Hernán Arcos Peralta, asesor técnico en GLC Lubricantes.
¿Alguna vez tu maquinarÃa industrial ha tenido algún problema de funcionamiento? ¿En tu empresa, taller o escuela han tenido que parar debido a una falla en algún equipo, que no tenga que ver con sus componentes? ¿O al poner en funcionamiento la maquinarÃa se han escuchado ruidos extraños? En ese caso, es probable que esa falla provenga de un problema con la lubricación, la cual es, sin exagerar, un aspecto fundamental en el proceso industrial, es en sà la base del mantenimiento de la maquinarÃa industrial. Pero ¿Qué es la lubricación industrial?
Para entender la lubricación industrial, primero debemos de tener en cuenta algunos conceptos importantes, que nos facilitarán su comprensión. Asà pues, antes que nada, debemos describir el concepto de tribologÃa, la cual está definida como la ciencia y tecnologÃa de la interacción entre superficies en movimiento relativo; esto involucra el estudio de la fricción, el desgaste y la lubricación.
La tribologÃa es importante en los procesos industriales, ya que aproximadamente una tercera parte de la energÃa producida por una máquina se pierde por fenómenos de fricción y desgaste no controlados. Estos fenómenos a su vez, pueden afectar la seguridad, productividad y vida útil de la maquinaria, por lo que evitarlos es de suma importancia, ya que una falla puede ocasionar el paro del proceso e incrementar costos de reparación, puesto que se estima que un mantenimiento correctivo en un equipo puede ser tres veces superior al de un mantenimiento programado. Asà pues, un buen mantenimiento de los equipos en general, pero sobre toda una adecuada lubricación evitará dolores de cabeza en la industria.
Factores que afectan la vida útil de los equipos.
¿Qué son estos factores que tanto afectan a la maquinaria?
La fricción es la fuerza que se opone al movimiento de dos superficies en contacto, y es el resultado del rozamiento de la rugosidad de las mismas superficies. Una elevada fricción entre dos cuerpos genera pérdidas de energÃa por calentamiento, asà como el desgaste de los cuerpos en contacto. Esto se debe a que las superficies no son completamente lisas, sino que tienen imperfecciones (en muchos casos microscópicas) que dificultan el movimiento. La magnitud de esta oposición depende de tres factores, la composición y forma de las superficies, la carga y el grado de lubricación.
Por otro lado, el desgaste hace referencia a la pérdida estructural de la superficie de un material producto de una interacción mecánica constante con otra superficie u objeto. El roce permanente entre las dos estructuras permite apreciar esa pérdida de uno o ambos elementos, resultado de la acción ejercida entre ambos cuerpos.
Asà pues, podemos identificar tres tipos de desgaste:
Desgaste abrasivo: Este ocurre cuando un tercer elemento se interpone entre las dos partes en movimiento, como una partÃcula metálica, o cuando una superficie es relativamente más dura a la otra.
Desgaste adhesivo: En este desgaste ocurren micro-soldaduras producto de un deslizamiento bajo presión o a elevadas temperaturas, ocasionando la adhesión de las partes en movimiento relativo y provocando asà la pérdida del material.
Fatiga superficial: Es la pérdida del material por la aplicación de cargas cÃclicas y tensiones Hertzianas (de contacto). Se producen cuando las partÃculas se separan de la superficie por la acumulación de micro-daños en el material, presentándose en forma de grietas y huecos.
¿Cómo se pueden prevenir?
La lubricación consiste en interponer un elemento intermedio entre dos superficies de contacto que se encuentren en movimiento relativo, y de esta manera poder separarlos y asà disminuir y/o eliminar su área de contacto, consiguiendo asà reducir las posibilidades de desgaste.
Asà pues, el objetivo principal de la lubricación es eliminar la fuerza de fricción mediante una pelÃcula lubricante que separa las rugosidades de las superficies en movimiento evitando que entren en contacto directo. Existen diversos factores que influyen en la pelÃcula lubricante, y por lo tanto afectan el desempeño del proceso de lubricación, como lo puede ser la viscosidad del lubricante, la carga entre las superficies, la cantidad de lubricante aplicado, la temperatura y la velocidad.
Las incontables y diversas necesidades de lubricación existentes en los diferentes procesos de la industria moderna han conducido a la investigación y desarrollo de una gran variedad lubricantes. Actualmente podemos considerar dos grandes grupos de lubricación industrial: los aceites lubricantes conformados por aceites aditivados, y las grasas lubricantes constituidas también por aditivos, jabones cálcicos y lÃticos considerados agentes espesantes que dan cuerpo a la sustancia. Estos lubricantes pueden ser lÃquidos, sólidos o semisólidos:
- LÃquidos: Existen distintos tipos de sustancias que pueden ser tomados en cuenta como lubricantes, y la mayorÃa están compuestos de aceites base minerales derivados del petróleo. Los lubricantes lÃquidos se pueden elaborar con bases minerales, sintéticas, semisintéticas y también de origen vegetal. Los cuales pueden ser utilizados para la lubricación de cualquier tipo de maquinaria en general.
- Semisólidos: Comúnmente denominados grasas, es el tipo de lubricante más utilizado por su capacidad de adaptación en múltiples industrias. Abarcan amplios rangos de temperaturas, velocidades y cargas. Consisten en una base de aceite mineral o sintético y un espesante. Además, pueden aplicarse desde ambientes secos hasta los corrosivos.
- Sólidos: Este tipo de lubricante debe ser utilizado en sistemas que presenten fricción mixta, es seco y es capaz de trabajar en condiciones extremas de carga y temperatura, sin la necesidad de incluir un lÃquido. Los más comunes cuentan con presentación en polvo, pero también son materiales que ofrecen mÃnima resistencia molecular interna.
¿Y sólo eso?
Además de reducir la fricción y el desgaste, existen muchas otras razones para lubricar, entre las cuales se destacan:
Enfriamiento o refrigeración.
Protección contra herrumbre y corrosión.
Sellar partes en movimiento y espacios entre superficies.
Generar un movimiento más libre y aumentar eficiencia.
Limpiar y eliminar residuos.
Prolongar vida útil de los equipos.
Informar del estado de la maquinaria.
Disminuir ruidos y vibraciones.
Trasmitir potencia.
Aislar eléctricamente las cargas.
Tanto los aceites como las grasas se denominan de acuerdo al origen o forma de producción de sus componentes mayoritarios. Hablamos de aceites minerales cuando éstas se obtienen del petróleo crudo a través de un proceso convencional de refinación por destilación y/o de hidrogenación, y de bases sintéticas cuando son fabricadas mediante un proceso de polimerización de olefinas, además de reacciones de otros compuestos quÃmicos para obtener otro tipo de bases sintéticas. Generalmente las bases sintéticas son de mayor calidad y precio que las minerales.
¿Grasas o aceites?
Para seleccionar entre grasas y aceites hay que considerar las diferentes caracterÃsticas de los procesos de producción.
Se preferirá usar grasa lubricante cuando:
Se requiera una mayor adherencia del lubricante a la superficie.
Se necesite un mejor sellado y aislamiento del medio.
Se quiera una excelente protección contra el desgaste.
Se precise una superior lubricación frente a un alto torque y baja velocidad.
Se persiga una máxima protección contra la corrosión.
Se trabaje en un amplio rango de temperaturas de operación.
Se quiera una mejor absorción de ruido y vibraciones.
Se necesite una menor migración del punto de lubricación.
Y se elegirá un aceite lubricante cuando:
El sistema requiera la eliminación de calor a través del lubricante.
Durante la producción se generen partÃculas contaminantes y de desgaste que requieran ser extraÃdas en el lubricante.
Existan regÃmenes de velocidad muy altos, donde es requisito un lubricante de dinámica muy ligera.
Los aceites lubricantes actualmente son el tipo de lubricante más utilizado en la industria. Para que desarrollen una adecuada lubricación en los cuerpos mecánicos deben cumplir los siguientes requisitos:
Mantener las superficies en movimiento separadas mediante una pequeña pelÃcula continúa entre ellas que impida su contacto en cualquier condición de carga, temperatura y velocidad.
Actuar como lÃquido de enfriamiento.
Poseer una estabilidad térmica y resistencia a la oxidación que evite su degradación durante su tiempo de vida.
Proteger las superficies de ataques quÃmicos de agentes atmosféricos o subproductos agresivos.
Impedir la formación de depósitos y/o evitar que se dispersen en el fluido.
¿Qué tan importante es lubricar correctamente?
Como hemos mencionado ya, la lubricación industrial ayuda a reducir la fricción entre las piezas móviles creando una capa que impide el contacto directo. Esto es de suma importancia, ya que, sin lubricación es difÃcil mover una carga a través de una superficie rugosa; con lubricación y prestando la debida atención al diseño de las superficies de los rodamientos, es posible mover una carga de varias toneladas con relativa facilidad.
Al reducir la fricción, se disminuye asà también la cantidad de energÃa que se disipa en forma de calor, reduciendo de esta manera la cantidad de energÃa necesaria para realizar acciones mecánicas. Además de la reducción de la fricción, también disminuye la cantidad de desgaste que se produce durante el funcionamiento, reduce las temperaturas de funcionamiento, reduce la corrosión de las superficies metálicas y ayuda a mantener los contaminantes fuera del sistema.
En definitiva, la lubricación industrial es un asunto de vital importancia en toda la industria. Los lubricantes industriales son tan vitales para un proceso como cualquier otro material o tarea importante en las industrias. Por ello, los lubricantes industriales deben ser conservados en los estándares especÃficos de pureza, y las presiones y temperaturas óptimas deben ser cuidadas en todo el sistema de lubricación industrial. Sin una lubricación adecuada, la maquinaria no funcionará correctamente y eso podrÃa conducir a un fallo completo de la máquina o a una averÃa, lo que obligarÃa a parar el proceso.
Asà pues, existen aceites y grasas especializados para diferentes aplicaciones, lubricantes estándar y de alto rendimiento que pueden ayudar a que los equipos necesarios para los procesos industriales funcionen sin problemas, acorde a su aplicación y medio, incluso en los entornos más difÃciles, y durante largos periodos de tiempo, asegurando la calidad, la sostenibilidad y aportando una mayor fiabilidad. En definitiva, la lubricación es un aspecto esencial para el correcto funcionamiento de maquinaria y equipo vital para los procesos industriales, por lo que una adecuada atención y mantenimiento en este ámbito es de suma importancia en cualquier proceso industrial.
Referencias:
Grupo Pochteca. (2023). Los lubricantes industriales | Grupo Pochteca. Grupo Pochteca | Venta de materias primas para la Industria. https://mexico.pochteca.net/los-lubricantes-industriales/
La importancia de la lubricación industrial - TRACTIAN. (2023, 6 julio). https://tractian.com/es/blog/lubricacion-industrial-analicemos-los-diferentes-tipos-de-lubricantes-y-su-importancia
Sanguinetti, E. (2022). Aceites y lubricantes industriales: qué son y su origen. caloryfrio.com. https://www.caloryfrio.com/aire-acondicionado/aire-instalaciones-componentes/aceites-y-lubricantes-industriales-que-son-y-su-origen.html#:~:text=Los%20aceites%20y%20lubricantes%20destinados,estos%20aparatos%20sea%20el%20adecuado.
Sicma. (2023, 13 marzo). Lubricación industrial: todo lo que necesitas saber. Soluciones Integrales para la Industria 4.0. https://www.sicma21.com/que-es-lubricacion-industrial/Grasas_industriales_lubricantes_semisolidos