El Hombre que Calculaba de Malba Taham es uno de esos libros de infancia que me cautivó por completo y lo llevo siempre conmigo en el recuerdo. Entre otras cosas, cuenta una historia de un hombre que contaba todo, piedras, estrellas ovejas y a saber que más. Por alguna razón contar cosas es un don para algunos y una enfermedad para otros, contar es parte integral de nuestra vida, contamos y clasificamos todo aquellos que se pueda y solemos dar una respuesta o sacar una conclusión en base a estas cuentas.

No muy lejos de esta realidad, el análisis de aceite como herramienta de mantenimiento dedica una parte de sus labores también a contar y clasificar. En concreto el contaje de partículas, nunca mejor llamado, lo que hace es precisamente eso, cuenta! Y ¿qué cuenta? Partículas! Disculpar la redundancia de palabras. Una de las primeras empresas en el mundo en el contaje en aceites fue Diagnetics, hace poco desempolve un manual de uso del equipo, toda una ciencia para aquellos años 80. Posteriormente vendida a Entek, una división de Rockwell Automation en 1997. En los años 90’s surgieron otros innovadores que dieron un impulso a la determinación de partículas presentes en fluidos como el aceite, desde métodos como el bloqueo de poro hasta los últimos desarrollos con la aplicación de un haz de luz (de laser) que determina con mucho mayor precisión la presencia de partículas.

Si bien contar las partículas en el aceite podría parecer un tema relativamente sencillo, existe una confusión muy grande en cuanto a los métodos, la clasificación y la cuantificación de los mismos. Es muy habitual ver hoy en día, a pesar de la accesibilidad a la información en internet, gestores de mantenimiento que piden al laboratorio la prueba de contaje en base a la ISO 4406, cuando esta norma no es la de medición sino la que sirve para reportar el contaje leído por diferentes metodologías. El problema en este caso surge cuando se compara el bloqueo de poro y la medición por láser ambos reportados en base a la ISO 4406, dos test que por sus características intrínsecas no pueden compararse uno con otro. Veamos paso a paso las principales características del contaje de partículas.

Lo que se debe tomar en cuenta

No todos los métodos son iguales y varían en función del tipo de tecnología, el equipo y el aceite entre otros. La tabla siguiente muestra los métodos aplicados hoy en día, preste atención a las palabras resaltadas.

Necesitaríamos unas cuantas horas y algunas páginas para dar la explicación que cada una de las normas merece y probablemente solo un puñado de personas sería capaz de entender realmente el cómo se cuantifican las partículas en el aceite, con lo que la pregunta para el usuario final que pide este servicio al laboratorio seguiría sin ser respondida, ¿qué norma elijo?, ¿cuál es la más adecuada para el tipo de lubricante con el que trabajo?, ¿aplico la misma norma a los aceites hidráulicos que a los de engranajes? Y ahora la pregunta más controvertida de todas, ¿y si el laboratorio con el que trabajo quiere venderme la norma que a ellos le resulta conveniente?

Vamos ahora con los métodos de clasificación disponibles.

Exactamente las mismas preguntas surgirán al leer la tabla 2, sin embargo uno de los métodos resaltan a la vista de cualquiera que haya tenido cierto grado de contacto con temas de filtración, contaje, etc. la ISO 4406 del año 99 es la que predomina en este grupo y seguramente sea la que elija, probablemente sin saber a ciencia cierta la razón. Como primera conclusión solamente al ver estas dos tablas, cualquier usuario final deberá incluir en sus solicitudes tanto la norma de clasificación (cómo se reporta) ISO 4406 así como la norma de cuantificación (cómo se mide).

Sin embargo, este tema que al parecer luce tan sencillo no termina aquí, aún queda una tercera parte que conforma este maravilloso mundo del contaje de partículas, los métodos de identificación.

Proceso en laboratorio

• Contadores automáticos vs contadores manuales.
• Dilución de la muestra debido a viscosidad, contaminación, color.
• Disolventes como isopropanol, mezclas con tolueno, heptano.
• Producción habitual en laboratorio vs control de calidad.
• Métodos y estándares de calibración.

Lo que el usuario final espera obtener al realizar el contaje de partículas en laboratorio suele ser un código como 18/16/13. Como se ha podido observar, este código esconde mucha experiencia y desarrollo por detrás, no es tan simple ni mágico como poner la muestra dentro de un equipo y que el código sea emitido, implica un trabajo precio muy extenso. Pero tal y como es de suponer, todo esto le atañe al laboratorio, que si dispone de estándares de calidad adecuados, conocimiento de la química del aceite y del tipo de contaminación esperada, será capaz, sin problemas, de sortear todas las barreras y emitir el tan deseado código. Desafortunadamente la situación golpea a muchos y la realidad es que muchos laboratorios carecen de alguna o varias de las variables mencionadas y por consiguiente el usuario final recibe un resultado carente de base analítica.

En campo, qué podemos esperar

Uno de los principales problemas del contaje de partículas es creer que todo lo que se reporta es, por un lado partículas sólidas y por otro que puedan ser filtrables. Dependiendo de la química del aceite, un porcentaje de las partículas son orgánicas que a temperatura ambiente se encuentran suspendidas en el aceite. Si se aplicable un método adecuado (y solventes) se eliminará éstas al momento de realizar el contaje y no habrá interferencia en la medición. Por otro lado tenemos las burbujas de aire y agua presente en el aceite; muchos contadores (laser entre ellos) miden estas como si fuesen partículas, porque no son capaces de discriminarlas de una partícula sólida. Volvemos otra vez a la calidad analítica del laboratorio, es posible eliminar el agua y debe ser eliminada de la ecuación.

En muchas solicitudes analíticas de aceite se puede observar una incoherencia técnica, se solicita contaje de partículas y al mismo tiempo se pide la medición del agua por el método de crepitación, con el fin de ahorrar. ¿Se da cuenta de esta incoherencia? Si hay mucha agua el test de agua dará positivo y el de contaje probablemente de N/R, que no se puede reportar debido a la concentración de agua, básicamente que la medición da un resultado similar a 24/24/24 debido a la contaminación con agua. ¿Es un ahorro o una pérdida de tiempo?

Por otro lado, debemos tomar en cuenta que la generación de partículas internas está estrechamente relacionada con la producción de la máquina. Para esto veamos un gráfico comparativo del contaje de partículas y la transmisión de potencia en una multiplicadora.

La curva A corresponde a una multiplicadora en condiciones normales, es fácilmente apreciable que una vez que se alcanza plena carga la generación interna de partículas se mantiene casi constante. La curva B muestra la generación de partículas de la misma multiplicadora inducida a fallo. En este caso la generación de partículas se debe a un proceso de fricción, ocasionado por un defecto provocado, pero demuestra la importancia del conocimiento de dos factores, análisis de laboratorio y conocimiento de campo. En algunos casos, el contaje de partículas tiene una relación directa con los desgastes de la superficie de los componentes. Las partículas de desgaste pueden ser medidas por el contador, por lo que un buen porcentaje (dependiendo de la química del aceite) de la cantidad de partículas en el aceite corresponde con partículas sólidas que pueden ser removidas mediante sistemas de filtración habituales o filtros magnéticos.

Algo sobre los sensores de partículas

No podemos negar que en algún momento los sensores de aceite, en alguna de sus vertientes, serán parte integral de cualquier sistema lubricado. De momento factores como el precio o falta de aplicabilidad por parte del usuario hacen que estos sistemas no hayan tenido la penetración de mercado deseado (si necesita ampliar este tema puede ver mi post sobre el efecto K en sensores de aceite). En sistemas de generación y transmisión de potencia las experiencias demuestran que los sensores pueden aportar mucho a la gestión de producción inicialmente y en un segundo nivel al mantenimiento, desafortunadamente esto no ocurre y se destinan estos artilugios a temas relacionados con filtración única y exclusivamente, ¿sirven para este fin? Sí, pero su máxima aplicabilidad se orienta a la producción. En algunos casos contar con el dato cada diez minutos no es necesario y más aún cuando se trata de máquinas similares en una misma planta, de momento una muestra puntual de aceite no puede ser sustituida por un sensor debido al espectro de pruebas que se cubre en un laboratorio, pero si se orienta hacia el lado de la operación las ventajas combinadas con el análisis de aceite son muy grandes y se pueden obtener beneficios tanto para el área de producción como para el mantenimiento.

Conclusiones

Una de las historias más conocidas del libro mencionado al principio es la del tablero de ajedrez. En esta se cuenta que era necesario compensar al sabio del reino pagándole con una cantidad de trigo que se iniciaba con un grano en la primera casilla del tablero y se duplicaba a medida que saltaba a la siguiente. El resultado es, hasta el día de hoy, solo imaginable 2⁶³ o 763×10⁹ Toneladas métricas. El año 2015 la producción de trigo a nivel mundial alcanzó 708×10⁶ Toneladas métricas. Como habrá podido comprobar, contar es todo un arte. Ya sea granos de trigo o partículas en el aceite y más allá de esto está la interpretación adecuada de lo que se ha reportado.

El contaje de partículas debe ser visto a través de varios prismas, las partículas no son únicamente de contaminación sólida que puede ser eliminable por medios físicos como la filtración. El contaje debe ser visto también desde el punto de vista operacional, donde la generación de partículas está directamente relacionada con la carga o potencia transmitida, debe ser utilizado como parte de un indicador mucho más amplio.

Recuerde, cada vez que solicite a su laboratorio el contaje debe hacer referencia al método de cuantificación más el de clasificación y si desea identificarlas debe añadir el método de identificación.

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