En la industria se tiene claro que se debe utilizar un aceite o una grasa en los mecanismos de las máquinas sometidos a fricción ya que de lo contrario no podrían funcionar y rápidamente se presentaría en ellos una falla catastrófica; pero lo que no se tiene claro, o de pronto sí, pero no tan claro, es que el aceite o la grasa a utilizar no puede ser cualquiera, aun cuando el fabricante de dicho lubricante especifique en el catálogo, que cumple con todos los parámetros para que el mecanismo pueda funcionar, pero aquí surge la primera inquietud y es: ¿qué funcione hasta cuándo?, obviamente quienes tienen claro la productividad y confiabilidad de las máquinas, saben que es hasta que se cumpla la vida disponible o ciclo de vida para el cual fue diseñado. Pero, ¿ realmente el lubricante que se está utilizando si garantiza esto?. Bueno, aquí es donde como dice el refrán popular “No porque sea un lubricante quiere decir que la vida disponible está garantizada”. Esto hace necesario estar seguro de que el lubricante que se compró o que se va a comprar para una aplicación especifica si cumple con todos los parámetros que se requieren para que los mecanismos funcionen desde el punto de vista de la fricción dentro del ciclo de vida para el cual fueron diseñados. Es necesario tener clara la metodología de cómo comprar un lubricante y tener claro hasta dónde, en la compra de un lubricante, con los descuentos que pueden dar los fabricantes, realmente se está obteniendo un beneficio económico para la empresa y; no por comprar a un menor precio se tiene la garantía de que el lubricante adquirido si va a dar los resultados esperados. Otra inquietud no menos importante es ¿por qué hay fabricantes de lubricantes que pueden dar descuentos en la compra de un aceite hasta de un 40% sobre el precio de lista?… Me inquieta este porcentaje ya que puede conducir a pensar o que la producción de lubricantes es un negocio especulativo o que se está vendiendo un aceite que no cumple con todos los parámetros requeridos.

ESPECIFICACIONES DEL LUBRICANTE A UTILIZAR

Loprimeroquesedebetenerencuentaenlaselección de un lubricante es consultar las recomendaciones del fabricante de la máquina y tener en cuenta que éstas tengan toda la información necesaria  para que el lubricante sea bien seleccionado. Esto es fundamental pero aquí empieza el problema, ya que muchas veces las recomendaciones de lubricación dadas por los fabricantes son muy elementales  y solo hablan, cuando es un aceite, de la viscosidad en cSt a 40ºC (grado ISO) o del grado de consistencia cuando es una grasa, lo que hace que el usuario base la selección del lubricante solo en este parámetro, haciendo   en   no   pocos   casos   que   se   presenten condiciones anormales en el funcionamiento del mecanismo, con problemas de desgaste anormales o la falla catastrófica. La viscosidad del aceite o la consistencia de la grasa es solo uno de los parámetros a tener en cuenta para garantizar que se cumple con el ciclo de vida del mecanismo.

«Es necesario estar seguro de que el lubricante que se compró o que se va a comprar para una aplicación especifica  si cumple con todos los parámetros que se requieren para que los mecanismos funcionen desde el punto de vista de la fricción dentro del ciclo de vida para el cual fueron diseñados«

SELECCIÓN DE UN ACEITE INDUSTRIAL ISO

Toda planta industrial, cualquiera que sea su magnitud debe utilizar lubricantes industriales  ISO. En máquinas industriales al emplear lubricantes de tipo automotor SAE no quiere decir necesariamente que se vaya a producir una falla catastrófica de los mismos, pero si puede dar lugar a una disminución considerable de su vida disponible o a que se presenten problemas que hacen inoperable la máquina como es el caso, por ejemplo, de utilizar aceites para motores de combustión interna SAE que cuentan con aditivos detergentes-dispersantes, en compresores alternativos de dos o más etapas en los cuales la presencia de agua puede llegar a ser crítica dando lugar al emulsionamiento del aceite automotor, debido a que este tipo de aceites no cuentan con aditivos antiemulsionantes o en máquinas donde en lugar de utilizar un aceite industrial ISO, por ejemplo, de un grado ISO 220 se utiliza un SAE 140, con el cual el exceso de viscosidad dará lugar a un incremento considerable en las pérdidas de energía por fricción fluida, a elevación de la temperatura de operación que acelerará la oxidación del aceite y la dilatación de los retenedores de la máquina haciendo que se presenten fugas de aceite. Adicionalmente se tiene el sobre costo en la lubricación de las máquinas de la planta porque los aceites automotrices SAE son entre 1,5 y 2 veces más costosos que los de tipo industrial ISO. Porconsiguiente, si una máquina industrial se está lubricando, o se especifica en su lubricación un aceite de clasificación SAE, se debe hallar su equivalente en el sistema ISO e implementar su utilización.
Los parámetros que se deben tener en cuenta en la selección de un aceite industrial para una aplicación específica son:

• Tipo de aceite: mineral, sintético o vegetal.
• Viscosidad cSt a 40ºC, ASTM D445.
• Viscosidad cSt a 100ºC, ASTM D445.
• Indice de Viscosidad, ASTM D2270.
• Punto de inflamación, ºC, ASTM D92.
• Corrosión en lámina de cobre, 3 horas a 100ºC, ASTM D130.
• Demulsibilidad, 40/40/0 cc de emulsión a 54ºC, ASTM D1401:
• Estabilidad a la espuma, Seq. I, II, III, tendencia ml/ ml, al cabo de 5 y 10 minutos. ASTM D892, Seq. I; 10/0 a 75ºF, 20/0 a 200ºF y 10/0 a 75ºF.
• RPOT (vida remanente del aceite), minutos, ASTM D2272, su valor depende del tipo de aplicación, pero en ningún caso debe ser menor de 200 minutos.
• Nivel de limpieza, ISO 4406-99, su valor depende del tipo de aplicación, pero en ningún caso de ser superior a 17/16/14.
• Capacidad de carga, Timken, ASTM D2782, o en la prueba de 4 bolas, ASTM D2783.

Significado técnico de cada parámetro y su importancia

Es muy importante tener claro el significado de cada parámetro técnico y la importancia que tiene dentro del proceso tribológico del mecanismo.

• Tipo de aceite: si es mineral, sintético o vegetal. Estas tres clases de aceites son completamente diferentes en cuanto a la estabilidad de la película lubricante ho, el ahorro de energía por menor fricción, la biodegradabilidad, toxicidad, etc. No tiene sentido, bajo ninguna circunstancia cambiar el uso de un aceite sintético o vegetal por uno mineral, la ruta de uso es mineral, sintético y vegetal.
• Viscosidad cSt a 40ºC y a 100ºC, ASTM D445: Define el grado ISO del aceite que se debe utilizar y el espesor de la película lubricante ho a la temperatura de operación en la zona de fricción; si la viscosidad del aceite seleccionado es mayor que la requerida, se tendrán problemas de exceso de fricción fluida, mayores temperaturas de operación y exceso de consumo de energía por fricción. Si es menor, en el mejor de los casos se acelera el desgaste y la posterior falla por fatiga superficial o la falla por desgaste adhesivo.
• Indice de Viscosidad, ASTM D2270: Define la estabilidad de la película lubricante ho con los cambios en la temperatura de operación en la zona de fricción; entre más alto sea su valor, mayor estabilidad tiene la película lubricante y por lo tanto habrá menos posibilidad de que cuando la temperatura de operación aumente como resultado de problemas de enfriamiento o de sobrecargas que incrementen la fricción, se incentive la falla por fatiga superficial o la falla por adhesión.
• Punto de inflamación, ºC, ASTM D92: Especifica la temperatura a la cual los gases que genera el aceite al calentarlo se inflaman en presencia de oxígeno. En el caso de los aceites industriales ISO es importante cuando operan en máquinas donde el punto de inflamación del aceite puede disminuir como resultado de la contaminación con gases de proceso, que adicionalmente afectan la viscosidad reduciéndola y generando la posibilidad de que se presente fricción metal-metal al romperse la película lubricante ho, lo cual puede conllevar a un incendio, ya que la condición de fricción metal-metal genera la chispa. En situaciones donde no hay presencia de combustible, este parámetro no es relevante, sin querer decir que no es importante tenerlo en cuenta.
• Corrosión en lámina de cobre, ASTM D130: Permite determinar la tendencia que tienen los ácidos que forma el aceite durante el proceso de oxidación de atacar químicamente el babbitt de los cojinetes lisos de apoyo de los rotores de turbomáquinas cuando llega a determinado valor.
• Demulsibilidad, ASTM D1401: Especifica la capacidad que tiene el aceite de separase del agua en operación de tal manera que en presencia de ésta no forme una emulsión estable que rompe la película lubricante ho. y da lugar a fricción metal-metal.
• Estabilidad a la espuma, ASTM D892: Especifica la capacidad que tiene el aceite de eliminar la espuma que se forma cuando está sometido a altas temperaturas y a aireación, como es el caso, cuando el aceite sale de la zona de fricción y se encuentra en la tubería de retorno al depósito de aceite. Si la cantidad de espuma no está dentro de los límites permisibles, puede romper la película lubricante ho y dar lugar a fricción metal-metal.
• RPOT, ASTM D2272: Permite determinar cuánto es la vida de servicio de un aceite nuevo y cuántas horas de vida le quedan al aceite cuando trabaja en una máquina. Es una prueba muy importante en el momento de comprar aceites y al evaluar los aceites en servicio con el fin de determinar si vale la pena o no dializar y filtrar o por el contrario el aceite se debe cambiar. Igualmente permite presupuestar la compra del aceite ya que la prueba da el dato de la vida remanente del aceite en horas de operación. .
• Nivel de limpieza, ISO 4406-99: Permite determinar el grado de limpieza del aceite y la cantidad de partículas que tiene en suspensión y su tendencia a generar en los mecanismos lubricados la falla por erosión o por abrasión. El aceite en todo momento debe estar dentro del rango de Operación Confiable (OC) especificado por ISO 4406-99 para los diferentes tipos de mecanismos.
• Capacidad de carga, Timken, ASTM D2782, o 4 bolas, ASTM D2783: Determina la capacidad de carga de los aditivos metálicos AW o EP. En el caso de los aditivos metálicos antidesgaste AW especifica la protección que estos le dan a las superficies de fricción de los mecanismos que trabajan bajo condiciones de lubricación HD para que durante la puesta en marcha éstas estén el mínimo tiempo posible en contacto metal-metal. En cuanto a los aditivos extrema presión EP, indica la protección contra la fricción metal-metal que estos le dan a las rugosidades de las superficies de fricción de los mecanismos durante la puesta en marcha y en condiciones normales de operación cuando trabajan en el régimen de lubricación EHL.

Para ilustrar la selección correcta de un aceite industrial ISO, se va a suponer que en una planta termoeléctrica, se va a poner en operación un nuevo turbogenerador, y se requiere seleccionar el aceite mineral que se va a utilizar en la lubricación de los cojinetes lisos y de empuje del rotor de la turbina de vapor y del generador. La cantidad de aceite mineral del sistema de lubricación es de 30 tambores de 55 galones (1650 galones). Las especificaciones para el aceite mineral nuevo recomendado por parte del fabricante del turbogenerador son las siguientes:

– Aceite mineral.
– Viscosidad 41,4 a 50,6 cSt a 40ºC, ASTM D445.
– Viscosidad 5 a 6 cSt a 100ºC, ASTM D445.
– Indice de Viscosidad, mínimo 110, ASTM D2270.
– Punto de inflamación mínimo 240ºC, ASTM D92.
– Corrosión en lámina de cobre, máximo 1b, 3 horas a 100ºC, ASTM D130.
– Demulsibilidad, 40/40/0 cm3 a 54ºC en un tiempo máximo de 20 minutos, ASTM D1401.
– Estabilidad a la espuma, Secuencia I a 24ºC a los 5 minutos hasta 10 cm3 de espuma y a los 10 minutos debe ser 0 cm3 de espuma; Secuencia II a 98ºC a los 5 minutos hasta 20 cm3 de espuma y a los 10 minutos deber ser de 0 cm3 de espuma; Secuencia III a 24ºC: a los 5 minutos hasta 10 cm3 de espuma y a los 10 minutos debe ser de 0 cm3 de espuma.
– RPOT (vida remanente del aceite), mínimo de 1500 minutos, ASTM D2272.
– Nivel de limpieza ISO 4406-99 mínima de 17/16/14.
– Capacidad de carga de 100 kgf en la prueba de 4 bolas, ASTM D2783.

La empresa invita a 5 fabricantes de lubricantes certificados con los estándares internacionales ASTM e ISO. Se requiere seleccionar la marca y el nombre del aceite que cumpla con los parámetros exigidos por el fabricante del turbogenerador y que económicamente y por el valor agregado que ofrezca sea el más rentable para la empresa.

Solución: La empresa le asigna un porcentaje a los tres aspectos que va a analizar para la selección del proveedor del aceite para el turbogenerador. Tales aspectos son: 1) Aspecto técnico con un porcentaje del 50%. 2) Aspecto económico, con un porcentaje del 30%.
3) Aspecto valor agregado con un porcentaje del 20%. El aspecto técnico es el más importante y por esto se le da un porcentaje del 50%, ya que en este aspecto está inmersa la confiabilidad del turbogenerador que es la que va a garantizar que los costos de producción sean los más bajos posibles para lograr los índices de rentabilidad contemplados en el desarrollo del proyecto del turbogenerador.

Aspecto técnico: En la evaluación del aspecto técnico, la empresa le asigna un puntaje a cada uno de los parámetros técnicos especificados por el fabricante del turbogenerador y luego una vez que cada uno de los fabricantes de los aceites envíen las respectivas propuestas se hace el análisis técnico comparativo de los aceites propuestos. Si el fabricante del aceite cumple con el valor o rango de los parámetros identificados con el número (1), se le da el puntaje asignado y si no cumple, se elimina automáticamente con un valor de cero (0) y no se tiene en cuenta como posible proveedor del aceite. Si no cumple con los parámetros que se identifican con el número (2), se le asigna un puntaje de cero (0) en dicho parámetro, pero no se elimina como posible proveedor del aceite mineral. Ver Tabla 1.

Los fabricantes de los aceites minerales con cero (0) en alguno de los parámetros (1) no se tienen en cuenta como posibles proveedores del aceite requerido, ya que dichos parámetros son esenciales para garantizar la confiabilidad del turbogenerador. Por lo tanto, en este caso solo se van a tener en cuenta, los fabricantes de aceites A, C y D.

Aspecto económico: El aspecto económico se va a evaluar teniendo en cuenta un porcentaje del 30% y asignándole un puntaje de 100 puntos al que ofrezca el menor precio y 10 puntos menos al del mayor valor con respecto al anterior y así sucesivamente. En la Tabla 2 se especifica la propuesta económica de los fabricantes A, C y D de los aceites minerales.

Aspecto valor agregado: En la Tabla 3, se especifica el valor agregado solicitado por la empresa, y el valor agregado ofrecido por los fabricantes de los aceites A, C y D.

Análisis global: En la Tabla 4, se especifica el puntaje total y la selección del proveedor del lubricante.

Por lo tanto el proveedor seleccionado para el aceite mineral del turbogenerador es el fabricante C con 87 puntos con respecto al A con 82 puntos y al D con 66,5 puntos.

CONCLUSIONES
La compra de un aceite industrial ISO no solo se debe hacer con base en el precio.

• Antes de comprar un aceite industrial ISO se deben tener en cuenta los parámetros especificados en el Numeral 3.
• Se debe tener mucho cuidado cuando el fabricante del aceite industrial ISO ofrezca descuentos hasta del 40%, no tienen sentido descuentos tan elevados así el volumen de aceite que se vaya a comprar sea alto.
• El fabricante del aceite industrial ISO debe entregar por escrito la certificación del cumplimiento de los parámetros especificados   en el Numeral 3 y por parte de la empresa le debe mandar a hacer la evaluación de los mismos parámetros a una muestra de aceite industrial ISO nuevo, en un laboratorio diferente al del fabricante, cuandosecompredichoaceiteycompararlosresultados obtenidos. Como es lógico deben coincidir. La inversión hecha se recupera con creces y se tiene la seguridad de que el aceite industrial que se compra si es equivalente al ofrecido. Se han presentado casos, donde los valores de los parámetros técnicos del aceite ofrecido son muy diferentes a los especificados en los catálogos.

Hablar de cáncer en los mecanismos lubricados de las máquinas, parecería que no tiene sentido, porque esto es propio de los seres humanos, pero en este caso se hace referencia a situaciones imperceptibles cuando comienzan, que avanzan poco a poco y cuando finalmente se quiere corregir el problema ya es demasiado tarde y la única solución que queda es la de reemplazar el mecanismo por otro nuevo porque ha quedado completamente inservible o por fuera de especificaciones.
Es muy importante dejar claro que el desgaste siempre se va a presentar, es imposible evitarlo, pero mediante el monitoreo periódico del aceite en el laboratorio o del mecanismo por vibraciones o termografía, se puede garantizar que es normal y no va a conducir a una situación de falla antes de la terminación de la vida disponible. Los tipos de desgaste básicos que se pueden presentar son adhesivo, fatiga superficial, erosiva, abrasiva y corrosiva. Los que conducen a problemas de cáncer tipo 1 son la falla por fatiga superficial y el de tipo 2 es la falla por erosión. ¿Por qué se pueden relacionar como un cáncer? ; porque no se sienten y en algunos casos es complicado detectarlos por algunas de las prácticas de monitoreo.

CÁNCER TIPO 1

 El cáncer tipo 1 en los mecanismos lubricados es la falla por fatiga superficial, la cual conlleva al aceleramiento de los ciclos de fatiga y a la disminución severa de la vida disponible. Se caracteriza por la aparición prematura de fisuras debajo de la zona de fricción, como resultado de la falta de amortiguamiento de la película lubricante, ya sea porque en el caso de la lubricación hidrodinámica (HD) la capa fluída 3 está afectada por una mala selección del grado ISO (bajo o alto) del aceite que se debe utilizar, contaminación con otros fluidos como el agua o aceites de menor viscosidad, falta de enfriamiento o por problemas mecánicos como desalineamiento, desbalanceo, sobrecargas, etc., que cambian el estado de la fricción (fluída a mixta), elevando la temperatura de operación y dando como resultado la disminución de la viscosidad del aceite, o en el caso de la lubricación Elastohidrodinámica (EHL) por la utilización de un aceite de menor grado ISO o con aditivos extrema presión (EP) inadecuados, esto es, si se requieren de tipo EP2 utilizar de tipo EP1. La capa fluída 3 ya sea completa en lubricación HD o parcial en EHL se comporta como miles de resortes que amortiguan y hacen que la energía transmitida por las cargas dinámicas sea absorbida al máximo de tal manera que la intensidad de los ciclos de fatiga sea mínima y el mecanismo pueda alcanzar la vida disponible. Ver Figura 1.

«Es muy importante dejar claro que el desgaste siempre se va a presentar, es imposible evitarlo…»

Para evitar que se presente la falla por fatiga superficial, es necesario
tener en cuenta los siguientes aspectos:

• Utilizar el aceite del grado ISO correcto.
• Utilizar el tipo de aditivo antidesgaste AW o EP correctos.
• Utilizar aceites con el mayor Indice de Viscosidad (IV) posible.
• Mantener permanentemente la temperatura de operación en la zona de fricción dentro de la ventana operativa OC (Operación Confiable).
• Verificar el estado de los enfriadores de aceite y mantenerlos en óptimas condiciones.
• Monitorear el contenido de metales de desgaste presentes en el aceite por lo menos cada tres meses, y estar atentos si el valor hallado en partes por millón (ppm) se sale del rango de desgaste normal. En caso afirmativo puede ser que se esté presentando un desgaste adhesivo incipiente que incentiva la falla por fatiga superficial.
• Tomar valores de vibración y termografía con la misma frecuencia de los análisis de laboratorio, con el fin de verificar si hay problemas de sobrecargas dinámicas sobre el mecanismo o si la temperatura está por encima del valor normal lo cual puede ocasionar disminución en la viscosidad del aceite.
• En caso de contaminación del aceite con otro de menor viscosidad, cambiarlo y si es con agua someterlo a un proceso de termovacío hasta dejarlo completamente seco.
• Si cambian las condiciones operacionales de la máquina y las cargas dinámicas aumentan se debe hacer un análisis tribológico con el fin de determinar si la viscosidad del aceite es la misma y de los aditivos AW y EP. En la mayoría de los casos cuando se presenta este tipo de situaciones, la viscosidad y el tipo de aditivos metálicos son
  diferentes a los que inicialmente tuvo en cuenta el fabricante de la máquina.
• Se debe verificar que el componente tenga venteo, ya que si no lo tiene, se presuriza la carcasa y el aire caliente al enfriarse genera aguas, la cual se mezcla con el aceite disminuyendo su viscosidad. Se debe tener claro que el desgaste por fatiga superficial es una situación normal e inherente a la vida disponible Vd del mecanismo, que de todas maneras, después de que ésta se cumpla y si el mecanismo no se cambia,
  se presentará la falla por fatiga superficial. Son dos conceptos que tienen que ver con lo mismo, pero el primero es una condición normal e inevitable, mientras que el segundo es anormal y controlable.

La probabilidad de que ocurra la falla por fatiga superficial depende del índice de Viscosidad (IV) del aceite ISO, de acuerdo con la prueba ASTM D2270 y de la temperatura de operación, ºC en la zona de fricción y de qué magnitud de incremento se puede presentar en un momento dado como resultado del aumento de la misma por un enfriamiento deficiente o por aumento en la fricción por una deficiente película lubricante ho. por sobrecargas dinámicas. Ver Gráfico 1.

Por ejemplo, si la temperatura en la zona de fricción del cojinete liso de alta presión de una turbina de vapor es de 65ºC y el Indice de Viscosidad del aceite ISO es de 220, la probabilidad de que se presente la falla por fatiga superficial es del 0%. Ver Gráfico 1.

En este caso, si la temperatura de operación, ºC, por alguna razón en la zona de fricción aumentará 30ºC, o sea de 65ºC a 95ºC, se tendría que la probabilidad de que se presente la falla por fatiga superficial sería del 15% y a la misma temperatura de operación, si se utilizase un aceite ISO con un IV de 95 la probabilidad de que se presente la falla por fatiga superficial sería del 33%. En este caso, con fines didácticos se omitió el análisis de si a estas condiciones de temperatura de operación se rompe la película lubricante, ho y se presenta primero la falla por adhesión, antes que la falla por fatiga superficial (este análisis se hace calculando el factor de seguridad de la película lubricante, λ, para la nueva temperatura de operación en la zona de fricción).

CÁNCER TIPO 2

El cáncer tipo 2 en los mecanismos lubricados es la falla por erosión, la cual conlleva a la pérdida de tolerancias entre las superficies de fricción, afectando el espesor de la película lubricante, ho al evitar que el aceite tenga el tiempo suficiente de residencia en la zona de fricción para absorber la máxima cantidad de calor posible y mantener de esta manera la temperatura de operación dentro del rango confiable y por lo tanto la viscosidad del aceite. La falla por erosión no es perceptible por ninguna de las técnicas conocidas como la espectrofotometría de absorción atómica, el conteo de partículas, la ferrografía, etc, lo que hace más difícil poderla detectar y evitar. Más aún si se hace una inspección visual, como en el caso de engranajes y cojinetes lisos, las superficies afectadas por la erosión muestran un aspecto suave y brillante que pueden conducir a pensar que el mecanismo está operando correctamente y que antes por el contrario su desempeño es normal.
Ver Figura 2.

El desgaste erosivo conlleva a pérdidas de material normales en el tiempo y a cambios dimensionales que definen el valor de la vida disponible, Vd en horas de operación. La falla por erosión acelera la pérdida de material y el cambio dimensional, lo cual se puede ver reflejado en la rata de desgaste en partes por millón (ppm) que va a ser mayor que la tendencia al desgasten ppm y el cambio dimensional como lo son el backlash en engranajes y el juego diametral en cojinetes lisos dentro de una frecuencia de inspección determinada estarán por encima del valor normal. Más aún es factible que la evaluación de la falla por erosión pase inadvertida cuando se hace teniendo en cuenta la rata de desgaste si el volumen de aceite con que trabaja el componente es alto, ya que entre mayor sea éste, el contenido de partículas metálicas de desgaste en el aceite se diluyen más, por ejemplo, no es lo mismo que el mecanismo por erosión desprenda 100 ppm de cobre (Cu) y se diluyan en 10 galones de aceite que en 2000 o más galones. La falla por erosión es difícil de controlar pero no imposible, debido a que se genera como resultado del paso de partículas sólidas de una dureza mayor que la del material con el cual friccionan, de un tamaño menor que el espesor de la capa fluída 3 de la película lubricante ho , haciendo referencia de esta manera a partículas cuyo tamaño está en el orden de 4 micras hacia abajo, las cuales al entrar en la zona de fricción se desordenan debido a la tendencia que tiene el aceite de cambiar sus condiciones de flujo laminar, en el cual la capa límite no se mueve a turbulento, donde la capa límite se mueve haciendo que las partículas presentes en el aceite erosionen la rugosidad de las superficies
de fricción, desgastándolas y aumentando de esta manera las tolerancias entre ellas. El problema es más crítico en aquellos mecanismos donde la condición de lubricación es EHL debido a las menores tolerancias que se presentan y a las mayores temperaturas de operación en la zona de fricción debido a las altas cargas dinámicas que actúan sobre las superficies de fricción como resultado de los mayores torques transmitidos.
La probabilidad de que ocurra la falla por erosión depende del nivel de limpieza mínimo del aceite de acuerdo con ISO 4406-99 y el tipo de mecanismo y de la temperatura de operación, ºC en la zona de fricción y de qué magnitud de incremento se puede presentar en un momento dado como resultado del aumento de la misma por un enfriamiento deficiente o por aumento en la fricción por una deficiente película lubricante ho o por sobrecargas dinámicas. Ver Gráfico 2.

Por ejemplo, si la temperatura en la zona de fricción del cojinete liso de alta presión de una turbina de vapor es de 65ºC y el nivel mínimo de limpieza del aceite ISO es de 18/17/15, la probabilidad de que se presente la falla por erosión es del 0%.
Ver Gráfico 2.

El concepto de nivel mínimo de limpieza es de 2 códigos por encima del valor estándar especificado por ISO 4406-99, o sea, que si la recomendación ISO 4406-99 para los cojinetes lisos de la turbina de vapor es de 16/15/13, el nivel mínimo de limpieza es 18/17/15. En este caso, si la temperatura de operación, ºC, por alguna razón en la zona de fricción aumentará 10ºC, o sea de 65ºC a 75ºC con el mismo nivel de limpieza del aceite ISO, se tendría que la probabilidad de que se presente la falla por erosión sería del 5% y si bajo estas condiciones de temperatura de operación el nivel de contaminación del aceite pasara de 18/17/15 a 24/23/21 la probabilidad de que se presente la falla por erosión es del 15%.

Es muy importante tener claro, que el desgaste por erosión es una condición normal que se va a presentar aun cuando el aceite ISO se mantenga dentro del rango de limpieza, o sea en el ejemplo analizado entre 16/15/13 y 18/17/15 y que la vida disponible Vd es calculada con base en el nivel mínimo de limpieza permisible; pero la falla por erosión si es una condición de desgaste erosivo anormal que conduce a la disminución de la vida disponible, en un porcentaje que depende del incremento que se tenga en la temperatura
de operación en la zona de fricción y del nivel de limpieza con que se trabaje el aceite ISO. En la Tabla 1 se especifican las recomendaciones del nivel de limpieza con que se debe trabajar el aceite ISO dependiendo de la máquina donde trabaje el mecanismo lubricado, con sus respectivos límites OC, OF y EF y en la Tabla 2 los rangos de la cantidad de partículas que contiene cada código de contaminación de acuerdo con la especificación ISO 4406-99.

Para evitar que se presente la falla por erosión es necesario tener en cuenta los siguientes aspectos:

1. Verificar que el equipo tenga venteo, haya sido seleccionado correctamente y esté en buen estado.
2. Seleccionar correctamente el nivel de limpieza ISO 4406-99 del aceite ISO de acuerdo con el tipo de máquina y mecanismo lubricado.
3. Verificar que el aceite ISO nuevo entregado por el fabricante cumpla con el nivel de limpieza ISO 4406-99 requerido.
4. Mantener el aceite ISO dentro del valor de limpieza mínimo permisible, valor OC, especificado en la Tabla 1, en caso contrario filtrarlo hasta garantizarlo.
5. Monitorear el nivel de limpieza del aceite ISO con una frecuencia máxima de 3 meses.
6. Garantizar el almacenamiento, manejo y uso correcto del aceite ISO.
7. Hacer flushing al depósito o carter de la máquina, cada vez que se le cambie el aceite ISO.

CONCLUSIONES

1. El cáncer tipo 1 que es la falla por fatiga superficial y el cáncer tipo 2, la falla por erosión, son silenciosos, no se sienten y en la mayoría de los casos no se detectan en la etapa inicial con las técnicas de monitoreo conocidas hasta el momento. Solo se reflejan en los mecanismos lubricados cuando ya no hay solución y es necesario reemplazar el mecanismo antes de que llegue al final de su vida disponible, Vd.
2. Lo más indicado para el cáncer tipo 1 y tipo 2 en los mecanismos lubricados es la prevención, para lo cual la clave es utilizar el aceite dentro del código ISO 4406-99 recomendado, mantener la temperatura en la zona de fricción dentro del rango confiable de 55º a 65ºC y utilizar aceites con el mayor Indice de Viscosidad (IV) posibles.