Revista Lubes em Foco edición 92
Haga clic en la revista y lee, descarga o comparte los artículos:
Introducción
En artículos anteriores se mencionó la importancia del monitoreo de lubricantes como herramienta de mantenimiento predictivo y preventivo (Revista Lubes em Foco – Edición 88 – Lubes em Foco (portallubes.com.br)), buenas prácticas en la toma de muestras (Revista Lubes em Foco – Edición 89 – Lubes em Foco (portallubes.com.br)) y selección de análisis para monitoreo (viscosidad cinemática, IA e IB – Revista Lubes em Foco edición 90 – Lubes em Foco (portallubes.com.br) y contenido de agua y contenido de elementos – Revista Lubes em Foco edición 91 – Lubes em Foco (portallubes.com.br)).
En este artículo, se discutirán las pruebas de infrarrojos (FTIR – espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier) y la evaluación de la contaminación.
Infrarrojos – FTIR
La técnica FTIR (Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier) es capaz de identificar y cuantificar compuestos químicos presentes en el lubricante.
La radiación infrarroja atraviesa la muestra y parte de esta energía se absorbe y otra parte se transmite a través de la muestra. Provoca vibraciones moleculares específicas que son percibidas por el detector. Esto genera un espectro de energía por longitud de onda. Según la longitud de onda donde aparecen las bandas de energía se identifican los tipos de moléculas y cuanto mayor es el tamaño de la banda, mayor es la concentración de ese compuesto.
La Figura 2 muestra ejemplos de espectros FTIR del mismo lubricante cuando es nuevo y en uso y el significado de las bandas principales.
El espectro FTIR de una formulación lubricante es casi único y particular de cada producto. Por tanto, cualquier banda que aparezca que no esté en el espectro del nuevo producto indica que algo ha ocurrido. Puede haber habido contaminación, degradación del aceite, mezcla con otros productos, etc.
Mediante esta técnica es posible identificar la presencia de aditivos, productos contaminantes, productos de oxidación, nitración y sulfatación de lubricantes.
El análisis FTIR para aceites de motor en uso le permite identificar los siguientes productos:
- Oxidación, sulfatación y nitración;
- Glicol del refrigerante;
- Combustible;
- Hollín.
Para lubricantes industriales que no operan junto con combustibles, esta técnica permite identificar:
- Oxidación, sulfatación y nitración;
- Contaminación o mezcla con otros productos;
- Consumo de algunos aditivos;
- Presencia de agua.
Es importante resaltar que esta técnica es comparativa, y es necesario tener como referencia el espectro del aceite no utilizado para identificar la presencia de estos compuestos que no están presentes en el nuevo producto. Se puede utilizar para identificar la contaminación sin cuantificarla (por ejemplo, identificar la presencia de agua y medirla mediante otro método más preciso) o medir la concentración de componentes. El seguimiento del proceso de oxidación se puede realizar cuantificando el área de esta banda; cuanto mayor sea la oxidación, mayor será esta área.
El procedimiento típico para analizar lubricantes mediante FTIR implica:
- Preparación de la muestra: coloque una alícuota de la muestra en la celda;
- Obteniendo el espectro
- Análisis de espectro: el software del equipo facilita enormemente este análisis al permitirle analizar partes específicas del espectro o realizar automáticamente los cálculos deseados.
Es una técnica rápida, no destructiva y muy versátil, e incluso es posible utilizar equipos portátiles para realizarla. Sus limitaciones son la sensibilidad y la interferencia. No se pueden medir concentraciones muy bajas y las bandas superpuestas pueden dificultar la interpretación de los resultados. Por tanto, es importante conocer las longitudes de onda de los componentes a evaluar y la forma de la banda para reducir los errores que pueden provocar estas desventajas.
La Tabla 1 presenta métodos de referencia para adoptar esta técnica de análisis. No existen métodos ISO o ABNT para esta técnica.
Evaluación de contaminación
En esta secuencia de artículos ya se han comentado algunas técnicas para evaluar la presencia de contaminantes como el agua y otras mencionadas en la técnica FTIR.
Sin embargo, existen algunos métodos simples que permiten identificar la presencia atípica de contaminación sin necesariamente identificar estos productos, pero siendo importantes para tomar acciones correctivas para proteger el equipo.
Cuando el proceso de contaminación es rápido e intenso, resulta mucho más fácil percibir que se ha producido, pero requiere una intervención rápida. Cuando es lenta y gradual, las consecuencias siguen siendo graves, pero la intervención puede planificarse y no tiene por qué ser tan urgente. Sin embargo, es más difícil de identificar.
Los métodos que se discutirán en este punto permiten monitorear este tipo de ocurrencia.
Insoluble en pentano
La muestra de aceite usado se mezcla con pentano y luego se centrifuga. La cantidad de material insoluble representa el total de contaminantes presentes.
Este método fue desarrollado para lubricantes a base de minerales y puede usarse para lubricantes a base de polialfalefina (PAO), pero no se aplica a todas las bases sintéticas.
Los métodos para realizarlo son:
• ASTM D893 – Método de prueba estándar para insolubles en aceites lubricantes usados
• D4055 – Método de prueba estándar para insolubles de pentano mediante filtración por membrana
• ABNT NBR 14953 – Aceites lubricantes usados - Determinación de insolubles
El método del fotómetro analiza la mancha formada por la muestra sobre un papel de filtro específico. El equipo mide el índice de opacidad y contaminación y puede ser un sustituto del método insoluble en pentano. Cuando aumenta la tasa de contaminación, hay más contaminantes presentes y la opacidad disminuye.
No existe una metodología ASTM, ISO o ABNT para la técnica del fotómetro, pero el fabricante del equipo puede ayudar a desarrollar una técnica estandarizada para su ejecución.
Membrana de filtración
Utiliza la filtración de la muestra de lubricante para el análisis visual mediante microscopio de las partículas retenidas.
Es un método cualitativo que puede complementar resultados de otros análisis. Permite el registro fotográfico de la membrana de filtración para compararla con muestras posteriores.
Existe la metodología ASTM D7684 (Guía estándar para la caracterización microscópica de partículas de lubricantes en servicio) que ayuda a estandarizar este procedimiento.
La forma y el color de las partículas ayudan a identificar el tipo de desgaste o contaminación que se está produciendo. A ventaja de este método es que no requiere instalaciones muy sofisticadas y puede ser realizado por el propio usuario del lubricante. La comparación entre la membrana de aceite no utilizada y las membranas de muestras recolectadas a lo largo del tiempo de uso de este mismo aceite muestra la evolución del proceso de desgaste y/o contaminación. Al combinar la evolución de estas imágenes con otros resultados, como el contenido de metal desgastado, el proceso de desgaste se mapea de manera más completa y cualquier anomalía se puede identificar de manera más fácil y segura.
Hay varios kits para realizar esta prueba disponibles en estuches portátiles. Sólo es importante estandarizar la forma en que se generan estas membranas para que la comparación entre ellas proporcione información correcta.
Conteo de partículas
Este método se utiliza para clasificar los lubricantes según su grado de limpieza. Las partículas muy pequeñas que inician el proceso de desgaste no son visibles a simple vista y su detección mediante equipos adecuados permite esta clasificación.
Se realiza utilizando la norma ISO 4406 – Potencia de fluidos hidráulicos – Fluidos – Método para codificar el nivel de contaminación por partículas sólidas (Revista Lubes em Foco – Edición 07).
Aunque es más aplicable a fluidos hidráulicos, puede usarse para identificar el aumento en la cantidad de partículas por tamaño al monitorear los lubricantes en uso. El aumento de partículas pequeñas evoluciona provocando un aumento de partículas más grandes, propio de la evolución del proceso de desgaste.
Este método también permite la selección de filtros adecuados para filtrar cargas de lubricante. La filtración de estas cargas en línea o fuera de línea aumenta su durabilidad y reduce la velocidad de desgaste de los equipos, aumentando su durabilidad, reduciendo fallas y reemplazos de piezas.
La presencia de hollín y muchas partículas en los aceites utilizados en los motores dificulta o incluso impide el uso de este método. Esta técnica es más adecuada para aplicaciones industriales donde no se quema combustible.
Desde el momento en que decides monitorizar un equipo, es necesario organizar la información y, tras su implementación, saber analizar los resultados comparándolos con los límites de alerta.
El próximo artículo abordará estos dos temas. ¡Hasta entonces!
