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Análisis de compatibilidad entre lubricantes

26 de febrero de 2015

Para algunas empresas la mezcla inadvertida o no intencionada de lubricantes es un problema frecuente. En estas circunstancias, la mezcla puede ser el resultado de una inadecuada identificación de los contenedores, similitud en las descripciones de los lubricantes, información incompleta a los operadores, o simple descuido de quienes efectúan la tarea de lubricación. Cualquiera que sea la razón, deben tomarse medidas correctivas para minimizar, y si es posible eliminar estos eventos.

Los lubricantes que están diseñados para ser mezclados, o que pueden mezclarse sin efectos perjudiciales, se les conoce como compatibles. Los que no pueden mezclarse y que pueden tener problemas potenciales se denominan incompatibles. El grado de incompatibilidad puede variar de ligeramente incompatibles a completamente incompatibles, dependiendo de la afectación que puedan causar a los requerimientos de integridad y desempeño del sistema. Por ejemplo, la mezcla de lubricantes formulados con aceites básicos completamente diferentes, como sería un fluido resistente al fuego del tipo éster fosfatado con un lubricante mineral, representarían incompatibilidad tanto con el sistema como entre los fluidos y sería un grave motivo de preocupación. Por otro lado, lubricantes que están diseñados para la misma aplicación, pero que cuando se mezclan dan como resultado alguna separación o reacción de los aditivos, sin deterioro significativo del desempeño, serían considerados sólo como ligeramente incompatibles.

Claramente, la mezcla de un éster fosfatado con un lubricante mineral daría lugar a una reducción en la resistencia al fuego del primero. Si la aplicación requiere tal fluido, también puede dar lugar a graves daños a la maquinaria, ya que el lubricante está diseñado para ser compatible no sólo con la metalurgia interna de la máquina, sino también con otros componentes tales como juntas, sellos, etc. Los dos productos también tienen propiedades físicas y químicas significativamente diferentes, y es poco probable que se desempeñen de forma idéntica en la operación. La mezcla de diferentes fluidos es un claro motivo de preocupación inmediata.

En el segundo caso, en el que se han mezclado dos productos diseñados para la misma aplicación, pueden desarrollarse con el tiempo algunos problemas de incompatibilidad. Varios factores influirán en la velocidad con que se desarrollen tales problemas, como podrían ser:

1. La naturaleza de la propia incompatibilidad (como la incompatibilidad entre los aditivos, reacción entre las bases lubricantes, etc.).

2. El tipo de operación/servicio involucrado. 3. La presencia de otros contaminantes que podrían agravar la situación. 4. Las proporciones relativas de los dos lubricantes.

Con mucha frecuencia, la mezcla de diferentes lubricantes da como resultado una pérdida de solubilidad y/o de la sensibilidad de los aditivos utilizados en cualquiera de las dos formulaciones. Esto puede resultar en una disminución de la eficacia de los aditivos para desempeñarse según lo previsto.

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Recientemente se informó que, si bien es generalmente seguro mezclar lubricantes de diferentes tipos diseñados para la misma aplicación, los inconvenientes de la mezcla son mucho mayores para formulaciones complejas1. Por ejemplo; un aceite para motor de combustión interna puede contener hasta más de 20 por ciento de aditivos, mientras que un fluido hidráulico puede contener sólo un pequeño porcentaje de inhibidores de herrumbre y oxidación y aditivos antidesgaste. Dada la naturaleza más compleja de los aceites de motor, hay una mayor probabilidad de que se puedan producir problemas al mezclar estos tipos de lubricantes.

La experiencia militar

El Departamento de Defensa de Estados Unidos mantiene numerosos tipos de vehículos, equipos y otros sistemas que requieren el uso de fluidos y lubricantes. No sólo es la amplia gama de sistemas mecánicos lo que lo dificulta desde el punto de vista operacional y de mantenimiento, sino la manera en que el Departamento de Defensa adquiere los lubricantes y fluidos que se necesitan, lo que impide que la compra de productos específicos sea del mismo proveedor o proveedores, una estrategia que probablemente minimizaría la posibilidad de algún problema de incompatibilidad.

Para contrarrestar algunos de los problemas mencionados anteriormente (aparte de la mezcla accidental de lubricantes inadecuados, que se puede resolver con entrenamiento y procedimientos adecuados), las especificaciones militares individuales (ahora conocidas como especificaciones de desempeño o especificaciones detalladas o descripciones de artículos comerciales) incluyen requerimientos para asegurar la compatibilidad de lubricantes similares o parecidos. Algunos de estos requisitos implican mezclar diferentes lubricantes y someterlos a calentamiento hasta 135°C (275°F) durante dos o más horas, seguido de enfriamiento a -54°C (-65°F) durante dos o más horas. Cualquier grado de separación visual se considera evidencia de incompatibilidad y da pie al rechazo del lubricante. Estos requerimientos pueden encontrarse en las especificaciones militares para la mayoría de los fluidos, incluyendo fluidos hidráulicos, lubricantes de preservación, lubricantes para motores y engranajes automotrices y de aviación.

Procedimientos disponibles para evaluar compatibilidad

Muchos de los procedimientos para determinar la compatibilidad de fluidos o lubricantes están disponibles y han sido publicados en el Federal Standard 791C titulado “Lubricantes, combustibles y productos relacionados; Métodos de prueba”2. Hay tres procedimientos en esta Norma Federal que son dignos de mencionar:

1. El primero es el método 3470.1 titulado “Homogeneidad y miscibilidad de aceites” (ASTM D-6922-13). Esta prueba consiste en mezclar individualmente el aceite candidato con otros seis aceites de referencia. Estas mezclas se someten a una serie de ciclos de calentamiento y enfriamiento dando mayor énfasis a los ciclos de enfriamiento debido a que la incompatibilidad se hace más pronunciada a bajas temperaturas, como se puso de manifiesto en un reciente documento de la SAE (Sociedad de Ingenieros Automotrices) titulado “Evaluación del riesgo de incompatibilidad a baja temperatura en aceites de motor”. Después de 3 ciclos repetitivos de calentamiento y enfriamiento, cualquier evidencia de reacción adversa o de separación, tal como un cambio de color, la aparición de partículas, formación de alguna capa individual, etc., constituye una incompatibilidad.

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2. El segundo es el método 3440.2 titulado “Características de compatibilidad de lubricantes.

3. universales para engranajes” (ASTM D-7603-13). Este método también implica la mezcla de aceites candidatos con los aceites de referencia. La prueba consiste en calentar la mezcla a (121 ° C) 250 ° F durante 20 minutos, el almacenamiento durante 30 días a temperatura ambiente, y luego centrifugando para determinar el porcentaje de material separadas.

4. El tercero es el Método 3440.1 titulado “Características de estabilidad de almacenamiento de lubricantes universales para engranajes” (ASTM D-7603-13), que a diferencia de los otros dos métodos, no implica mezclar el aceite candidato con cualquier aceite de referencia. La prueba evalúa la compatibilidad del lubricante con condiciones de almacenamiento a temperaturas extremas. El aceite candidato se calienta a 120°C (248°F) durante 20 minutos, a continuación, después del enfriamiento, el aceite se almacena en un área oscura a temperatura ambiente durante 30 días. Después de este período, el aceite se centrifuga para ver si se ha producido alguna separación.

Adicionalmente, existen los siguientes estándares ASTM para aceites de turbinas y fluidos hidráulicos:

1. Para aceites de turbinas existe el estándar ASTM D-7155-11, titulado “Evaluación de compatibilidad de mezclas de aceites lubricantes para turbinas”. Este estándar tiene dos procedimientos para su ejecución. El primero, conocido como TIER 1, consiste en mezclar dos volúmenes de cada aceite candidato y colocarlos en un horno a 68°C por 160 horas. Al final se hace una evaluación visual de cambios físicos en su apariencia. Si existen cambios, los aceites no son compatibles. El segundo, llamado TIER 2, normalmente se realiza si las mezclas pasan el TIER 1 o si se hace una requisición especial para realizarlo. En este procedimiento se evalúan características como viscosidad, número ácido, formación de insolubles, corrosión a la tira de cobre, propiedades antiherrumbrantes, tendencia y estabilidad a la espuma, aire atrapado y demulsibilidad. No se incluyen pruebas relacionadas con desgaste (AW), extrema presión (EP) o estabilidad al corte. Se consideran incompatibles si fallan cualquiera de las pruebas mencionadas.

2. Para fluidos hidráulicos existe el estándar ASTM D-7752-11, titulado “Evaluación de compatibilidad de mezclas de fluidos hidráulicos”. En este estándar se preparan tres mezclas de los lubricantes candidatos a diferentes proporciones, de acuerdo con la norma ISO 13357-1 etapa 2, que se refiere a las características de filtrabilidad de fluidos hidráulicos, ya que es importante para la protección de los componentes de los sistemas hidráulicos que el aceite sea fácilmente filtrable, y si resultan incompatibles, esta propiedad puede verse afectada, con el consecuente daño al sistema.

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Lectura complementaria

Los riesgos de mezclar lubricantes

Referencias 1. Denis, J., Briant, J. and Hipeaux, J. (2000). “Lubricant Properties Analysis and Testing.” Editions Technip Paris, p. 281.

2. Lubricants, Liquid Fuels, and Related Products; Methods of Testing. Federal Standard 791 Revision C, Document Automation and Production Service. Philadelphia, PA. (1986).

3. Rhodes, R. (1994). “Assessment of the Low-temperature Incompatibility Risk of Commercial Engine Oils.” SAE Paper 941976, SAE International Fall Fuels and Lubricants Meeting.

4. SAE Fuels and Lubricants Standards Manual, 2001 Edition. SAE HS-23, Society of Automotive Engineers, Inc. Warrendale, PA.

5. Federal Test Methods, Document Automation and Production Service, Bldg 4/D, 700 Robins Avenue, Philadelphia, PA.

6. SAE, 400 Commenwealth Dr., Warrendale, PA.

Maurice E. Le Pera, Le Pera and Associates. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latin America

http://noria.mx/lublearn/analisis-de-compatibilidad-entre-lubricantes/

Consulta efectuada el 05 enero de 2016