El atributo densidad es de suma importancia para el análisis de aceite en el mantenimiento predictivo, ya que juega un papel fundamental en el funcionamiento del lubricante y, en consecuencia, en el desempeño de la maquinaria.
Consulte el siguiente artículo para ver cómo ocurre esto y la importancia de analizar la densidad del aceite para garantizar la funcionalidad de sus sistemas.
¿Qué es el análisis de densidad del aceite y por qué es importante?
La densidad es una propiedad clave de un fluido y se da por la relación entre su masa específica y un volumen conocido (d=m/V). El agua, estándar de referencia, tiene una densidad de 1,000 kg/m³, por definición.
Los aceites varían entre 700 kg/m³ y 950 kg/m³. Es por esto que la mayoría de los aceites flotan en el agua: son menos densos que el agua. Sin embargo, algunos aceites base API Grupo IV pueden ser más densos y hundirse en el agua.
Es por esto que, cuando hay problemas con el exceso de humedad en su sistema de lubricación, el agua se deposita en el fondo del tanque y se puede drenar primero cuando se abre la tapa o la válvula.
En el caso de aceites más densos, como los del Grupo IV, ocurre lo contrario y el agua flota sobre el lubricante.
Sin embargo, para la clasificación API, la medición de la densidad se realiza de forma diferente, utilizando una escala de comparación inversa. En este sistema, el valor 10 se asigna al agua, y cualquier fluido que tenga un valor mayor que éste tiene una densidad menor que el agua y flotará en ella; Cualquier cosa con un valor menor a 10 será más pesada y se hundirá.
Una característica importante de la densidad es que varía inversamente con la temperatura del aceite: cuanto mayor es la temperatura, menor es la densidad.
El valor de densidad de un fluido se utiliza en los cálculos de viscosidad, la propiedad más importante de un lubricante. Esta es por tanto la razón principal para realizar un análisis de densidad del aceite: sin esta información, no será posible determinar la viscosidad.
¿Cómo afecta la densidad a los lubricantes y la maquinaria?
Como se mencionó, para conocer la viscosidad de un fluido, primero debes conocer su densidad. Conociendo este valor, podemos ver que a medida que aumenta la densidad de un lubricante, el fluido se vuelve más espeso. Una de las consecuencias de esto es que cualquier partícula disuelta en este fluido tardará más tiempo en asentarse.
En relación con los sistemas hidráulicos, esta información es extremadamente importante, ya que significa que el mecanismo estará expuesto a la contaminación de partículas durante un período de tiempo más largo.
Los conjuntos hidráulicos son muy sensibles a cualquier tipo de contaminación y cuanto más tiempo permanezcan estas partículas suspendidas, más probable es que produzcan problemas como cavitación, corrosión y obstrucción de válvulas por formación de lodos en el aceite.
Por otro lado, los fluidos de alta densidad pueden ayudar a controlar la contaminación. En este caso, el mayor tiempo de flotación en el líquido facilita la eliminación de partículas mediante filtración u otros mecanismos, ayudando al proceso de limpieza del conjunto.
En este contexto, las bombas hidráulicas son los equipos que más sufren los cambios de densidad. Entre los problemas que se pueden ocasionar se encuentran:
- Mayor propensión a la cavitación en los puertos de succión y salida de la bomba.
- Mayor potencia de bombeo (mayor consumo de energía, provocando desgaste del motor).
- Mayor estrés en los elementos de bombeo.
- Capacidad de bombeo comprometida debido al aumento de la inercia del fluido (el aceite no fluye como debería).
El potencial erosivo del fluido también aumenta con el aumento de la densidad. En puntos del sistema donde hay gran turbulencia (o alta velocidad de flujo de fluido).
En otras palabras, cuanto mayor sea la densidad en los lugares donde el fluido tiene alta velocidad, mayor será la probabilidad de que el fluido erosione tuberías, válvulas o cualquier otra superficie a su paso.
Otros contaminantes como el aire y el agua en el aceite también se verán afectados por el cambio en la densidad del lubricante. De hecho, los cambios en la densidad del aceite, por otro lado, pueden indicar contaminación por aire y agua, ya que estos dos contaminantes afectan esta propiedad. Los cambios en esta propiedad también indican oxidación. En este caso, la densidad aumenta a medida que avanza el proceso oxidativo.
Toda esta información se puede verificar con mayor claridad una vez realizado el análisis de densidad del aceite.
Beneficios del análisis de densidad del aceite para la operación
Dado que es una función de la temperatura, la variación en la densidad del aceite puede indicar sobrecalentamiento de las piezas de la máquina. En este sentido, el análisis de densidad del aceite debe realizarse siempre que en campo se observen cambios en el desempeño de las bombas hidráulicas o trabajos excesivos en las mismas.
Es decir, si has notado que las bombas están consumiendo más energía, podría ser que la densidad del aceite haya cambiado. Si es así, será necesario realizar diferentes tipos de análisis de aceite para determinar exactamente cuál es el problema.
Esta indicación se hace porque las bombas están diseñadas para un tipo específico de densidad de aceite.
Por lo tanto, a medida que cambia la densidad, se pierde eficiencia de bombeo, lo que provoca pérdidas en la producción y aumenta los costos. Realizar un análisis de densidad del aceite, en este caso, es crucial.
En resumen, la densidad juega un papel fundamental en el funcionamiento del lubricante y en el rendimiento de las máquinas, especialmente en el caso de las bombas de sistemas hidráulicos. Esto se debe a que este equipo está diseñado de acuerdo con la densidad del aceite a utilizar en el sistema, y cualquier cambio en esta propiedad comprometerá su desempeño.
De manera similar, densidades más altas en el aceite indicarán un período de tiempo más largo para que las partículas permanezcan en suspensión. Por un lado, esto puede ser un problema, ya que expone el sistema a la presencia nociva de contaminantes. Por otro lado, puede ayudar a limpiar el conjunto por la misma razón.
Además, la densidad cambia, y se modifica, por la presencia de aire y agua, contaminantes que pueden provocar daños importantes en los equipos, como corrosión, cavitación y obstrucción de válvulas por formación de lodos.
¿Alguna pregunta sobre el análisis de densidad del aceite? Habla con uno de nuestros expertos y descubre lo antes posible si tus aceites son adecuados para optimizar tu proceso de producción.
Autor: Pedro Hernandes
