Soluciones a problemas de Aire en el aceite

Gerardo Trujillo C.
NORIA Latín América

El aceite y el agua pueden ser difíciles de mezclar, pero el aceite y el aire no. En realidad casi todos los sistemas hidráulicos y de lubricación, contienen algo de aire. Pequeñas cantidades de aire no representan ningún problema siempre y cuando permanezcan disueltas. Pero aire no disuelto, forma burbujas, excesiva formación de burbujas crea espuma y la espuma si causa problemas.

Las burbujas que no son suficientes para causar espuma, son llamadas aire atrapado. Esto es definido como discretas burbujas de aire separadas por una película relativamente gruesa de aceite. Dichas burbujas, no representan un serio problema en los sistemas de lubricación ordinarios y sistemas hidráulicos, debido a que las presiones de trabajo son bajas y a que el aire no altera la incompresibilidad básica del aceite. (Los sistemas hidráulicos se basan en la incompresibilidad del aceite para transmitir movimientos precisos a varios mecanismos; los sistemas de lubricación, dependen de la incompresibilidad para soportar las altas cargas en rodamientos en delgadas películas de aceite.)

Los problemas de entrada de aire, se incrementan a medida que los diseñadores de sistemas incrementan la presión y flujo del fluido, con un muy pequeño o sin incremento en la capacidad de los tanques. En sistemas de control de alta presión, la entrada de aire ocasiona la compresión del fluido y que los movimientos sean erráticos o imprecisos. La precisión del control, se pierde entonces. En sistemas lubricantes de alta presión, las burbujas de aire causan que la película lubricante se adelgace y permita el contacto de metal con metal, conduciendo entonces a desgaste y vibración de la flecha.

La espuma crea problemas en sistemas tanto de alta como de baja presión y se define como una aglomeración de burbujas de aire, empaquetadas muy juntas, rodeadas con una película relativamente delgada de aceite, que se acumulan en la superficie del aceite. En sistemas de alta presión, la espuma no puede ser tolerada, porque hace imposibles los movimientos precisos.

La espuma en sistemas de baja presión, a pesar de que no interfiere con la operación, puede resultar en un sobrellenado y probable derrame de los depósitos. La espumación, también puede causar que el aire se atrape en los puntos altos de las líneas, si es que la espuma entra en las líneas de retorno. La espuma que entra en las bombas, puede causar ruido, desgaste, cavitación y descarga errática.

Un problema de espumación puede ser analizado Proactivamente siguiendo estas dos simples técnicas y observaciones:

Si en el depósito, el aceite elimina la espuma un tiempo después de haber apagado la máquina, el problema es de entrada de aire.

Si la espumación permanece estable en el equipo aún después de haber apagado la maquinaria y dejarla en reposo, entonces se considera que el problema es de agotamiento de los aditivos antiespumantes y deberá ser localizada la causa de ellos mediante técnicas de análisis de causas y modos de falla.

• Métodos de llenado de los sistemas
• Programas de Mantenimiento Preventivo
• Programas de Mantenimiento Proactivo
• Diseño de los contenedores de aceite (tanques)
• Selección del lubricante.

Si el relleno de aceite a los sistemas es efectuado salpicando, o causa agitación en el momento en que es vaciado en el tanque, el aire puede ser introducido en el sistema. Agregar el aceite mediante una manguera bajo la superficie del fluido, puede prevenir el problema.

Cuando un sistema vacío es cargado con aceite, el aire puede quedar atrapado en los puntos altos. La purga adecuada es crucial. En raros casos, el llenado al vacío puede ser necesario. El procedimiento adecuado es vaciar el sistema utilizando una bomba de vacío y mantener el vacío mientras lentamente se carga el sistema.

Buenas prácticas de mantenimiento preventivo, pueden ayudar a eliminar la entrada de aire y la espumación.

Tres procedimientos básicos son:
Inspeccionar empaques y sellos regularmente; reempacar o reemplazar cuando se requiera para evitar fugas y entrada de aire en el sistema. Monitorear la condición del aceite y niveles de una manera regular. Asegúrese que el nivel de aceite está en los límites adecuados. Verifique que los filtros, centrífugas y otros equipos de purificación se encuentran trabajando adecuadamente.

• Mantenga y controle la limpieza de los tanques, la herrumbre y la oxidación, contribuyen al agotamiento de los aditivos antiespumantes del aceite
• Elimine las posibilidades de ingreso de agua, ya que contribuye a la formación de espuma.
• Filtre y purifique el aceite.
• Purgue los tanques con regularidad
• Retire los contaminantes del sistema rápidamente, debido a que estos contribuyen a la formación de espuma.

Ejemplos de problemas relacionados con diseño y sus soluciones:

Problema: La línea de retorno está localizada inadecuadamente:

Si el fluido retorna al tanque desde un nivel muy alto, el chorro de aceite puede introducir aire al tiempo que salpica en el tanque. Las líneas de retorno bajo la superficie pueden también producir espuma, si el nivel de aceite no es el adecuado. El aire también puede generarse, si la línea de succión y la de retorno están demasiado cerca una de la otra. En este caso el aceite que regresa, es inmediatamente succionado y cualquier cantidad de aire que se pudiera crear, no tiene tiempo de separarse en el tanque.

Solución: Si la espumación resulta de un flujo continuo y constante salpique en el tanque, la línea de retorno deberá ser extendida hasta un nivel bajo la superficie del aceite o instalar una placa inclinada teniendo una esquina bajo el nivel de aceite, para que el fluido regrese suavemente al tanque. Este método permite al aire escapar libremente. Si el aceite de retorno no fluye completamente, asegúrese que el aceite está siendo descargado por encima de la superficie del aceite y sobre la placa inclinada. En otro método utilizado en sistemas circulatorios de turbinas, el retorno es dirigido a través de una malla antes de llegar al tanque. Si el retorno está muy cerca de la línea de succión, cambie la línea de retorno o instale separadores dentro del tanque, para prevenir un flujo directo.

Problema: El tanque es muy pequeño o deficientemente proporcionado.

Algunos sistemas son algunas veces expandidos, adicionando grandes bombas circulantes. Dicha modificación, puede alterar los patrones de flujo, y el recipiente puede no ser suficiente para manejar el incremento del flujo. Si el tanque es muy pequeño o muy profundo, en proporción a su área de superficie, no todo el aire que entra podrá escapar en el tiempo que el aceite está en el tanque y se acumulará hasta formar espuma. El área reducida de superficie, no permitirá a la espuma a extenderse lo suficiente para reventar.

Solución: Instalar un tanque más grande o mejor proporcionado.

Problema: El aire disuelto se libera rápidamente.

El aire disuelto, puede salir de la solución y entrar en el aceite, cuando la presión de éste baja repentinamente. Al llegar al tanque, el aire puede crear espuma. Una caída repentina de presión, puede causar una excesiva succión de vacío en la bomba o tuberías largas, válvulas de medición, orificios y otros mecanismos hidráulicos. La descarga en el tanque, puede también causar una caída de presión repentina.

Solución: Elimine cambios abruptos en tamaños de tubería o mangueras, especialmente en las líneas de descarga de las válvulas, orificios y otros mecanismos.

Problema: El nivel de aceite en el tanque es muy bajo.

Si el aceite en el sistema se encuentra por debajo de su nivel, puede no haber suficiente tiempo para que el aceite repose lo necesario para liberar el aire o que las burbujas puedan colapsarse. Además el nivel de aceite bajo puede ocasionar que la bomba succione aire junto con el aceite.

Solución: Mantenga el nivel de aceite adecuado:

Problema: Las partes en movimiento, introducen aire en el aceite.

Cigüeñales, dientes de engranes y coples, que se introducen profundamente en el aceite o en la superficie, ocasionarán excesivo batido de aire con el aceite. La espuma resultante, puede causar problemas en el punto de contacto o puede ser conducida al tanque.

Solución: Relocalizar el retorno, para ajustar el nivel de aceite y reducir la turbulencia.

Selección del aceite adecuado

La elección de un aceite para un sistema es crucial. La tendencia de los aceites a la espumación, y la estabilidad de la espuma varían ampliamente. Algunos aceites pueden acumular grandes cantidades de aire atrapado, pero lo liberarán rápidamente; otros permitirán el ingreso de pequeñas cantidades, pero lo liberarán lentamente. El aceite ideal deberá ser altamente resistente a la entrada y no deberá retener burbujas después de que se forman. Afortunadamente aceites Hidrofraccionados y sintéticos que se aproximan a este ideal de alta resistencia a la espumación y baja estabilidad de ésta, están disponibles actualmente.

La entrada de aire en el aceite y su tendencia de estabilidad de espuma, están seriamente relacionadas con su viscosidad, resistencia a la oxidación y aditivos antiespumantes. Las recomendaciones de los fabricantes de equipo, deberán ser seguidas para la determinación de la viscosidad del aceite. Generalmente seleccionar una viscosidad mas baja, permitirá una menor formación de espuma. Sin embargo los aceites con mayor viscosidad, tendrán una mayor resistencia a la espumación, la espuma una vez que se forma, no es fácil que se rompa y tenderá a acumularse.

La resistencia a la oxidación de un aceite es muy importante, debido a que la oxidación puede incrementar la espumación. La oxidación incrementa también la viscosidad y algunos productos de la oxidación, funcionan como estabilizadores de la espuma.

Los aditivos antiespumantes utilizados en algunos aceites, pueden inhibir la formación de espuma pero únicamente son efectivos mientras se encuentran insolubles y finamente dispersos. Tanto la insolubilidad como la dispersión puede ser alterada en servicio, conduciendo a un desempeño no satisfactorio del aceite. Si los problemas de espumación son persistentes, póngase en contacto con su Ingeniero de Lubricación para analizar el caso. Después de estudiar el problema, él podrá sugerir utilizar más aditivos antiespumantes, recomendar el tipo adecuado de lubricante, rediseño de sistemas o las prácticas de mantenimiento de los sistemas que mejor funcionen.

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