El problema de las descargas electrostáticas en los sistemas de lubricación

Marcos Thadeu Lobo

Ingeniero Mecánico Egresado de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp). Actualmente se desempeña como Consultor Asociado en la empresa QU4TTUOR CONSULTORIA.

Figuras 1/2 – Descargas electrostáticas (chispas) en filtro y depósito de aceite lubricante.

Muchos formuladores utilizan aceites base del Grupo II e incluso, en casos especiales, aceites base del Grupo III en la elaboración de aceites lubricantes para turbinas hidráulicas, de vapor o de Gas Natural.

Debido a los severos procesos de refinación, los tipos de aceites lubricantes antes mencionados tienen niveles muy bajos de conductividad eléctrica. Es importante tener en cuenta que a medida que disminuye la conductividad eléctrica de los aceites lubricantes, aumenta el potencial de formación de arcos. Las cargas eléctricas surgen de la fricción entre las moléculas de aceite lubricante, así como entre las moléculas de aceite lubricante y las superficies de las tuberías, los depósitos de aceite lubricante, las carcasas de los filtros de aceite lubricante, etc.

Figura 3 – Proceso de formación de carga electrostática

Entre los factores que contribuyen a la formación de cargas electrostáticas en los aceites lubricantes podemos mencionar:

1. Diámetro insuficiente de las tuberías para el flujo ideal de aceite lubricante en un sistema de lubricación de aceite centralizado, lo que provoca altas velocidades de flujo.
2. Trazado de tuberías con cambios bruscos de dirección y aumento de la velocidad del flujo de aceite lubricante.
3. Ausencia de aditivos polares en la formulación del aceite lubricante.
4. Mala puesta a tierra del sistema mecánico.
5. Bajo nivel de aceite lubricante.
6. Incorporación de aire en el aceite lubricante.
7. La necesidad de aceites lubricantes con un mejor Nivel de Limpieza General, lo que lleva a la necesidad de intensificar las operaciones de filtración de aceite lubricante.
8. Tipo y polaridad de aceites base y aditivos.

Figuras 4/5 – Filtraciones frecuentes y malas puestas a tierra: algunas de las causas de la formación de cargas electrostáticas.

Se pueden realizar algunas pruebas de laboratorio para verificar la Conductividad Eléctrica de los aceites lubricantes. El método de prueba ASTM D2624-02 (Métodos de prueba estándar para conductividad eléctrica de combustibles de aviación y destilados), por ejemplo, se desarrolló principalmente para su uso en combustibles de aviación, pero también ha demostrado ser muy eficiente para su uso en aceites lubricantes.

Figuras 6/7 – La medición de la conductividad eléctrica de los aceites lubricantes es muy importante en determinadas aplicaciones.

La conductividad eléctrica en los aceites lubricantes se mide en Picosiemens por metro (pS/m). Como referencia podemos mencionar que 01 pS/m equivale a 10 ohm – 12 ohm. Los estudios han demostrado que si la conductividad eléctrica de un aceite lubricante es superior a 400 pS/m a 20 ºC, el riesgo de descarga electrostática será pequeño. También es posible controlar la aparición de chispas mediante técnicas de análisis de vibraciones y ultrasonidos.

Figuras 8/9 – Técnicas de análisis de ultrasonidos y vibraciones para el seguimiento de descargas electrostáticas.

Las técnicas antes mencionadas para monitorear descargas electrostáticas ofrecen varias ventajas, pero, como se mencionó anteriormente, la mejor manera de abordar el problema es adoptando medidas proactivas con el fin de resolver la causa raíz del problema.

Los filtros de aceite lubricante adecuados, los cambios en los diámetros y la disposición de las tuberías en los sistemas de aceite centralizados o los cambios en la formulación del aceite lubricante pueden ayudar a minimizar la carga potencial o incluso evitar que se produzcan descargas electrostáticas.

Figuras 10 y 11 – Explosión en el depósito de aceite lubricante y orificio en el elemento filtrante por descarga electrostática.

Al controlar la Conductividad Eléctrica de los aceites lubricantes, es posible prevenir la formación de descargas electrostáticas, eliminando así la necesidad de detectarlas.