección del básico o de los aditivos de un aceite
• Utilización de lubricantes incompatibles con materiales constructivos
• Falta de rigor en la reposición o cambios de aceite

Ilustración 22 La formación es esencial para obtener resultados
Ilustración 22 La formación
es esencial para obtener resultados

Rediseño de instalaciones

A continuación se muestran, mediante varios ejemplos, como el rediseño de las instalaciones de lubricación con una baja inversión pueden significar un incremento significativo en la fiabilidad de las máquinas.

Ejemplo 1 de oportunidad de mejora: engrasadores con alivio

Una pistola de engrasar manual convencional puede generar presiones elevadísimas (hasta 700 bar), que pueden dañar los rodamientos, deformar los sellos e incluso afectar a las cajeras. Introducir un exceso de grasa puede penetrar hasta los devanados del motor (algunas grasas son perjudiciales para el aislamiento del devanado ) incrementar la temperatura de funcionamiento, la fricción y, en definitiva, reducir la vida útil del rodamiento.

Ilustración 23 Grasera con válvula de alivio
Ilustración 23 Grasera con válvula de alivio

Existen graseras con válvula de alivio que permiten desviar la grasa cuando se generan altas contrapresiones durante la aplicación. La instalación de estos accesorios en los motores eléctricos mejora la confiabilidad y, al igual que otros accesorios, requieren de una bajísima inversión.

Ejemplo 2 de oportunidad de mejora: cámaras de expansión

Es muy común que las transmisiones tengan fugas de aceite por los retenes. Estas fugas pueden deberse a diferentes factores, tales como desgaste del retén, alto nivel de aceite, viscosidad baja, movimiento excéntrico del eje, etc. Sin embargo, las estadísticas muestran que el 60 % de las veces que ocurren estas fugas (cuya gravedad puede ser desde una simple pérdida de aceite hasta una avería capaz de provocar un paro mayor o pérdidas millonarias) se deben a la presurización del sistema debido a la expansión del aire por incrementarse la temperatura de funcionamiento. Si se produce alguna obstrucción en los orificios que incluyen las transmisiones para “respirar”, el aire atrapado tenderá a salir por el punto de menor resistencia, generándose daños en el retén y la aparición de la fuga.

Este problema se puede eliminar mediante la instalación de cámaras de expansión que se calculan en función de la expansión volumétrica del aire y permiten amortiguarla evitando el daño a los retenes.

Ilustración 24 Las cámaras de expansión eliminan daños en retenes
Ilustración 24 Las cámaras de expansión eliminan daños en retenes

Ejemplo 3 de oportunidad de mejora: filtros antipartículas y antihumedad

Muchos sistemas hidráulicos tienen componentes como las servoválvulas que son muy sensibles a la contaminación por partículas. Cada vez que la bomba del sistema envía aceite a los pistones, necesariamente entra aire al tanque. El problema es que al ingresar aire, se contamina el fluido hidráulico con humedad y partículas existentes en el entorno. El fluido hidráulico contaminado ingresa a los elementos que acciona a muy altas presiones, ocasionando una erosión superficial que es la causa del 80% de las averías según fabricantes como Parker, Vickers o Rexroth. Para evitar esto, existen filtros respiradores con desecante que eliminan la humedad e impiden el ingreso de partículas mayores a 3 micras. Esta solución sencilla y económica aumenta la vida de los componentes hidráulicos y la fiabilidad de la instalación.

Ilustración 25 Filtros para eliminar el agua atmosférica y las partículas
Ilustración 25 Filtros para eliminar el agua atmosférica y las partículas

Ejemplo 4 de oportunidad de mejora: utilización de ultrasonidos

La lubricación convencional de rodamientos de motores y máquinas con grasa se realiza a intervalos fijos de tiempo y generalmente no se controlan las cantidades a dosificar en cada caso. Por lo general, se suele aplicar grasa en una cantidad excesiva, lo cual incrementa la temperatura del rodamiento por fricción, daña los sellos y guardapolvos e incluso puede hacer que penetre grasa en el devanado del motor, como se comentaba anteriormente.

Ilustración 26 Algo muy común: excesiva aplicación de grasa en motores
Ilustración 26 Algo muy común: excesiva aplicación de grasa en motores

Utilizar un instrumento que detecte los ultrasonidos generados en el punto de aplicación y pueda medirlos u oírlos nos permitirá aplicar la cantidad justa de grasa, que será en el momento en que se minimice la emisión acústica expresada en decibelios.

Ilustración 27 Engrasar utilizando ultrasonidos permite aplicar la cantidad justa de grasa
Ilustración 27 Engrasar utilizando ultrasonidos permite aplicar la cantidad justa de grasa

Ejemplo 5 de oportunidad de mejora: puntos de muestreo para análisis

Son muchas las plantas que tienen un programa de análisis de lubricantes pero jamás han reflexionado en si los puntos de muestreo y las propias muestras son representativas para obtener datos no solo de la salud del lubricante sino de la máquina lubricada. Así, hay compañías que, por ejemplo, toman muestras en los drenajes de cárteres o depósitos (cargados de agua y partículas) en las líneas de inyección de lubricante a las máquinas (que siempre van a estar limpias por haber pasado previamente por los filtros) o con las máquinas paradas (cuando el aceite no se encuentra en movimiento). En esas situaciones y otras, las muestras no son absolutamente representativas de nada. Por contra, instalar los puntos de muestreo en los retornos de aceite al tanque, utilizar tubos de extensión para los puertos de muestreo que extraigan la muestra de una zona adecuada, utilizar bombas para la toma de muestras que eviten la contaminación y tomar las muestras con la máquina en servicio asegura la efectividad y veracidad de los informes de análisis de manera que se llegue a conclusiones acertadas y se conozca el estado real del lubricante y de la máquina.

Ilustración 28 Utilizar bombas de aspiración y puntos de muestreo flujos
Ilustración 28 Utilizar bombas de aspiración y puntos de muestreo flujos

Ejemplo 6 de oportunidad de mejora: engrasadores automáticos

La lubricación de máquinas en lugares de difícil acceso como motores eléctricos verticales o máquinas en zonas de riesgo plantea un problema de seguridad y ergonomía. Por otro lado, existen máquinas cuya lubricación periódica es un aspecto crítico de su funcionamiento.

La instalación de sistemas de lubricación automática permiten asegurar la correcta lubricación y, al mismo tiempo, mejorar las condiciones de seguridad y ergonomía en lugares donde el engrase manual convencional supone un riesgo.

Ilustración 29 Utilizar lubricadores automáticos en puntos críticos o de difícil acceso
Ilustración 29 Utilizar lubricadores automáticos en puntos críticos o de difícil acceso

Ejemplo 7 de oportunidad de mejora: mirillas 3D

Las mirillas convencionales para visualizar los niveles mínimos y máximos en los cárteres de máquinas suelen ser pequeñas, se ensucian con mucha facilidad e impiden ver adecuadamente el nivel en locales con poca iluminación. La solución pasa por instalar mirillas tridimensionales que dan solución a todos los inconvenientes de las mirillas tradicionales.

Ilustración 30 Una mirilla realmente efectiva
Ilustración 30 Una mirilla realmente efectiva

Algunos diseños en policarbonato permiten incluso poder drenar las partículas indeseables y el agua que se acumula en los fondos de los cárteres y depósitos de circuitos de lubricación forzada.

Ilustración 31 Mirilla de policarbonato con drenaje
Ilustración 31 Mirilla de policarbonato con drenaje

Usar estos accesorios permite una inspección rápida del estado de los aceites con una inversión muy baja.

Ejemplo 8 de oportunidad de mejora: filtros con alto valor beta

Utilizar filtros de alta eficiencia limita la cantidad de partículas que ingresan a los sistemas de lubricación. Por lo general es un aspecto descuidado en los planes de mantenimiento, fundamentalmente por desconocimiento del personal técnico implicado. Es importante entender los ratios de filtración. El ratio o valor nominal de la capacidad de un filtro es casi siempre un dato inútil. El ratio nominal básicamente significa que más del 50% de las partículas de un determinado tamaño serán atrapadas por el filtro.

Por contra, el valor Beta es más indicativo de la capacidad de filtración (porcentaje de partículas de un determinado tamaño que será retenido por el filtro). Un filtro de alta eficiencia es aquel cuyo valor de la tasa Beta es alto (mayor o igual que 200)

Ilustración 32 Utilizar filtros de alta tasa Beta incrementa la fiabilidad
Ilustración 32 Utilizar filtros de alta tasa
Beta incrementa la fiabilidad

Si bien es cierto que un filtro de alta eficiencia es algo más caro que los convencionales, la inversión estará bien justificada en términos de fiabilidad.

Conclusiones

La creación de un programa de lubricación de clase mundial requiere de un planteamiento bien fundamentado que generalmente involucra la necesidad de efectuar una reingeniería de las prácticas de lubricación.

Ilustración 33 Cambios mínimos producirán resultados inmediatos
Ilustración 33 Cambios mínimos producirán
resultados inmediatos

Para lograr el éxito en su implementación es imprescindible el compromiso de la gerencia en cuanto a formación de personal, complicidad de todas las áreas de la planta y la necesidad de realizar un rediseño de las máquinas más importantes. Esto incluye la creación de procedimientos para una mejor ejecución de las tareas de lubricación, formación continuada e integración de tecnologías proactivas. Este conjunto de acciones lideradas por la dirección podrá entonces generar una transformación cultural que establezca una nueva forma de lubricar las máquinas a fin de hacerlas más confiables. Un proceso de esta magnitud necesita además del uso de las nuevas tecnologías de la información para una adecuada administración de los conocimientos adquiridos, la gestión de los activos y automatización de tareas a fin de que el tiempo ahorrado se invierta en el análisis de fiabilidad y tareas proactivas. No obstante, cualquier mínimo cambio el los ineficaces procedimientos tradicionales producirá resultados inmediatos y fácilmente medibles que repercutirán muy positivamente en la maquinaria y en los resultados de la empresa.

Autor: Antonio Abejaro Soto

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