Revision y Actualizacion del Plan de Lubricacion de la Maquina 4 … · 2019. 9. 18. · 7.5...

REVISION Y ACTUALIZACION DEL PLAN DE LUBRICACION DE LA MAQUINA 4 PROPAL S.A. PLANTA 2

ALEXANDER CARDONA CASTAÑO

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE ENERGETICA Y MECANICA PROGRAMA DE INGENIERIA MECANICA

SANTIAGO DE CALI 2007

REVISION Y ACTUALIZACION DEL PLAN DE LUBRICACION DE LA MAQUINA 4 PROPAL S.A. PLANTA 2

ALEXANDER CARDONA CASTAÑO

Pasantía para optar al título de Ingeniero Mecánico

Director ROBERT E. COOPER Ingeniero Mecánico

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE ENERGETICA Y MECANICA PROGRAMA DE INGENIERIA MECANICA

SANTIAGO DE CALI 2007

Nota de aceptación:

Aprobado por el comité de Grado en cumplimiento de los requisitos exigidos por la Universidad Autónoma de Occidente para optar al título de Ingeniero Mecánico ING. ROBERT E. COOPER______ Director

Santiago de Cali, Agosto de 2007

La culminación exitosa de este lindo proyecto ha sido un gran logro en mi vida académica y profesional, gracias a personas a mi alrededor con un gran conocimiento, tremendas cualidades personales, intelectuales y espirituales, con una facilidad de agradar a los demás. Reconozco a mis padres, por haberme ayudado y apoyado profundamente en el desarrollo de este bello proyecto. A Genaro Cardona, que con sus conocimientos en la industria papelera me ha enseñado esta linda etapa de la vida laboral y ha contribuido con su compañía y experiencia a que aquellos conocimientos adquiridos en la universidad sean reforzados y aplicados en la labor como ingeniero. A todas las personas que hicieron posible que mi experiencia en PROPAL S.A. fuera increíblemente amena, tranquila, agradable y sobre todo muy enriquecedora, pues fue allí en donde realmente supe el gran potencial de la Ingeniería Mecánica. A personas como Ricardo, David, todos los Carlos, Javier, los Jorges, Fabio Johnatan, Israel, Ernesto, Francisco, Álvaro, Fernando y todos aquellos individuos que hacen de esta empresa cada vez más competitiva, exitosa, agradable pero sobre todo un lugar ideal para progresar y alcanzar los logros. Gracias por su colaboración, pero más que eso, gracias por haberme aceptado sin problemas, sin ninguna diferencia. Eso hace que todo lo que uno hace lo haga bien y con muchas ganas.

AGRADECIMIENTOS Doy gracias a Dios por haberme permitido nacer en una familia de la cual estoy profundamente orgulloso. Esa familia en la cual el apoyo, la comprensión, la ternura, los detalles y sobre todo la unión – esa que hace falta en muchos hogares – son cualidades determinantes para el buen desarrollo emocional, espiritual e intelectual de un ser humano. A mis padres Alberto y Beatriz, fuente de mis valores, de mi ambición, de mis conocimientos, de mis logros. Personas sin las cuales gran parte de mis metas y sueños no hubiesen sido posibles. Seres con los que en todo momento me han tolerado y han aceptado los caprichos singulares de una persona como yo. Especial agradecimiento a Nathalie Peña, que con sus encantos, personalidad, carácter y sobre todo su confianza, han hecho de mí un mejor profesional. Es una persona tremendamente capaz, una mujer fuerte pero delicada, con una capacidad enorme de vencer obstáculos y concebir momentos felices. Una persona digna de mi respeto y admiración. A todas aquellas personas que hicieron parte en la difícil labor de enseñar una profesión de estas características, pues sin ellas o gracias a ellas, se cultivaron a lo largo del tiempo vivencias, conocimientos, responsabilidades, resbalones, y todas aquellas cositas que hacen de la universidad un lugar para volver.

CONTENIDO

Pág. GLOSARIO 16

RESUMEN 25

INTRODUCCION 26

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 28

2. JUSTIFICACION 29

3. OBJETIVOS 31

3.1 OBJETIVO GENERAL 31

3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 31

4. ANTECEDENTES 32

4.1 PROBLEMAS HISTORICOS 32

4.2 DETECCION DE FALLAS EN EL MANTENIMIENTO 32

5. MARCO TEORICO 33

5.1 LUBRICACION 33

5.1.1 Importancia de la lubricación en equipos 33

5.1.2 ¿Qué es la viscosidad? 33

5.1.3 Definición de fricción 35

5.1.4 Coeficiente de fricción 35

5.1.5 Desgaste 35

5.1.6 Lubricante 36

5.1.7 Película de lubricante 36

5.2 LUBRICACION CON GRASA 39

5.2.1 Importancia de la lubricación con grasa 39

5.2.2 ¿Cómo actúa la grasa en un rodamiento? 40

5.2.3 Distintos tipos de grasas y aditivos 41

5.2.4 Consistencia 43

5.2.5 Propiedades antioxidantes 43

5.2.6 Obturación 43

5.2.7 Estabilidad mecánica 44

5.2.8 Miscibilidad 44

5.2.9 Grasas lubricantes clasificadas según la temperatura y las

condiciones de carga 44

5.2.10 Selección de una grasa 45

5.2.11 Intervalos de reengrase 52

5.3 LUBRICACION POR ACEITE 54

5.3.1 Métodos de lubricación por aceite 55

5.3.2 Distintos tipos de aceites y aditivos 59

5.3.3 Aditivos 61

5.3.4 Efecto de la temperatura 63

5.3.5 Índice de viscosidad (VI) 63

5.3.6 Selección de un aceite lubricante 64

5.4 IDENTIFICACION DE LOS LUBRICANTES 65

5.4.1 Identificación del tipo de grasa 66

5.4.2 Identificación de la utilidad del lubricante 67

5.4.3 Identificación de la consistencia NLGI 68

5.4.4 Identificación de la letra identificativa adicional 70

5.4.5 Identificación del límite inferior de temperatura 71

6. DESCRIPCION DE LA EMPRESA 72

6.1 RESEÑA HISTORICA 72

6.1.1 PROPAL S.A. 72

6.1.2 PROPAL S.A. Planta 2 73

6.2 MISION 74


6.3 MISION 74


6.4 VALORES INSTITUCIONALES 74

6.5 POLITICAS GENERALES 75

6.5.1 Políticas de Gestión Humana 75

6.5.2 Política de Ética y Conducta Legal del Negocio 76

6.5.3 Política Ambiental 77

6.5.4 Política de Operaciones, Mantenimiento e Ingeniería 77

6.5.5 Políticas de Gestión Integral 78

6.5.6 Políticas de Seguridad Industrial y Salud Ocupacional 78

6.6 OBJETIVOS ORGANIZACIONALES 79

7. ANALISIS DE LAS CONDICIONES DE TRABAJO DE LOS

NUEVOS EQUIPOS 83

7.1 COMPONENTES DEL SISTEMA DE REFINACION (SECCION 42) 85

7.1.1 Bombas de alimentación de tanques 85

7.2 COMPONENTES DEL SISTEMA DE CIRCUITO DE APROXIMACION

(SECCION 43) 92

7.2.1 Bombas de alimentación de tanques 92

7.2.2 Componentes del sistema de Zaranda Primaria 102

7.2.3 Componentes del sistema Zaranda Terciaria 104

7.2.4 Bomba de vacio 106

7.3 CAJA DE ENTRADA (HEAD BOX) 107

7.3.1 Datos de diseño 108

7.4 DUOFORMER D (FORMADOR SUPERIOR O TOPFORMER) 111


7.4.2 Componentes del Duoformer D 112

7.4.3 COMPONENTES DEL SISTEMA DE SOPLADO DE LAS CAJAS

PRO-RELEASE, TRANSFER FOILS Y S-STABILIZER 121

7.5 COMPONENTES DEL SISTEMA DE VAPOR Y CONDENSADO 123

7.5.1 Bombas centrifugas de condensado Flash Tank 123

7.6 COMPONENTES DE LA SECCION DE SECADO 134

7.6.1 Motivo de la circulación de aceite en la sección de Secado 135

7.6.2 Rodillos de lona 136

7.6.3 Sistema motriz de la Quinta (5ª) sección de Secadores 136

7.6.4 Sistema motriz de la sección Quinta (5ª) A de Secadores 138

7.6.5 Extractor de aire de la Campana 5ª Sección 140

7.6.6 Doctors DST 142

7.6.7 Cadenas de las puertas de la Campana o Hood de Sequeria 143

7.6.8 Sistema de poleas 144

7.6.9 Sistema tensor de poleas 5ª Sección 146

7.7 COMPONENTES DEL SISTEMA DUOCLEANER 147

7.7.1 Bomba de alta presión 147

7.7.2 Unidad marco de recorrido 149

7.7.3 Carro 150

7.7.4 Rueda de retorno 151

7.8 SPEED SIZER (FILM SIZE PRESS) 151


7.8.2 Datos de los rodillos aplicadores 152

7.8.3 Componentes del SpeedSizer 153

7.8.4 Sistema de colchón de aire CB-TURN 158

7.8.5 Sistema de almacenamiento de broke del SpeedSizer 160

7.8.6 Calentador del techo del SpeedSizer 161

7.8.7 Bombas de desplazamiento positivo 162

7.8.8 Sistema de enfriamiento de los rodillos del SpeedSizer 164

7.8.9 Sistema de calentamiento de bandejas Aplicadoras del SpeedSizer 167

7.9 ELEMENTOS DE LA WINDER 169

7.9.1 Sistema extracción polvillo y tirillas 169

8. RUTAS DE LUBRICACION 173

8.1 RUTAS EXISTENTES 173

8.2 EJECUCION 173

9. LUBRICACION DE LOS RODILLOS EN LA MAQUINA DE PAPEL 174

9.1 PROCEDIMIENTO 174

9.2 LUBRICACION ANTERIOR AL INICIO 175

9.3 INTERVALOS DE CAMBIO DE GRASA 175

9.4 CORROSION POR PARADA 176

9.4.1 Causas 176

9.4.2 Consecuencias 176

9.4.3 Guía para la Relubricación 176

9.5 DAÑOS EN LOS RODAMIENTOS DE LOS RODILLOS 177

9.5.1 Origen del daño por corrosión en rodamientos 178

10. ALMACENAMIENTO, MANEJO Y USO DE LUBRICANTES

INDUSTRIALES EMPLEADOS EN LA PLANTA. 181

10.1 MANIPULACION DE LOS LUBRICANTES 181

10.2 BOGEGA AUXILIAR DE LUBRICANTES DE LA MAQUINA 181

11. CONCLUSIONES 183

12. RECOMENDACIONES 184

BIBLIOGRAFIA 185

ANEXOS 188

LISTA DE TABLAS

Pág.

Tabla 1. Conversión de viscosidades. Valida solo para viscosidades superiores a 70 cSt 35 Tabla 2. Tipos de espesante para grasas ExxonMobil 50 Tabla 3. Propiedades afectadas por el tipo de espesante 51 Tabla 4. Factor Kf para periodos de reengrase 54 Tabla 5. Clasificación ISO de los aceites industriales según la norma ISO 3448 65 Tabla 6. Identificación del tipo de grasa 66 Tabla 7. Identificación de la utilidad del lubricante 67 Tabla 8. Identificación de la consistencia NLGI para grasas 69 Tabla 9. Identificación de la letra adicional para lubricantes 70 Tabla 10. Identificación de la letra adicional para lubricantes sintéticos 71 Tabla 11. Identificación de la temperatura de trabajo mínima 71 Tabla 12. Equipos nuevos puestos en funcionamiento 84 Tabla 13. Datos del ModuleJet 108 Tabla 14. Datos del DuoFomer D 111 Tabla 15. Duración mínima de los aceites en la campana de secado 136 Tabla 16. Datos de diseño del SpeedSizer 152 Tabla 17. Datos de los rodillos aplicadores del SpeedSizer 152 Tabla 18. Cantidad de grasa en rodillos VOITH PAPER 177

Tabla 19. Factor de cantidad 177 Tabla 20. Condiciones favorables para almacenamiento de rodillos 180

LISTA DE FIGURAS

Pág.

Figura 1. Definición de viscosidad 34 Figura 2. Lubricación por capa limite 37 Figura 3. Lubricación hidrodinámica 38 Figura 4. Lubricación elasto-hidrodinámica 39 Figura 5. Actuación del lubricante en un rodamiento 41 Figura 6. Estimación de la viscosidad nominal v1 necesaria para proporcionar una lubricación adecuada 48 Figura 7. Estimación de la viscosidad de funcionamiento real vr 49 Figura 8. Periodos de reengrase en condiciones favorables. Duración de servicio de la grasa F10 para grasas estándar a base de litio 53 Figura 9. Lubricación por goteo de aceite 56 Figura 10. Lubricación por baño de aceite 57 Figura 11. Lubricación por circulación de aceite 58 Figura 12. Esquema hidráulico básico de la circulación de aceite 59 Figura 13. Aditivos con efecto polar 62 Figura 14. Aditivos EP activos 63 Figura 15. Organigrama de Presidencia PROPAL S.A. 79 Figura 16. Organigrama General PROPAL S.A. 80 Figura 17. Organigrama de Operaciones PROPAL Planta 2 81 Figura 18. Organigrama del Negocio de Máquinas PROPAL Planta 2 82

Figura 19. Bomba Sulzer tipo APP 85 Figura 20. Bomba Sulzer tipo APP 92 Figura 21. Bomba Sulzer tipo HPT 98 Figura 22. Motor (Drive) ABB tipo M3BP 315 99 Figura 23. Bomba Canberra Pumps tipo 3766 100 Figura 24. Zaranda tipo MultiScreen 102 Figura 25. Zaranda tipo MiniSorter 104 Figura 26. Bomba de Vacio tipo 14 E 106 Figura 27. Bomba centrifuga tipo L 30 109 Figura 28. Motor (Drive) ABB tipo M3BP 355 110 Figura 29. Reductor tipo H1 SH 112 Figura 30. Acople eje cardan tipo MT Transmit 113 Figura 31. Motor (Drive) ABB tipo M3BP 355 115 Figura 32. Ventilador centrífugo tipo RR 900 116 Figura 33. Ventilador centrífugo tipo RAA 800 117 Figura 34. Bomba Canberra Pumps tipo 3196 123 Figura 35. Bomba Sulzer tipo APP 132 Figura 36. Motor (Drive) ABB tipo M3BP 315 137 Figura 37. Reductor Flender tipo H2 PH 138 Figura 38. Motor (Drive) ABB tipo M3BP 250 139 Figura 39. Doctor (raspador) tipo DST 142 Figura 40. Poleas guía 144 Figura 41. Sistema tensor de poleas 146

Figura 42. Bomba Speck tipo NP 25/21 147 Figura 43. Marco de recorrido del DuoCleaner 149 Figura 44. Carro del DuoCleaner 150 Figura 45. Rueda de retorno del DuoCleaner 151 Figura 46. Reductor Flender tipo H2 PH 153 Figura 47. Acople eje cardan tipo MT Transmit 155 Figura 48. Motor (Drive) ABB tipo M3BP 250 156 Figura 49. Motor (Drive) ABB tipo M3BP 180 157 Figura 50. Ventilador centrífugo tipo MXE 158 Figura 51. Air turn (CB-Turn) 159 Figura 52. Bomba de desplazamiento positivo Netzsch tipo NEMO 162 Figura 53. Bomba Canberra Pumps tipo 3196 164 Figura 54. Bomba Canberra Pumps tipo 3196 167 Figura 55. Ventilador desmenuzador tipo Chopperfan CTX 169 Figura 56. Ventilador tipo Balancefan 400 170

LISTA DE ANEXOS

Pág.

Anexo A. Lista de Lubricantes empleados en la PM4 PROPAL S.A. Planta 2 188 Anexo B. Fichas técnicas de los lubricantes empleados en la PM4 189 Anexo C. Ficha de Identificación Rápida de Lubricación de Bombas 190 Anexo D. Ficha de Identificación Rápida de Lubricación de Ventiladores 191 Anexo E. Ficha de Identificación Rápida de Rodillos de Lona y Poleas 192 Anexo F. Ficha Control de Lubricación de Aceite 193 Anexo G. Ficha Control de Lubricación de grasa 194 Anexo H. Rutas de Lubricación PM4 195

GLOSARIO ACEITE: líquido lubricante fabricado de uno o varios tipos de aceite, utilizados normalmente para altas velocidades y poca presión. ACEITE BASE: líquido base para pastas, aceites y grasas. ACEITE SINTÉTICO: al contrario de los aceites obtenidos en la naturaleza (aceites minerales, vegetales y animales) los aceites sintéticos se obtienen mediante procesos químicos. Para la formulación de lubricantes se emplean por ejemplo hidrocarburos sintéticos, ésteres, poliglicoles, aceites fluorados y aceites de silicona. ADITIVO: sustancia añadida a los lubricantes, productos anticorrosivos y de mantenimiento para conseguir ciertas propiedades. AGARROTAMIENTO: sucede cuando debido a la rotura de la película lubricante, se produce la soldadura de las crestas de los materiales. ANILLO EXTERIOR: en un rodamiento, es el aro exterior en donde se apoyan los rollers. ANILLO INTERIOR: en un rodamiento, es el aro interior en donde se apoyan los rollers AGUA BLANCA: agua de proceso reciclada de las operaciones llevadas a cabo en la máquina, es importante debido a la cantidad de finos y otras partículas que lleva diluidos y que son útiles en la fabricación del papel. Las aguas blancas pueden ser; ricas, cuando el contenido de finos es alto o filtradas, cuando se le ha sometido a un proceso de remoción de materiales sólidos. APRESTO: es una mezcla de almidones que tiene como objetivo, proveer de resistencia mecánica a la hoja de papel. BARRIL O CANECA: una medida estándar para el aceite y para los productos del aceite. Un barril = 35 galones imperiales o 42 galones Americanos o 159 litros. BOMBA: es un sistema mecánico o electro-mecánico que puede formar parte de un sistema hidráulico o hídrico, el cual aprovecha la energía del movimiento realizando acciones de regulación y control para elevar el agua

BROKE: mezcla de fibras de reciclo, provenientes de material de reproceso y reventones en la máquina, se usa como uno de los componentes básicos de la pasta para la fabricación del “Furnish”. CAMINOS: en un rodamiento, es la superficie de contacto entre los rollers y la superficie interior de los anillos. CODIFICACIÓN: el tipo de codificación se hace en base a la norma DIN 51502. Aporta información del tipo de lubricante, idoneidad, grado NLGI y el rango de temperatura de trabajo de los lubricantes. CORROSIÓN: desgaste que sufre una pieza metálica por la acción superficial de agentes químicos, ácidos en general y en particular por el oxígeno en el aire. CORROSIÓN POR FRICCIÓN: corrosión de superficies debido al contacto por apriete o deslizamiento y a vibraciones críticas bajo carga. Se forma oxido inmediatamente sobre las partículas de acero. DEMULSIVIDAD: es la mayor o menor facilidad con que el aceite se separa del agua, esto es, lo contrario de emulsividad. DESGASTE: se produce después de la rotura de las películas lubricantes cuando las superficies deslizantes entran en contacto y se rozan mutuamente. DIN: Deutsches Institut Fur Normmung (Normas Industriales Alemanas) encargada de evaluar los elementos y procedimientos empleados en el sector industrial. DN FACTOR: también se conoce como coeficiente de velocidad .Es un valor de orientación hasta qué velocidades periféricas los lubricantes pueden ser usados en rodamientos. DUOFORMER: dispositivo mecánico que tiene como finalidad mejorar la formación de la hoja de papel, evitando defectos como la doble cara, nubosidades, etc. EMULSIÓN: es una mezcla estable y homogénea de dos líquidos que normalmente no pueden mezclarse (son inmiscibles entre ellos), como aceite de oliva y agua. Cuando estos dos líquidos están en un mismo recipiente se denominan fases. ENCOLADO: proceso mediante el cual, se le da al papel propiedades de impermeabilidad o de resistencia al paso de humedad. ENVEJECIMIENTO: transformación química de las sustancias debido a la influencia del calor, luz y el oxígeno durante el tiempo de servicio.

FACTOR F10: la duración de servicio F10 de una determinada grasa es válida para una probabilidad de fallo del 10 %. El periodo de engrase se define como la duración mínima de servicio de la grasa F10 alcanzada por grasas estándar que satisfacen las exigencias según DIN 51825. FINOS: partículas de tamaño reducido (menores a 200 mesh) que pueden ser de origen celulósico (fino del bagazo) o mineral (finos de carbonatos), son también parte del “Furnish” o preparación de la pasta, al ser aproximadamente el 30% de las fibras. FORMACIÓN: sub-etapa del proceso papelero, en donde se realiza el acomodamiento de las fibras al fabricar la hoja de papel, ocurre en la mesa de formación del “Fourdrinier”. FOURDRINIER: nombre común de las máquinas de papel; consta de una caja de alimentación (Head Box), fieltros, mallas, un sistema de rodillos y unidades de secado del material. FREENESS: grado de drenabilidad de las fibras, es una medida de control de la longitud de las fibras. FURNISH: es la materia prima del papel, consiste en una mezcla de fibras, minerales y aditivos, es principalmente agua con sólidos en suspensión, de la composición del “Furnish” dependen las propiedades que tiene el papel. GRASA: aceite y espesante (jabón base). El aceite contenido en el espesante se separa como consecuencia de presión y movimiento. En la fase estacionaria el espesante absorbe el aceite. Para movimientos rápidos o medios con alta presión. GRASAS LUBRICANTES: están compuestas de agentes espesantes y aceites. Las grasas con jabones metálicos (calcio, Al, Ba, Li, Na, Pb y otros complejos), están compuestas por ácidos grasos y soluciones alcalinas como jabones metálicos. Los jabones metálicos, aceites lubricantes y el proceso de elaboración determinan la estructura, consistencia, uso, tipo de aplicación, etc. Grasas libres de jabón con gel rellenable inorgánico (gel de sílice, betonita, etc.) o agentes espesantes orgánicos (PR, PP, policarbamida, etc.) y aceites lubricantes. Las grasas sintéticas pueden tener espesantes orgánicos o inorgánicos y aceites sintéticos (ester, silicona, poliglicol, aceites destilados polifenil). GCC: (Granulated Calcium Carbonate), carbonato de calcio granulado, de origen mineral, se extrae de minas y yacimientos, se usa como “Filler” en la fabricación de papel, para promover algunas propiedades ópticas y de impresión. HARDWOOD: clasificación de maderas utilizadas para la fabricación de papel, que por su grado de resistencia mecánica se les conoce por maderas duras, a

esta clasificación hacen parte los eucaliptos, robles y otras especies madereras de gran contenido en celulosa. HEAD BOX: también conocido como Caja de Entrada. Es una pieza clave de la máquina de papel, ya que este es el que distribuye el chorro de “Furnish” sobre la malla de formación. HIDROCARBURO: cualquier compuesto o mezcla de compuestos, sólido, líquido o gas que contiene carbono e hidrógeno (por ejemplo: carbón, aceite crudo y gas natural). HOUSING: por lo general es un elemento protector o caja en donde en su interior se aloja ya sea un rodamiento o algún otro elemento. HYDRAPULPER: equipo utilizado para homogenizar las fibras, especialmente la fibra larga y el broke. INHIBIDORES: agentes protectores del envejecimiento que retrasan o previenen ciertas reacciones. IMPRIMIBILIDAD: facilidad del papel a ser imprimido o la capacidad de este para aceptar tintes y pigmentos sobre su superficie, aplicados a diferentes condiciones de operación. JAULA: elemento de un rodamiento con el cual los rollers se mantienen separados entre sí y en ningún momento se desacomoden. Elemento que va entre los rollers. LABERINTO: son elementos destinados a preservar al rodamiento de la penetración de cuerpos extraños y de la humedad, a la vez que evitan la fuga del lubricante. LADO HÚMEDO: etapa de la fabricación del papel en donde se produce la formación de la hoja en la máquina de papel. También se conoce como Wet End. LUBRICACIÓN: estudio de los medios utilizados para reducción de la fricción entre dos superficies con movimiento relativo, del comportamiento del entorno y de sus consecuencias. LUBRICANTES INDUSTRIALES: aceites o grasas para el sector industrial (DIN 51 502, DIN ISO 6743 Sección 0). LUBRICANTE SÓLIDO: suelen utilizarse para trabajos de lubricación bajo condiciones extremas. Los más conocidos son los de grafito, sulfuro de molibdeno,

diferentes plásticos, sulfitos metálicos, etc. La determinación de lubricantes sólidos se lleva a cabo por la DIN 51 831 y 51 832. LUBRICAR: acción de reducir el rozamiento entre dos superficies con movimiento relativo al interponer entre ellas una sustancia lubricante. MAQUINA DE PAPEL: también llamada Máquina o PM (Paper Machine). Es el conjunto de máquinas que hacen posible la fabricación del papel. MEDICIÓN DE PESO BÁSICO: este procedimiento es meramente de control, es utilizado como medida aseguramiento, para garantizar que todas las hojas de mano fabricadas, corresponden efectivamente al gramaje especificado. NIPPLE: también es conocido como boquilla o nipple de lubricación y es el punto en el cual la grasa es ingresada hacia los elementos que necesitan lubricación por medio de un conducto o tubo. OXIDACIÓN: es un proceso de combustión. Sucede cuando se añade oxígeno a ciertos elementos o moléculas. En el caso de hidrocarburos se produce la gelificación, la formación de lacas, polímeros, radicales corrosivos, etc. PAPEL: el papel es un afieltrado de fibras unidas tanto físicamente por estar entrelazadas a modo de malla como químicamente por puentes de hidrógeno PARADA: acción de detener algún elemento necesario para la fabricación del papel. PARADA NO PROGRAMADA: detenimiento de algún elemento necesario para la fabricación del papel que no se tenía prevista o en planilla. PCC: (Precipited Calcium Carbonate), carbonato de calcio precipitado, es un mineral usado como carga mineral en la fabricación del papel, es de origen artificial, se produce por la reacción del dióxido de carbono con el óxido de calcio. PASTA: mezcla de fibras utilizadas para la fabricación de algún grado especifico de papel. PENETRACIÓN: unidad de medición para clasificar la consistencia de grasas lubricantes. En el caso de grasas es la distancia que un cono de ciertas medidas penetra verticalmente en una muestra (según norma SIN ISO 2137 o DIN 51 804). PENETRACIÓN TRABAJADA: por este término se entiende la penetración del cono en una muestra de grasa que ha sido tratado con 60 ciclos dobles dentro de un minuto en una amasadora de grasas a 25°C.

PENETRACIÓN ESTÁTICA: la penetración de una muestra de grasa, medida a +25ºC, sin tratamiento previo de la grasa en una amasadora. POLÍMERO: compuesto complejo en el cual moléculas individuales (monómeros) se unen químicamente en cadenas largas. POLIUREA: se obtiene por combinaciones orgánico-sintéticas. Posee excelente resistencia al envejecimiento y a las temperaturas de servicio comprendidas entre -30º C y 175º C. Su mayor aplicación se presenta para condiciones de alta temperatura, sus altas cargas y elevadas velocidades de rotación. Tienen la notable propiedad de ser más viscosa a alta temperatura y volver a sus condiciones normales de temperatura. PRUEBA DE 4 BOLAS: se mide la carga de soldadura y el desgaste a contactos puntiformes. La norma DIN 51 350 describe el proceso del ensayo. La carga de soldadura es la fuerza de ensayo a la que se produce el soldado de las bolas individuales una contra otra. El valor de desgaste (mm) es el diámetro medio de los depósitos que se forman a una carga constante después de un tiempo definido de prueba. PUNTO DE INFLAMACIÓN: también conocido como flash point, es la temperatura a la cual el aceite libera la cantidad de vapores suficiente en una superficie de ignición, para que se prenda una llama y luego se apague. Dependiendo del tipo de producto y del punto de inflamación, los métodos de medición más habituales son crisoles cerrados (de acuerdo con la DIN 51755) o abiertos (DIN ISO 2592). PUNTO DE FLUIDEZ (POUR POINT): es la temperatura más baja en la cual, el aceite continúa fluyendo libremente sin obstrucción, a condiciones especificas según el ensayo ASTM D-97. PUNTO DE GOTA: el punto de gota (dado en ºC) para una grasa lubricante es la temperatura a la cual comienza (medido según DIN ISO 2176) la licuación o goteo. Esta temperatura está considerablemente por encima del límite superior de la temperatura de empleo recomendada. Sin embargo, ciertos espesantes de grasa no se licuan, es decir no tienen punto de gota. PUNTO DE LLAMA (FIRE POINT): es la temperatura a la cual el aceite libera suficientes vapores para que se prenda una llama y se mantenga. REEL: cilindro o eje en el cual se enrolla el papel cuando sale de la máquina. REFINACIÓN: por medio de un efecto de corte de las fibras se desarrollan las propiedades físicas de la pasta.

RESISTENCIA AL AGUA: hay dos tipos de pruebas, estática o dinámica. Se observa el comportamiento de la grasa frente al agua. Se investiga a diferentes temperaturas, la influencia del agua frente a las grasas (DIN 51 807) RETENCIÓN: es la capacidad de “atrapamiento” que tiene un componente o aditivo en la matriz de fibras del papel; es la fracción de algún componente que sale en la hoja final de papel, con respecto a la cantidad que ingresa en el “Furnish”. RODAMIENTO: también llamado cojinete. Poseen elementos esféricos, cilíndricos o cónicos acomodados dentro de una estructura, cuya función es soportar las fuerzas generadas en un elemento que se encuentra en rotación. RODILLO: son cada una de las piezas cilíndricas giratorias que forman parte de sección de Sequeria. Se emplea, junto con el vapor, para secar la hoja de papel. ROLLER: elementos generalmente esféricos, cilíndricos o cónicos que están en el interior del rodamiento que sirven para soportar las cargas generadas y para brindar una mejor condición de rodamiento. ROZAMIENTO: el rozamiento es la resistencia mecánica al movimiento relativo de dos superficies. El rozamiento no es deseado en la técnica de la lubricación ya que va unido a perdidas de energía (aumento de temperatura) y normalmente produce pérdidas de material. ROZAMIENTO LÍMITE: ocurre si la película de lubricante se rompe durante la fricción. Los dos materiales entran en contacto debido a las condiciones de fricción, tales como presión o velocidad. El rozamiento límite no se puede evitar en los momentos de arranque o del frenado de un sistema tribológico o con sentidos de giro alternantes, hasta que la película de lubricante se ha formado. ROZAMIENTO MIXTO: fase en que existe parcialmente rozamiento límite y parcialmente lubricación hidrodinámica. Los picos de la superficie están separados en algunos casos, pero en otros casos hay contacto debido al desgaste. Describe también el estado de lubricación en el cual existe rozamiento al seco y rozamiento hidrodinámico al mismo tiempo. ROZAMIENTO POR VISCOSIDAD: se da en las superficies que se deslizan una sobre la otra y que están completamente separadas por un lubricante para que no haya ningún contacto directo prolongado. No se produce desgaste. La viscosidad, temperatura, gradiente, y el comportamiento de la presión del lubricante determinan el rozamiento por viscosidad. SECADOR: pieza generalmente de hierro, que se utiliza en conjunto con vapor a presión, para secar la hoja de papel a su paso por la Sequeria.

SEQUERÍA: sección de la Máquina de Papel en donde se le retira humedad al papel para su secado. SPEEDSIZER: máquina en la cual se le aplica apresto superficial a la hoja de papel para obtener mejores propiedades ópticas y mecánicas. SOLVENTE: nombre genérico de un líquido capaz de disolver o dispersar otras sustancias. TRIBOLOGÍA: ciencia que estudia el comportamiento de los contactos entre dos superficies en movimiento. VENTILADOR: es un dispositivo para agitar o mover aire o gas. Básicamente crea una corriente de aire moviendo unas paletas o álabes. Es análogo al extractor. VISCOSIDAD CINEMÁTICA: es el cociente entre la viscosidad dinámica y su densidad, ambas medidas a la misma temperatura. Esta viscosidad es la utilizada normalmente en los lubricantes. Su unidad de medida más común es el centistoke (cSt) o milímetros cuadrados por segundo (mm2 / s = 1 cSt) VISCOSIDAD DINÁMICA O ABSOLUTA: es la fuerza requerida para vencer la fricción interna de un fluido, en una película de dimensiones conocidas. En el caso de los lubricantes, medida de la resistencia que ofrece una capa de aceite a desplazarse sobre la capa adyacente. Se expresa generalmente en poise (p) o centipoise (cp). WINDER: máquina de conversión empleada para convertir los reel que salen de la Máquina de Papel en rollos más pequeños, en formatos comerciales. ZARANDA: es una criba por donde se seleccionan partículas de fibra apta para la fabricación del papel, realizando una selección por tamaño.

RESUMEN La competitividad en estos tiempos de adelantos tecnológicos, población masiva, deterioro del medio ambiente, hacen que las empresas vean en la tecnología una ventana para reducir sus gastos, contaminar menos, aumentar su producción acompañada de un aumento de sus ingresos; estos son pensamientos que no se pueden eludir a la hora de realizar un balance en una empresa. La insuficiencia de maquinaria para suplir estas necesidades de producción hace que las empresas adquieran nuevas herramientas para hacer sus metas posibles. La adquisición de estas herramientas hace parte de una cadena de varios elementos que hacen que lo planeado salga bien. Una de esas partes de la incorporación de una nueva máquina o máquinas en la cadena del proceso productivo que hace posible algún producto, que para este caso, hace que el papel sea una realidad, es claro está, que esta funcione de acuerdo a lo que se quiere, a lo que se estima. Para lograr esto, se debe pues tener una serie de cuidados y tratamientos con la nueva máquina para que esta de su mejor rendimiento. Uno de esos cuidados vitalmente importantes hace referencia a la lubricación adecuada de sus partes, desde el momento en que la nueva adquisición llega a su lugar de trabajo, pasando por su instalación, reparación y mantenimiento, Si se quiere sacar el mejor provecho a una máquina, que generalmente tiene muchas partes en movimiento, y para la industria papelera, ese movimiento generalmente es rotativo, es fundamental ayudar a que ese rendimiento sea más efectivo gracias a una adecuada lubricación. La fricción de las partes móviles que constantemente están en contacto, hace que los elementos se desgasten y no funcionen de manera correcta como inicialmente alguien los diseñó. Por eso, es importante ayudar a que esos elementos se muevan con mayor facilidad entre sí, disminuyendo la energía necesaria para moverlos y siendo más eficiente el proceso. Ayudar a que algo se mueva con mayor facilidad, comúnmente lo llamamos lubricar y lo tomamos de una manera simple, que aunque en muchos casos la lubricación de equipos se hace de manera casi experimental, hay una ciencia detrás de ella que avala esa experiencia y hace posible que podamos tener ilustraciones para tomar una buena decisión y no fallar en el intento de sacarle el mayor beneficio a la nueva Máquina que hace posible un papel de excelente calidad como el que produce PROPAL S.A. en su moderna Planta 2.

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INTRODUCCIÓN La industria papelera en todo el mundo trabaja de forma continua para producir hojas de mejor calidad, apariencia visual y propiedades mecánicas óptimas, dependiendo del grado de papel maximizando el aprovechamiento de sus recursos y que de esta manera, su productividad sea incrementada. El papel, por ser un producto de consumo masivo, es de gran importancia que posea un alto nivel de calidad, cuyos estándares de propiedades y requisitos, como resistencia a la tensión, rigidez, porosidad, entre una gran lista, que son fijadas por el consumidor, dependiendo del uso le quiera dar este al producto final y es una obligación del fabricante de papel, satisfacer estas demandas de los clientes. En tiempos de desarrollo tecnológico y gran competitividad entre empresas, estas han buscado la manera de sostener o aumentar la productividad conservando su calidad y estándares que las hacen viables. Para cumplir con este objetivo de mejoramiento día a día, se han discutido una serie de proyectos que serán de gran ayuda para cumplir con el objetivo propuesto, con la ayuda de buenas prácticas industriales. PROPAL S.A. “PRODUCTORA DE PAPELES S.A. ha sido desde hace varios años, una empresa con una visión integral de su negocio, buscando siempre sacar el mejor partido a las condiciones a las que está sometida, inquiriendo la manera de aumentar la producción, mantener la calidad y de ser una empresa ampliamente competitiva no solo a nivel nacional sino internacional, claro está, respetando y cumpliendo los estándares internacionales para la seguridad de sus empleados. En el mundo vanguardista actual, en donde las nuevas tecnologías están a la orden del día, con procesos o equipos más eficientes, debe ser prioridad de una empresa como PROPAL S.A. pensar en el cambio de sus metodologías o procesos para solucionar los inconvenientes a los cuáles se ven avocados cada día y en los cuales se descubren debilidades a las cuales se les puede dar una solución. El siguiente proyecto está tomando en cuenta una zona específica de la Planta y si se quiere de la empresa en sí. En el Negocio de Máquinas* es el lugar en donde la realización del papel toma forma, pues es allí en donde todos los ingredientes * Propal S.A. Planta 2 posee tres grandes Negocios o Secciones. Negocio de Pulpa, Negocio de Calderas y Negocio de Maquinas.

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necesarios para la producción de papel escritura como lo son bagazo de caña, aditivos químicos, fibra larga y el mismo papel reciclado de la planta dan lugar al papel blanco que vemos en las resmas de papel de uso convencional y en los cuadernos. Esta supermáquina, llamada PM4 (por sus siglas en ingles “Paper Machine 4”), es la encargada de tomar toda aquella mezcla anteriormente descrita y transformarla en un gigantesco rollo de papel de dos metros de diámetro y seis metros de ancho para su posterior conversión a rollos más pequeños y finalmente a su conversión en formatos estándares. Algunas de las partes de la PM4, como toda máquina, está próxima a cumplir su ciclo de vida, pues desde el año 1983 no se había hecho una reconversión tecnológica tan importante a esta máquina, en la cual se instalaran nuevos equipos de última tecnología, permitiendo así una mejor utilización de los recursos y una mejor eficiencia en el proceso, dado a que es una máquina modular, es decir, los componentes se pueden actualizar separadamente. El proyecto se interesa sobre todo en estos equipos nuevos de la máquina, en las cuales la lubricación juega un papel importante en el proceso del papel, pues esta máquina está en funcionamiento 24 horas del día, todos los días del año y se debe tener actualizado un plan de lubricación para los nuevos equipos, contando además que algunos de sus componentes como lo es la sección de secado de la hoja de papel, sufrirá cambios importantes por la adecuación de estos nuevos trabajos. Entonces, se debe tener el cuidado suficiente para mantener estas nuevas adquisiciones en la mejor de las condiciones, respetando los consejos del fabricante y teniendo mayor atención en los lugares en donde el movimiento de sus partes móviles están en constante rotación para evitar así su desgaste y reducir su fricción. En la realización de este proyecto es pues vital manejar conocimientos de Ingeniería Mecánica, complementados con conocimientos de tribología, lubricación y desgaste, además de una lectura adecuada de planos de lubricación.

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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Para antes de la Reconversión Tecnológica, en PROPAL S.A. Planta 2 el manejo de la lubricación se ejecutaba de una manera en la cual los lubricadores realizaban sus labores de una manera empírica, sin ningún control y en algunas ocasiones efectuaban la lubricación en cualquier tiempo, cuando había una Parada No Programada por emergencia, reventones largos. Esto indica una clara muestra que los tiempos y muchas veces la cantidad adecuada para la relubricación no es respetada, además de realizar prácticas anormales dentro de la lubricación. Esto da como resultado una inconveniente lubricación que da lugar a fallas en los rodamientos, desgaste en los elementos, paradas de emergencia y lo que es peor aún, que los errores cometidos no son evaluados ni registrados y no hay una corrección del evento. Las personas encargadas de la lubricación realizan estas acciones por que su experiencia y el tiempo que llevan realizando esta tarea les permite dar por hecho que cierto tipo de prácticas son factibles y no traen consecuencias para las máquinas. No hay una cultura de buenas prácticas de lubricación, como tampoco de elementos prácticos que hagan de ella una tarea más fácil de hacer, mas controlada. Además no existen formas en las cuales se indique la información más importante como el tiempo de recambio, tipo y cantidad de lubricante y lugar o punto de lubricación. Para procurar remediar esta situación, se debe crear un documento en el cual se indique, de manera intuitiva y practica, el tipo de lubricante indicado, el tiempo de recambio, puntos de lubricación, cantidad (en gramos o litros) de lubricante, recomendaciones específicas para la lubricación de cierto tipo de máquinas, características de la máquina y por supuesto una vista del elemento a lubricar.

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2. JUSTIFICACIÓN

El constante cambio de los procesos de manufactura a los que está sometida una empresa de la envergadura de PROPAL S.A., sumando a ello los cambios en las tecnologías, la eficiencia de las máquinas, el mejor aprovechamiento de los recursos, la exigencia del cliente, el tiempo de producción, son factores que indudablemente afectan la operación de la planta y por ende del producto, claro está, conservando siempre la calidad y confiabilidad. Para ser más eficientes en el proceso de producción de papel para escritura, se deben emplear con mayor eficiencia, los distintos elementos empleados en ese proceso y para lograrlo hay distintas maneras de hacerlo. Una de ellas es mejorando la capacidad de operación de las máquinas empleadas en el trabajo, pues estas brindan la capacidad de expandir la producción a niveles que con las máquinas actuales no se tiene. Aumentando la producción se elevan los ingresos, se pueden reducir un poco los costos de operación, se mejora el entorno de trabajo, y lo más importante, se tiene a la empresa en la zona en donde es mucho mejor hacer el papel que importarlo. Una reconversión tecnológica implica que el proceso actual de producción cambie notablemente, algunos de sus procesos sufran modificaciones, como habrá otros en los cuales todo quede igual. Pero lo que cuenta es que esa conversión sea justificada desde todo punto de vista: ecológico, económico, productivo, etc. Tomando la reconversión tecnológica de PROPAL S.A. Planta 2, es una acción en la cual desde hace varios años se venía pensando en ello, pues a pesar de los cambios constantes que se tienen en esta planta en la sección de Máquinas como elementos modulares, como lo son bombas, actuadores, rodillos, motores eléctricos, reductores de velocidad, etc., la partes tremendamente importantes del proceso, las máquinas mas robustas, las de mayor cuidado, muy pocas veces se cambian. La ventaja de esta reconversión tecnológica es que la Máquina de Papel 4 tiene un diseño modular, permitiendo hacer variaciones en el camino y poder insertar o retirar elementos según sea la conveniencia. Estos elementos adquiridos nuevos, hechos a la medida por varias empresas extranjeras, permitirán realizar cambios en la producción, además de subir un poco la eficiencia en la producción del papel, administrar de mejor forma los recursos y una de las razones de más peso para esta conversión es el aumento notable en la producción en casi un 40%. Con la elaboración de este proyecto, se busca proporcionar condiciones óptimas de funcionamiento para las nuevas máquinas adquiridas y mantener el

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desempeño de las que continúan, mediante un estudio y análisis de las condiciones a las cuales estas máquinas operan, en el tema de lubricación. Esto para estar seguros que los nuevos elementos estarán funcionando bajo las indicaciones dadas por los fabricantes y aterrizándolas en las condiciones del medio. En la elaboración de este proyecto se alcanzará una meta primordial para la Compañía en términos del logro de sus objetivos gracias a los resultados arrojados por el trabajo que ha de conducir a una buena rutina de inspección, corrección y conservación de la lubricación en las centrales hidráulicas, rodamientos y otros elementos que estarán en contacto directo con otras. Para el autor del proyecto brindara una ampliación del conocimiento en el área de máquinas para la elaboración del papel, además de otro tipo de máquinas que se han visto de manera teórica en el campus de la universidad, además de palpar de primera mano el ambiente de trabajo de una empresa de estas características, estar en contacto con personas de diferentes ramas de la ciencia, y la adquisición de experiencia para los trabajos siguientes. Para la universidad brindara una base adicional en cuestión de lubricación para las personas que desean conocer más acerca de este tema de la lubricación y el desgaste en máquinas, particularmente papeleras.

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3. OBJETIVOS 3.1. OBJETIVO GENERAL Actualizar el programa de lubricación de la Máquina de Papel 4 de PROPAL S.A. Planta 2. 3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS • Recopilar información de los equipos nuevos. • Estandarizar recomendaciones de lubricación, lubricantes y tipos de lubricantes.

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4. ANTECEDENTES

La siguiente información fue lograda según algunos reportes de mantenimiento y por inspección visual que personalmente se atribuye el autor, los cuales muestran las razones por las que se ha visto afectado el proceso de envoltura de rollos, tanto en la parte operativa como en su respectiva seguridad. 4.1 PROBLEMAS HISTÓRICOS. Detección de fallas en la conducción de aceite lubricante: • Algunos flujómetros (reguladores del flujo) han presentado problemas de regulación de caudal. • Hay mangueras en mal estado, con corrosión, tostadas. • Ruidos anormales en algunos rodillos, por el deterioro de sus rodamientos. • Alta temperatura en algunos puntos del recorrido del lubricante. • Altas temperaturas alcanzadas en los housing de los rodillos de lona en la sección de Sequeria. • Fugas de aceite en las vecindades de los rodamientos por el exceso de flujo que les llega. • Algunos rodamientos tienen grasa acumulada desde hace ya tiempo atrás, especialmente en los rodillos de lona. • Acumulación de residuos de grasas anteriores en recambio en los elementos que llevan grasa como lubricante. 4.2 DETECCIÓN DE FALLAS EN EL MANTENIMIENTO • Algunas veces el recambio de grasa en los rodamientos se hace de manera tardía. • El nivel normal del depósito de aceite en las centrales hidráulicas en ocasiones está por debajo del normal.

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5. MARCO TEORICO

5.1 LUBRICACION Hoy en día, la lubricación en los equipos es una labor en la cual reposan muchas de las condiciones optimas de operación de una máquina, y más si es una máquina la cual brinda un servicio las 24 horas del día. La lubricación es una parte esencial en los equipos pues es la encargada de disminuir la fricción y reducir el desgaste de las piezas en movimiento. La duración o tiempo de vida de un equipo o máquina, depende, de gran medida, en su plan de lubricación, pues la constante fricción entre los elementos hacen que esta se deteriore y su desempeño ya no sea igual, perdiendo eficiencia en el trabajo que desempeña.

5.1.1 Importancia de la lubricación en equipos. La función principal del lubricante en las piezas rodantes o en movimiento es formar una película que separe los componentes que están precisamente en contacto, esto con el fin de reducir el rozamiento y eliminar el desgaste. La propiedad principal es la viscosidad del lubricante, una medida de la facilidad con que este fluye. 5.1.2 ¿Qué es la viscosidad? “La viscosidad es una de las propiedades más importantes de un liquido y más rápidamente observada. Es una medida del rozamiento que acontece entre las diferentes capas cuando un líquido se pone en movimiento” 1. En la vida diaria, este fenómeno no es de interés real, pero en la industria, este concepto de viscosidad tiene un significado relevante. Es un dato principal en el proceso de fabricación y en la inspección del producto acabado; en el empleo de la lubricación por aceite, por ejemplo, la viscosidad es muy importante al seleccionar un lubricante adecuado. 1 Centro de Mantenimiento SKF. Bogotá: SKF, 1998. p. 16

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Figura 1. Definición de viscosidad

Fuente: Viscosidad [en línea]. E.E.U.U.: Monografias.com, 2007. [consultado 18 de febrero, 2007]. Disponible en Internet: http://www.monografias.com/trabajos13/visco/Image54.gif • Unidades de viscosidad. En lubricación industrial la viscosidad es una medida que ofrece una capa de aceite al desplazarse sobre su capa adyacente. A mayor viscosidad, mayor resistencia a fluir. La medida de viscosidad (absoluta) más conocida y más utilizada es el Centipoise*. La viscosidad utilizada en lubricación es la viscosidad cinemática, que es la viscosidad absoluta dividida su densidad a la misma temperatura. La unidad de esta viscosidad cinemática es el centistoke** (cSt) y es la que generalmente los catálogos de las casas fabricantes de lubricantes expresan para su viscosidad del aceite. • Viscosidad ISO. La “International Standard Organization” ISO clasifico los aceites industriales de tal manera que sean rápidamente identificables mediante su viscosidad cinemática. Esta clasificación posee 18 grados de viscosidad entre 2 y 1500 cSt a 40º C, cubriendo la totalidad del rango de viscosidad, desde los aceites más livianos hasta los más pesados. Cada grupo se designa con número de viscosidad media. Cada viscosidad cinemática media es aproximadamente 50% mayor a la correspondiente al grado anterior. Es decir, cuando se dice que el aceite tiene una viscosidad ISO de 46 quiere decir que su viscosidad cinemática es 46 cSt o 46 mm2 / s. En los manuales del fabricante se suele especificar el número ISO de la viscosidad del aceite comúnmente como ISO VG (ISO Viscosity Grade).

*1 Centipoise (cp) = 1 g / (cm s) **1 Centistoke (cSt) = 1 mm2 / s

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• Viscosidad Saybolt. Esta unidad de viscosidad cinemática fue ampliamente utilizada en el pasado, con algunas excepciones en la actualidad, puesto que algunos fabricantes especifican su viscosidad con esta unidad. La viscosidad SSU (Segundos Saybolt Universales) indica el tiempo que trascurre para fluir 60 cm3 de aceite por un orificio anteriormente calibrado. Si se opera con aceites de muy alta viscosidad, este orificio se cambia por otro que tiene un diámetro diez veces mayor. En este caso el resultado se expresa como SSF (Segundos Saybolt Furol). • Conversión de viscosidades. Para una rápida conversión de unidades de viscosidad cinemática, se tiene la siguiente tabla para utilizar en algún caso: Tabla 1. Conversión de viscosidades. Valida solo para viscosidades superiores a 70 cSt.

PARA CONVERTIR A

MULTIPLICAR cSt A LA MISMA TEMPERATURA POR

SSU@ 100º F 4,635SSU@ 210º F 4,667

Fuente: ALBARRACIN, Pedro A. Tribología y Lubricación Industrial y Automotriz. 4 ed. Medellín: Universidad de Antioquia, 1993. p. 584 5.1.3 Definición de fricción. Fricción es la fuerza de resistencia de un movimiento relativo entre dos superficies en contacto. Dependiendo de la aplicación, la fricción puede ser deseable o un problema. La energía que se gasta en vencer la fricción es dispersada en forma de calor y es considerada una perdida porque no tiene ninguna utilidad. Esta pérdida de energía es la principal causa del desgaste y la falla prematura en los equipos. Ocurren en general dos casos de fricción: deslizamiento y rodamiento. 5.1.4 Coeficiente de fricción. El coeficiente de fricción depende del tipo de material. Hay tablas que muestran este coeficiente en varios materiales y combinaciones de materiales disponibles. La fuente para encontrar dichos coeficientes generalmente son los libros de Ingeniería Mecánica. 5.1.5 Desgaste. Es definido como el daño progresivo resultado de la perdida de material debido al contacto relativo entre las partes en movimiento. Si bien algo de desgaste es normal durante la operación normal, la excesiva fricción causa un desgaste prematuro y esta crea un aumento en los costos de operación debido a la para del equipo, reemplazo de partes y tiempo perdido. La fricción y el desgaste también generan calor, el cual representa energía desperdiciada que no es recuperable. En otras palabras, el desgaste es también responsable en general de la perdida de eficiencia del sistema.

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5.1.6 Lubricante. Reducir el desgaste y el calor se consigue insertando un material de baja viscosidad entre las superficies en contacto que tienen un alto coeficiente de fricción. Es este caso, las superficies en contacto son reemplazadas con un material que tiene un mejor coeficiente de fricción. Cualquier material que se use para reducir la fricción es llamado lubricante. Los lubricantes están disponibles en forma líquida, sólida y gaseosa. La maquinaria industrial generalmente usa aceite y grasa. 5.1.7 Película de lubricante. Esta debe ser lo suficientemente gruesa para separar completamente los componentes de las piezas en contacto. El espesor necesario de película depende de la rugosidad superficial, la existencia de partículas de suciedad y la duración requerida. También depende de la viscosidad del medio y de las condiciones de funcionamiento, particularmente de la temperatura, velocidad de rotación o de desplazamiento y en cierta forma, de la carga. Se pueden distinguir tres situaciones de lubricación: • Lubricación por capa limite. • Lubricación hidrodinámica. • Lubricación elasto-hidrodinámica. • Lubricación por capa limite. Se obtiene lubricación por capa límite, cuando el espesor de la película lubricante es de una magnitud similar a las moléculas individuales de aceite. Esta condición se presenta cuando la cantidad de lubricante es insuficiente, o el movimiento relativo entre las dos superficies es demasiado lento. El coeficiente de rozamiento μ, en este caso es alto, tan alto como 0.1 y en el contacto metálico puede alcanzar 0.5. Cuando el coeficiente aumenta (la resistencia aumenta) las perdidas por rozamiento también aumentan. Estas se convierten en calor, aumentando la temperatura del lubricante y reduciéndose su viscosidad de forma que la capacidad de carga de la película se reduce. Su peor caso, es cuando esta capa se reduce tanto que el contacto metálico se produce.

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Figura 2. Lubricación por capa limite

Fuente: Lubrication Types [en línea]. E.E.U.U.: All Synthetic Group, 2007. [consultado 18 febrero de 2007]. Disponible en Internet: http://www.allsyntheticsgroup.com/articles/lube_types.html • Lubricación hidrodinámica. También llamada lubricación de película “gruesa”, se obtiene cuando las dos superficies están completamente separadas por una película coherente de lubricante. El espesor de la película excede así las irregularidades combinadas de la superficie. El coeficiente de rozamiento es bastante menor por la lubricación por capa limite, y en ciertos casos puede llegar a 0.005. La lubricación hidrodinámica evita el desgaste de las partes en movimiento, ya que no hay contacto metálico entre ellas.

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Figura 3. Lubricación hidrodinámica

Fuente: Lubrication Types [en línea]. E.E.U.U.: All Synthetic Group, 2007. [consultado 18 febrero de 2007]. Disponible en Internet: http://www.allsyntheticsgroup.com/articles/lube_types.html • Lubricación elasto-hidrodinámica. Esta condición se obtiene en superficies en contacto fuertemente cargadas (elásticas), esto es, superficies que cambian su forma bajo una carga fuerte y vuelve a su forma original cuando cede la carga. Cuando las superficies de contacto no son concordantes, como en los dientes de un engrane o una leva, es más difícil lograr una película lubricante completa, ya que estas superficies tienen la tendencia a expulsar el fluido en vez de atraparlo. “La carga crea una huella de contacto ocasionada por las deflexiones elásticas de la superficie. Esta pequeña huella de contacto puede crear una superficie plana suficientemente grande como para permitir la formación de una película totalmente hidrodinámica, siempre que la velocidad relativa de deslizamiento sea lo suficientemente elevada”2. Se llama así porque depende de las deflexiones

2 NORTON, Robert L. Diseño de Máquinas. México: Prentice Hall, 1999. p. 471

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elásticas de la superficie y el hecho que la alta presión en la zona de contacto incrementa de manera importante la viscosidad del fluido.

Figura 4. Lubricación elasto-hidrodinámica

Fuente: Lubrication Types [en línea]. E.E.U.U.: All Synthetic Group, 2007. [consultado 18 febrero de 2007]. Disponible en Internet: http://www.allsyntheticsgroup.com/articles/lube_types.html 5.2 LUBRICACION CON GRASA Las grasas se utilizan usualmente en lugar de fluidos donde se requiere que un lubricante mantenga su posición original en un mecanismo, especialmente cuando las oportunidades de relubricación frecuente están limitadas o no se justifican económicamente. Este requerimiento puede deberse a la configuración física del mecanismo, tipo de movimiento, tipo de sello o la necesidad de que el lubricante haga de sello. A causa de su naturaleza semisólida, las grasas no cumplen las funciones de enfriamiento y limpieza asociadas con un fluido lubricante. 5.2.1 Importancia de la lubricación con grasa. La grasa lubricante se define como una dispersión semilíquida a sólida de un agente espesante en un liquido (Aceite base). Consiste en una mezcla de aceite mineral o sintético (85-90%) y un espesante. Al menos en el 90% de las grasas, el espesante es un jabón metálico, formado cuando un metal hidróxido reacciona con un ácido graso. Cuando la grasa debe contener propiedades especiales, se incluyen otros constituyentes que actúen como inhibidores de la oxidación y mejoren la

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resistencia de la película. Esta resistencia es particularmente importante en rodamientos que giran lentamente o funcionan bajo fuertes cargas. Cambiando el jabón, aceite o aditivo, se pueden producir diferentes calidades de grasas para una amplia gama de aplicaciones. 5.2.2 ¿Cómo actúa la grasa en un rodamiento? El espesante, el jabón metálico, actúa como contenedor para el aceite lubricante. El jabón forma una especie de malla o convolución de fibras jabonosas. Las cavidades de la malla están llenas de aceite, muy parecido a lo que sucede con los poros de una esponja llena de agua. Si una esponja mojada se exprime, el agua sale de ella, entonces que podría decir que la esponja “sangra”. Entonces se puede decir que el aceite también sangra de la grasa, pero en esta operación la temperatura juega un papel importante. Más que el trabajo mecánico, es el aumento de temperatura en la masa de la grasa alrededor del elemento deslizante quien causa el sangrado y el suministro de aceite a las superficies de contacto y de deslizamiento del elemento. Es allí donde debe llegar gran cantidad de aceite. Por lo tanto se debe elegir un tipo de grasa que tenga propiedades adecuadas a los requerimientos, del tipo de rodamiento por ejemplo, y las condiciones de funcionamiento. Por ejemplo, se precisan especiales requerimientos en rodamientos sometidos a vibración fuerte, en los que una grasa que no sea mecánicamente estable, es expulsada fuera del rodamiento en un continuo proceso de circulación que causa la rotura mecánica de la base del jabón metálico, destruyendo la grasa.

Figura 5.

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5.2.3 Disempleadabisagras. • Grasa• Grasa• Grasa• Grasa• Grasa• Grasa • Gruna buenestables de maneliquida. P60º C. Lainstalacioexisten oestas se cálcicas c

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• Grasas sódicas (Na). Se pueden emplear en una mayor gama de temperaturas que las cálcicas. Tienen buenas propiedades de adherencia y obturación. Las grasas sódicas proporcionan buena protección contra la oxidación, ya que absorben el agua, aunque su poder lubricante decrece considerablemente por ello. En un rodamiento, si penetra mucha agua, hay riesgo de que la grasa desaparezca. Por esta razón no se deben emplear en aplicaciones “húmedas”. En la actualizad se utilizan grasas sintéticas para alta temperatura del tipo sodio, capaces de soportar temperaturas de hasta 120º C. • Grasas líticas (Li). Tienen normalmente una estructura parecida a las cálcicas, suaves y mantecosas. Tienen también las propiedades positivas de las cálcicas y sódicas, pero no las negativas. Su capacidad de adherencia a las superficies metálicas es buena. Su estabilidad a alta temperatura es excelente, y la mayoría de las grasas líticas se pueden utilizar en una gama de temperaturas más amplia que las sódicas. Las grasas líticas son muy poco solubles en agua; las que contienen adición de jabón de plomo, lubrican relativamente, aunque estén mezcladas con mucho agua. No obstante, cuando esto sucede, están de alguna manera emulsionadas*, por lo que en estas condiciones solo se deberían utilizar si la temperatura es demasiado alta para grasas de jabón de calcio-plomo, esto es 60º C. • Grasas de jabón compuesto. Este término se emplea para grasas que contienen una sal, así como un jabón metálico, usualmente del mismo metal. Las grasas de jabón de calcio compuesto son las más comunes de este tipo y el principal ingrediente es el acetato de cálcico. Las grasas de jabón compuesto permiten mayores temperaturas que las correspondientes grasas convencionales. • Grasas espesadas con sustancias inorgánicas. En lugar de jabón metálico se pueden emplear distintas sustancias inorgánicas como espesantes (ejemplo, gel de sílice). La superficie activa utilizada sobre partículas de estas sustancias absorben las moléculas de aceite. Las grasas de este grupo son estables a altas temperaturas y son adecuadas para aplicaciones de alta temperatura; son también resistentes al agua. No obstante sus propiedades lubricantes decrecen a temperaturas normales. * Emulsión: es una mezcla estable y homogénea de dos líquidos que normalmente no pueden mezclarse (son inmiscibles entre ellos), como aceite de oliva y agua. Cuando estos dos líquidos están en un mismo recipiente se denominan fases

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• Grasas sintéticas. Se incluyen las grasas basadas en aceites sintéticos, tales como aceites esteres* y siliconas, que no se oxidan tan rápidamente como los aceites minerales. Las grasas sintéticas tienen por ello un mayor campo de aplicación. Se emplean distintos espesantes, tales como jabón de litio, teflón. A menudo, las grasas sintéticas tienen poca resistencia al rozamiento a bajas temperaturas, en ciertos casos por debajo de -70º C. 5.2.4 Consistencia. Este parámetro indica el grado de rigidez de una grasa. Depende del tipo y cantidad del espesante usado, de la temperatura de funcionamiento (esta a su vez depende la viscosidad del aceite básico) y de las condiciones mecánicas de funcionamiento. Generalmente la consistencia se especifica según la escala del National Lubricating Grease Institute (NLGI) de Estados Unidos. Se basa en el grado de penetración de un cono estándar en la grasa a una temperatura de 20º C, durante cinco segundos, midiendo después la profundidad de la penetración en décimas de milímetro. Cuanto más blanda es una grasa, la penetración será mayor y el índice NLGI menor. Por ejemplo, para rodamientos se emplean normalmente grasas con consistencia 2. 5.2.5 Propiedades antioxidantes. Los rodamientos se deben lubricar siempre con grasas inhibidoras de la corrosión. Si solo entra humedad, el antioxidante puede ser soluble en agua, de forma que liberado en presencia de agua y evita la corrosión. En rodamientos que pueden estar en contacto con mayor volumen de agua, el constituyente debe ser insoluble y la grasa debe tener un adherente tal que las superficies del acero queden cubiertas de una película incluso si la grasa está saturada con agua. Las grasas líticas son ejemplos de este tipo. 5.2.6 Obturación. Es importante para un rodamiento estar protegido contra el ambiente de tal forma que no penetren impurezas ni humedad para que no se produzcan daños. La obturación también evita la salida de grasa. La efectividad de la obturación es de importancia crucial para la duración del rodamiento en funcionamiento. En rodamientos se emplean dos tipos de obturaciones: • Rozantes. • No rozantes.**

* Ester: en bioquímica, son el producto de la reacción entre los ácidos grasos y los alcoholes. ** No rozante: sin desgaste ni generación de calor. Permite alcanzar velocidades muy elevadas.

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5.2.7 Estabilidad mecánica. Ciertas grasas, particularmente las líticas de los tipos antiguos, tienen una tendencia a ablandarse durante el trabajo mecánico, pudiendo dar lugar a pérdidas. En instalaciones con vibración el trabajo es particularmente severo ya que la grasa está continuamente vibrando en los rodamientos de los soportes. Por ello, para aplicaciones vibratorias, las grasas deben tener buena estabilidad mecánica. 5.2.8 Miscibilidad. En los reengrases hay que tener el máximo cuidado en no usar grasas diferentes a las originales. De hecho hay tipos de grasas que no son compatibles; si dos de estas grasas de mezclan, la mezcla resultante tiene normalmente una consistencia más blanda que puede causar perdida de grasa y falla de rodamiento. Por lo tanto si no se conoce que tipo de grasa se ha empleado en un rodamiento, el reengrase no debe llevarse a cabo sin antes haber sacado la grasa vieja. 5.2.9 Grasas lubricantes clasificadas según la temperatura y las condiciones de carga. Anteriormente se han clasificado las grasas según su espesante. No obstante, también se pueden clasificar según su adecuabilidad para diferentes condiciones de funcionamiento, lo cual es mucho mas empleado en la realidad. Las grasas lubricantes funcionan bajo condiciones extremas, que pueden variar de una aplicación a otra. Normalmente es cuestión de las temperaturas y las cargas, aunque las necesidades de protección contra la oxidación pueden variar también apreciablemente. La consistencia y la capacidad para lubricar de una grasa están muy influenciadas por la temperatura de funcionamiento. Un rodamiento que funciona a cierta temperatura se debería lubricar con una grasa que tenga una consistencia y una capacidad para lubricar correctas. Por eso, las grasas se fabrican con distintas composiciones para diferentes gamas de temperaturas de funcionamiento. Están divididas en cinco tipos: • Grasas para bajas temperaturas (LT). • Grasas para temperaturas medias (MT). • Grasas para altas temperaturas (HT). • Grasas EP. • Grasas EM. • Grasas para bajas temperaturas (LT). Tienen una composición tal que ofrecen poca resistencia, especialmente en el arranque, incluso a temperaturas tan bajas como -50º C. La viscosidad de estas grasas es pequeña, de unos 15 mm2 / s a 40º C. Su consistencia puede variar de NLGI 0 a NLGI 2; estas consistencias precisan unas obturaciones efectivas para evitar la salida de grasa.

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Los rodamientos poco o ligeramente cargados, son especialmente sensibles a alto par de arranque. Una grasa rígida impide la rotación, de forma que los elementos rodantes deslizan provocando daños abrasivos en las superficies de contacto. Las grasas para bajas temperaturas también se utilizan en condiciones normales de funcionamiento (0 a 70º C) en rodamientos para instrumentos, otros rodamientos ligeramente cargados y en rodamientos para máquinas herramienta. • Grasas para temperaturas medias (MT). Las llamadas grasas “multiuso” están en este grupo. Se recomiendan para rodamientos con temperaturas de -30º C a 110º C; por esto, se pueden utilizar en la gran mayoría de los casos. La viscosidad del aceite base debe estar entre 75 y 200 mm2 / s a 40º C. La consistencia es normalmente 2 o 3 según la escala NLGI. • Grasas para altas temperaturas (HT). Las temperaturas de funcionamiento de los rodamientos en muchos motores eléctricos, bombas y ventiladores son muy altas. En estos aparatos, una grasa para alta temperatura puede ser la solución; estas grasas permiten temperaturas de hasta 150º C. Contienen aditivos que mejoran la estabilidad a la oxidación. La viscosidad del aceite base es normalmente de de unos 110 mm2 / s a 40º C, no debiéndose exceder mucho este valor, ya que la grasa se puede volver relativamente rígida a temperatura ambiente y provocar aumento del par de rozamiento. Su consistencia NLGI es de 3. • Grasas EP. Normalmente una grasa EP contiene compuestos de azufre, cloro, fósforo y en algunos casos jabones de plomo1. Con ello se obtiene una mayor resistencia de película, esto es, aumenta la capacidad de carga de la película lubricante. Tales aditivos son necesarios en grasas para velocidades muy lentas y para rodamientos medianos y grandes sometidos a grandes tensiones. Funcionan de manera que cuando se alcanzan temperaturas suficientemente altas en el exterior de las superficies metálicas, se produce una reacción química en esos puntos que evita la soldadura. • Grasas EM. Las grasas con designación EM contienen bisulfuro de molibdeno (MoS2), y proporcionan una película más resistente que los aditivos. También se emplean otros lubricantes sólidos como el grafito. 5.2.10 Selección de una grasa. Una grasa no adecuada para una determinada aplicación, puede tener un efecto negativo sobre la duración del rodamiento. Es muy importante seleccionar una grasa que tenga una película de aceite con suficiente capacidad de carga entre los elementos rodantes y caminos, bajo las condiciones de trabajo dadas.

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En la mayoría de las ocasiones no es difícil seleccionar la grasa, ya que las calidades estándar cubren una amplia gama de aplicaciones. Cuando se precise hacer una selección más precisa, hay que tener en cuenta lo siguiente: • Condiciones de carga bajo las que funciona la pieza o rodamiento. • Gama de velocidad. • Condiciones de funcionamiento, tales como vibración y orientación del eje (horizontal o vertical). • Condiciones de refrigeración • Eficacia de la obturación • Ambiente exterior Los siguientes pasos a seguir son en realidad, para una grasa de marca ExxonMobil, empresa a la cual PROPAL Planta 2 encarga los suministros de lubricación como lo son aceites y grasas industriales para cada tipo de aplicación en la Máquina de papel. Primer paso: Determinar la viscosidad del aceite base. La eficiencia del lubricante viene dada fundamentalmente por el grado de separación entre las superficies de contacto de rodadura. Para que se forme una película de lubricante adecuada, éste debe tener una viscosidad mínima cuando la aplicación alcance su temperatura de funcionamiento normal. Las condiciones del lubricante se describen según la relación de viscosidad v como la relación real de viscosidad vr según la viscosidad nominal v1 para una lubricación adecuada, teniendo en cuenta ambos valores cuando el lubricante está a una temperatura de funcionamiento normal.

Donde: rv = Relación de viscosidad. v = Viscosidad de funcionamiento del lubricante. [ mm2/ s ] v1 = Viscosidad nominal dependiente del diámetro medio del rodamiento y de sus RPM. [ mm2/ s ]

El lubricante debe mantener una viscosidad mínima a la temperatura de funcionamiento para que se pueda formar una película de lubricante adecuada entre las superficies de rodadura. La viscosidad nominal v1, requerida para una lubricación adecuada se puede calcular de acuerdo a la Figura 6, usando el diámetro medio del rodamiento dm = (D + d) / 2, y la velocidad de giro del rodamiento n.

1vvrv =

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Si se conoce la temperatura de funcionamiento, a través de la experiencia, o si se puede determinar de otra manera, se puede obtener de la Figura 7 la viscosidad correspondiente a la temperatura de funcionamiento normalizada internacionalmente de 40 ºC. La Figura 7 corresponde a un índice de viscosidad de 95. La Tabla 5 señala los grados de viscosidad según la normativa ISO 3448, mostrando la gama de viscosidad para cada una de las clases a 40 ºC. Determinados tipos de rodamientos, como los rodamientos de rodillos a rótula, los rodamientos de rodillos cónicos y los rodamientos axiales de rodillos a rótula tienen normalmente una temperatura de funcionamiento superior a los rodamientos rígidos de bolas y los rodamientos de rodillos cilíndricos, bajo unas condiciones de funcionamiento similares.

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Figura 6. Estimación de la viscosidad nominal v1 necesaria para proporcionar una lubricación adecuada

Fuente: MARTINS, Marcelo E. Lubricantes sintéticos y su aplicación. Buenos Aires: Publicaciones internas ExxonMobil, 2006. p. 15

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Figura 7. Estimación de la viscosidad de funcionamiento real vr

Fuente: MARTINS, Marcelo E. Lubricantes sintéticos y su aplicación. Buenos Aires: Publicaciones internas ExxonMobil, 2006. p. 17 A la hora de seleccionar un aceite se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: • La vida útil del rodamiento se puede prolongar seleccionando un aceite con una viscosidad cinemática v a la temperatura de funcionamiento que sea más alta que la viscosidad v1 que se muestra la Figura 6. v > v1 se puede conseguir seleccionando un aceite mineral con una viscosidad ISO más alta o usando un aceite con un índice de viscosidad mayor con al menos el mismo coeficiente de

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presión-viscosidad. Puesto que el incremento de la viscosidad eleva la temperatura de funcionamiento, a menudo la mejora que puede proporcionar este método de lubricación está limitada. • Cuando la relación de viscosidad rv = v / v1 < 1, ExxonMobil recomienda que el aceite contenga aditivos EP. Si rv < 0,4 se hace necesario el uso de un aceite con tales aditivos. Debe recordarse que algunos aditivos EP pueden ser perjudiciales, por lo que sólo deben usarse cuando sea estrictamente necesario. Segundo paso: Seleccionar el espesante. Las grasas de ExxonMobil poseen tres principales tipos de espesantes: litio, complejo de litio y poliurea. La siguiente tabla muestra el rango de temperaturas máximas de cada espesante (mínimo con aceite mineral y máximo con sintético): Tabla 2. Tipos de espesante para grasas ExxonMobil

ESPESANTE PUNTO DE GOTA [ºC]

TEMP. MAXIMA [ºC]

Litio simple 175 120 a 135 Complejo de litio 250+ 150 a 175 Poliurea 250+ 180 a 200 Arcilla 280+ 190 a 220 Sulfonato de calcio 260+ 150 a 175 Complejo de calcio 260+ 150 a 175 Complejo de aluminio 260+ 150 a 175 Sodio 190 135 a 150 Complejo de sodio 250+ 150 a 175

Fuente: MARTINS, Marcelo E. Lubricantes sintéticos y su aplicación. Buenos Aires: Publicaciones internas ExxonMobil, 2006. p. 18

Si se desea elevada estabilidad mecánica para maximizar los intervalos de relubricación entonces la elección deberá ser entre complejo de litio y poliurea, que permiten períodos de relubricación hasta 7 veces mayores que con el litio simple. La siguiente tabla muestra las principales propiedades que se afectan por los espesantes utilizados, además de la temperatura.

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Tabla 3. Propiedades afectadas por el tipo de espesante

ESPESANTE RESISTENCIA AL AGUA

ESTABILIDAD MECANICA

BOMBEABILIDAD ESTABILIDAD A OXIDACION

Litio simple ++ + Complejo de litio + ++ + Poliurea + ++ + + Arcilla + ‐‐ + Sulfonato de calcio + ‐‐ + Complejo de calcio ‐‐ ‐‐ ‐‐ Complejo de aluminio + + ‐‐ Sodio ‐‐ ‐‐ ‐‐ ‐‐

Fuente: MARTINS, Marcelo E. Lubricantes sintéticos y su aplicación. Buenos Aires: Publicaciones internas ExxonMobil, 2006. p. 18 Tercer paso: Determinar el tipo de aceite a utilizar. • Aceite mineral o sintético. • Temperatura de operación. • Sintético para condiciones extremas. Cuarto paso: Elegir la consistencia NLGI. • Esta depende del tipo de aplicación y del rodamiento. Quinto paso: Elegir los aditivos: • Protección antidesgaste / Extrema presión (Sólo cuando la viscosidad mínima requerida es mayor que la viscosidad del aceite base). • EP (azufre, fósforo - Mobilux EP o Beacon EP) o no-EP; molibdeno o no-molibdeno (Esso Beacon EP - Mobilux EP). • Las grasas para motores eléctricos usualmente son no-EP (Mobilith SHC 100 - Mobil Polyrex EM). • Superficies deslizantes altamente cargadas requieren molibdeno o grafito. Sexto paso: La resistencia a la humedad y a la corrosión. • Las grasas no deben ser lavadas con el agua. • Las grasas deben evitar la corrosión.

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• La serie Mobilith SHC posee excelente resistencia al lavado por agua. De hecho, Mobilith SHC PM es la elección para lubricación de las plantas papeleras a nivel mundial, en donde ExxonMobil tiene la responsabilidad de proveer las grasas para estas compañías. Séptimo paso: Bombeabilidad. • Las grasas pueden necesitar la habilidad para ser bombeadas distancias significativas dentro de sistemas centralizados de lubricación. • La bombeabilidad es afectada por la temperatura. Hay casos en que la elección de una grasa se hace sin tener algunos de los casos anteriormente mencionados y se toma la decisión de establecer una grasa para cierta aplicación pero se olvidan de algunos detalles como los siguientes, además de los arriba mencionados: • Una grasa no puede ser mejor que el aceite que contiene. No existen espesantes o aditivos asombrosos que puedan convertir un aceite mineral en sintético o hacer que un aceite de viscosidad ISO 32 sea apto para una aplicación que requiera un ISO 220. • No usar grasas con aditivos sólidos a menos que sea recomendado por el fabricante. • Si se quiere aumentar los periodos de relubricación y trabajar con temperaturas elevadas, cambie a grasas de complejo de litio o poliurea (desarrollo de ExxonMobil), totalmente compatibles con las convencionales de litio. 5.2.11 Intervalos de reengrase. Un reengrase o un cambio de la grasa es necesario si la duración de servicio de la grasa es más corta que la duración de vida esperada del elemento. Si se rebasa considerablemente el periodo de engrase determinado según la Figura 8 debe contarse con una mayor situación de fallas de rodamientos debido a lubricación deficiente. Por esta razón es necesario prever un cambio de la grasa a su debido tiempo o una relubricación. Los periodos de cambio de la grasa deben preverse de tal forma que no sean más largos que los periodos de reengrase tf.

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Figura 8. Periodos de reengrase en condiciones favorables. Duración de servicio de la grasa F10 para grasas estándar a base de litio

Fuente: Lubricación de rodamientos FAG. Alemania: FAG, 2006. p. 37

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Tabla 4. Factor Kf para periodos de reengrase

TIPO DE RODAMIENTO Kf Rodamiento rígido de bolas De una hilera 0,9 – 1,1 De dos hileras 1,5 Rodamiento de bolas de contacto angular De una hilera 1,6 De dos hileras 2 Rodamientos para husillos α = 15º 0,75 α = 25º 0,9 Rodamientos con cuatro caminos de rodadura

1,6

Rodamientos oscilantes de bolas 1,3 – 1,6 Rodamientos axiales de bolas 5 ‐ 6 Rodamientos axiales de bolas de contacto angular de dos hileras

1,4

Rodamientos de rodillos cilíndricos De una hilera 3 – 3,53 De dos hileras 3,5 Sin jaula 25

Rodamientos axiales de rodillos cilíndricos 90 Rodamiento de agujas 3,5 Rodamientos de rodillos cónicos 4 Rodamientos axiales de rodillos cilíndricos 90 Rodamiento de agujas 3,5 Rodamientos de rodillos cónicos 4 Rodamientos oscilantes con una hilera de rodillos

10

Rodamientos oscilantes de rodillos sin reborde (E)

7 ‐ 9

Rodamientos oscilantes de rodillos con reborde central

9 ‐ 12

Fuente: Lubricación de rodamientos FAG. Alemania: FAG, 2006. p. 37 5.3 LUBRICACION POR ACEITE Cuando una grasa no es adecuada para un elemento dado (por razones técnicas o económicas), se debe emplear aceite. Una de las razones más frecuentes para utilizar lubricación por aceite es una temperatura de funcionamiento alta. Uno de los factores que conducen a una temperatura de funcionamiento elevada, es una temperatura alta del ambiente; otro factor es el aumento de temperatura por causa del rozamiento debido a la alta velocidad o fuerte carga. También se emplea aceite cuando los intervalos de lubricación con grasa son demasiado cortos. 3 Para rodamientos utilizados por carga radial y constantemente por carga axial. En el caso de carga axial variable, Kf = 2.

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Por ejemplo, si los rodamientos están montados junto a ruedas dentadas u otros componentes de máquinas lubricados con aceite, se lubricaran generalmente con el mismo aceite. Es claro que los aceites deben de estar libre de impurezas, ya que estas producen desgaste. También deben tener buena resistencia a la oxidación y al deterioro por oxidación y evaporación de fracciones ligeras. Además deben evitar la corrosión del elemento, estando en operación en parados. Ventajas de la lubricación con aceite: • Excelente distribución del lubricante. • Extracción de calor fuera del rodamiento. • Fácil recambio del aceite en la relubricación en la central. 5.3.1 Métodos de lubricación por aceite. Hay diferentes tipos de lubricación utilizando aceite como fluido, de los cuales estos son los más utilizados en la industria. • Lubricación por goteo de aceite. El suministro de aceite a un rodamiento en cantidades pequeñas puede crear una película de aceite con capacidad de carga. Esto minimiza el rozamiento potencial y mantiene una temperatura baja y estable en el rodamiento. Una lubricación por goteo de aceite puede suministrar esta pequeña cantidad de aceite de manera fiable. El aceite se inyecta a ciertos intervalos de tiempo en una tubería y se transporta a un contenedor, por medio de este se dosifica y se transporta hasta el rodamiento ya sea por gravedad o por aire comprimido. El aceite se inyecta en el rodamiento a través de una tobera. La dosificación se hace en este punto y es muy importante saber que caudal o flujo se necesita para lubricar adecuadamente el rodamiento. En el conjunto del rodamiento se forma una sobrepresión que protege contra la entrada de contaminantes. Una vez que el aceite ha pasado a través del rodamiento, debe ser drenado de alguna manera para evitar inconvenientes. • Tamaño de los rodamientos • Tipo constructivo del rodamiento • Velocidad de funcionamiento • Carga Un valor tentativo para las diferentes aplicaciones por goteo de aceite están entre 3 y 50 gotas/min por cada pista de rodadura del rodamiento. El aceite excedente debe ser evacuado del rodamiento por algún método

Figura 9.

Fuente: Magazinehttp://www

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