Llevo algo más de 3 años viviendo en Houston, Texas y hasta el día de hoy, cuando hablo con algún amigo la primera frase que escucho es “Houston, tenemos un problema”. Una frase extremadamente popular que se ha convertido en un icono para la ciudad texana. Sin embargo, como suele pasar en muchas ocasiones existe una diferencia con la frase original. La NASA lanzó la misión Apolo 13 el 11 de abril de 1970 con el objetivo de realizar su tercer alunizaje, pero debido a una explosión en uno de los depósitos de oxígeno, que casi causa un desastre, el astronauta Jack Swigert se dirigió a la base y dijo, “Houston, hemos tenido un problema”.

Existe una gran diferencia entre tener un problema y haber tenido un problema.

Dentro del ámbito de la lubricación industrial, como en muchos otros, esto puede marcar la diferencia entre minimizar los efectos del problema o asumir las consecuencias del mismo.

Debido al escenario mundial en el que nos encontramos, la cadena de suministro de lubricantes está teniendo muchos problemas. Desde la falta de materia prima para producir aditivos, como lo ocurrido a Afton Chemical debido a las intensas lluvias en St.

Louis que el 26 de julio de 2022 tuvo que declarar una parada no planificada que puede afectar al mercado de aditivos , pasando por un desplome global en la disponibilidad de bidones metálicos para aceites/grasas donde China es el primer exportador mundial, hasta el encarecimiento del transporte marítimo con incrementos hasta de cuatro veces por contenedor y un largo etcétera de situaciones que nunca se habían visto, al menos no todas juntas en un plazo de tiempo tan corto.

En este pequeño articulo me centrare únicamente en las grasas industriales, debido al impacto en la disponibilidad de los activos que las grasas pueden generar en las plantas.

La industria mundial está sintiendo el efecto de las condiciones actuales y esto se traduce para el usuario final en un incremento en los costos de las grasas, baja o ninguna disponibilidad del producto y plazos de entrega extremadamente largos; 8 meses en algunos países. Lo que obliga al usuario a mezclar grasas de diferentes marcas o tipos.

Compatibilidad entre grasas, ¿qué sabemos?

Tengo los ojos puestos en resultados de laboratorio de grasas desde hace algo más de una década, debido a la complejidad que implica su muestreo, análisis e interpretación; es un área con mucho espacio para el estudio e investigación.

Nunca vi nada parecido a lo que está sucediendo desde hace algo más de 15 meses y hablo a nivel global. Como puedes imaginar, la industria se ha visto obligada a mezclar grasas debido a alguna de las razones descritas anteriormente. En muchos casos las mezclas no han tenido efectos negativos en los rodamientos, pero en otros se han producido daños catastróficos o perdida de vida en servicio de rodamientos.

En un último estudio sobre problemas de compatibilidad entre grasas , de un total de 29 casos analizados, 76% sufrieron un fallo funcional del rodamiento, mientras que un 24% un fallo catastrófico. En un 52% de estos casos se tuvo que reemplazar el rodamiento, algunas plantas programaron el reemplazo en un periodo inferior a 60 días mientras que una minoría cercana al 7% tuvo que esperar a que el proveedor del rodamiento lo tenga disponible.

De estos 29 casos, solamente 4, es decir un 14% realizaron un análisis de compatibilidad entre grasas antes de tomar la decisión de añadir la grasa nueva al rodamiento. Pero lo más sangrante de todo esto es que en 3 de estos 4 se dieron problemas de incompatibilidad y dos resultaron en un fallo funcional y uno de ellos en catastrófico.

Desafortunadamente, como ocurrió en estos casos, la determinación de si una grasa es compatible con otra se basó únicamente en el tipo de espesante. Para completar la película hace falta decir que internet está plagado tablas de compatibilidad de espesantes de grasas y en muchos casos las fuentes no son fiables o bien son análisis realizados entre los años 70 y 80’s, donde la química de estos productos era totalmente diferente a la actual.

No hace falta ser un erudito en el tema de grasas para saber que la compatibilidad depende del tipo de espesante, el tipo de aceite base y el tipo de aditivos. Además, la norma ASTM D6185, sirve de guía para entender el comportamiento de mezclas binarias de grasas, aunque no es del todo representativa de lo que ocurre una vez que la grasa entra en servicio. Sin embargo, después de un extenso estudio desarrollando definir un factor que engloba a estos tres componentes de la grasa, el indicador global de lubricación (GLi por sus siglas en inglés) que es determinante cuando la grasa entra en servicio en el rodamiento y que por lo general es pasado por alto al momento de una evaluación, la cualidad de lubricación. Es decir, cómo lubrica.

A grandes rasgos, una grasa es un fluido no newtoniano:

• Aceite: mineral o sintético
• Aditivos: que pueden estar disueltos en el aceite o en suspensión si son sólidos
• Espesante: una red de material que puede ser jabón o no jabonosa y que a su vez puede ser simple o compleja

Son, el aceite y los aditivos, quienes se encargan de lograr la lubricación. Es decir, la separación entre la pista y el elemento rodante mediante una fina película que en algunos casos es sacrificial.

El espesante actúa como una esponja que retiene los agentes lubricadores en su estructura y que, bajo estrés mecánico, sea velocidad o carga, expulsa a dichos agentes para luego volverlos a adsorber en su estructura.

Esta propiedad intrínseca de la grasa se va perdiendo con el tiempo y también debido a otros factores propios de cada entorno operacional. Adicionalmente, la pérdida de propiedades físicas de la grasa puede deberse a la mezcla con otra(s), que tiene como resultado la perdida de propiedades de lubricación y por consiguiente la reducción de la vida en servicio ya no de la grasa únicamente, sino también del rodamiento.

Caso de Estudio: Cuatro de seis

En marzo de este año, recibí una de esas llamadas que comenzaba con un “Houston, tenemos un problema”. La siguiente frase daba pistas claras del problema “la nueva grasa que estamos usando en los rodamientos es de muy mala calidad”.

Una planta de extrusión había tomado la decisión de reemplazar la grasa utilizada en 6 rodamientos de una de las líneas principales debido al incremento de precio y falta de disponibilidad de la que tenían en servicio. Ambas grasas con un espesante en base Litio y en función de la información disponible en la red se concluyó que éstas eran compatibles. Al cabo de unas cuantas semanas un rodamiento sufrió un fallo catastrófico y en las rondas semanales se observó que otros tres habían sufrido un incremento de temperatura de 18°C, por lo que se tuvo que detener su funcionamiento y cesar la producción de las líneas.

Un par de semanas más tarde y después de haber realizado los análisis de las 3 muestras de grasa (en servicio, la nueva y la mezcla) las conclusiones eran clarísimas. Ambas grasas eran de buena calidad, pero con características diferentes.

El GLi de la mezcla mostraba claramente que estaba muy alejado del mínimo requerido y que las propiedades de la mezcla no satisfacían los requerimientos de lubricación del rodamiento.

Este caso refleja uno de los mayores problemas al momento de determinar la compatibilidad entre dos grasas. La compatibilidad no depende únicamente del tipo de espesante. Las características del aceite y los aditivos también necesitan ser analizadas y determinar su afinidad.

En este caso el mecanismo de reacción fue el siguiente:

Una vez que la grasa ha perdido parte del aceite base (y con ella los aditivos disueltos, la temperatura se encarga del resto. Como resultado el interior del rodamiento contiene una pasta semisólida con una textura cristalizada, que es en mayor parte espesante carbonizado.

Terminemos que se hace largo, ¿mezclar o no mezclar?

• Es importante tener en cuenta que la información disponible en la web no es del todo fiable o bien no se aplica a todos los casos y esto no ocurre únicamente con el tema de grasas.
• La determinación de la compatibilidad debe ser realizada por un laboratorio con experiencia no solo en el análisis de grasas, sino que también en la interpretación de los resultados. Existe una gran diferencia entre tener los resultados y definir el comportamiento de la mezcla en el rodamiento y para esto se requiere de conocimiento muy específico.
• Un test de compatibilidad debe incluir al menos: Determinación de tipo y concentración de aditivos, Determinación del tipo de aceite base, Consistencia, Determinación reologica y Test tribológicos.
• Evalúe periódicamente las grasas en servicio. Es necesario saber cómo se comportan y si aportan la lubricación que el rodamiento necesita.
• Reduzca las frecuencias de muestreo e inspección una vez que se ha añadido una nueva grasa al rodamiento.
• Un incremento del consumo de grasa suele ser un indicador de problemas, no necesariamente debe coincidir con un incremento de la temperatura del rodamiento.
• No realice una consolidación de grasas sin antes haber determinado los pros y contras de mezclar lubricantes y basar su decisión en un informe de laboratorio. Es muy cómodo tener una o dos grasas en planta, pero ¿bajo qué riesgo?
• Utilice al menos dos herramientas de PdM para determinar el estado de la lubricación del rodamiento.

Estas recomendaciones pueden representar la diferencia entre tener un problema y haber tenido un problema. Recuerde a Jack, el astronauta del Apolo 13.

Autor: Jorge Alarcón
Global Technical Manager, OCM
jorge.alarcon@bureauveritas.com