Optimizando la vida útil de sus sistemas mediante el control avanzado de humedad y actividad de agua.
La presencia de agua es uno de los contaminantes más destructivos para la integridad de los sistemas oleohidráulicos y de lubricación. Más allá de la simple presencia de humedad, el factor crítico reside en el punto de saturación: el límite máximo de agua disuelta que un fluido puede contener antes de precipitarse como agua libre.
Factores como la fluctuación de temperatura, el tipo de aditivos y el envejecimiento químico del aceite alteran constantemente este punto de saturación. Por ello, una gestión eficiente de la deshidratación no solo se basa en medir las partes por millón (ppm), sino en monitorear la actividad de agua (Aw). Esta medición proporciona una visión rea del margen de seguridad antes de la formación de agua libre, permitiendo prevenir de forma proactiva fenómenos críticos como la corrosión, la cavitación vaporosa y la fragilización por hidrógeno que reducen drásticamente la vida útil de los componentes.
¿Qué es la actividad de agua (Aw)?
Es la cantidad de agua en una sustancia relativa a la cantidad total que puede mantener. Se define como:
Aw: siempre indica una medición verdadera del margen al punto de saturación, independientemente de los cambios por temperatura o edad del fluido.
P: Presión parcial de agua sobre el fluido.
Po: Presión de vapor saturada de agua pura a la misma temperatura.
Analizando la contaminación por agua en los Aceites (La actividad de agua)
Cada fluido tiene la capacidad de mantener una cierta cantidad de agua disuelto. La máxima cantidad de agua que un fluido dado puede contener en una solución es llamado su punto de saturación. Una vez que el fluido ha alcanzado su punto de saturación, cualquier agua adicional introducida se separará como agua libre formando una división bien definida. Toda vez que la mayoría de los aceites son menos densos que el agua, este estrato de agua usualmente se localizará debajo del aceite.
El punto de saturación de un aceite está definido en función de muchos factores diferentes, como:
- Composición de sus componentes base (mineral o sintético).
- Tipo de aditivos, emulsionadores y agentes anti-oxidantes.
- Fluctuaciones en la temperatura.
- Cambios químicos y envejecimiento debido a subproductos de reacciones químicas en sistemas dinámicos.
La unidad de medida tradicional ha sido ppm (partes por millón). Es un parámetro absoluto que describe la proporción de masa o volumen de agua en el aceite:
Por volumen: 1ppm(volumen) agua = 1 galón de agua / 1,000,000 galones de aceite.
Por masa: 1ppm(masa) agua = 1 lb de agua / 1,000,000 lbs de aceite.
Aunque el sistema ppm determina la cantidad absoluta de agua, tiene una limitación principal:
no indica variaciones en el punto de saturación.
En un sistema dinámico, no provee indicación de qué tan cerca está el nivel de humedad del punto de saturación, lo cual es crítico para evitar la formación de agua libre destructiva.
Ejemplo de reducción de temperatura (55ºC)
A 82ºC (180ºF): Punto de saturación = 5000 ppm. Agua actual = 2000 ppm. El "margen" es de 3000 ppm. Aw: 0.40.
A 27ºC (80ºF): El punto de saturación baja a 3000 ppm. La cantidad de agua sigue siendo 2000 ppm, pero el margen se reduce a solo 1000 ppm. Aw: 0.67.
Un técnico que solo mide ppm no vería cambios (2000 ppm en ambos casos), ignorando el riesgo incrementado de formación de agua libre.
Si debido al envejecimiento el punto de saturación baja a 1500 ppm teniendo 2000 ppm de agua, se formarán 500 ppm de agua libre.
El agua en sistemas Oleohidráulicos y la corrosión
La corrosión es el efecto más obvio, pero el agua también causa:
- Cavitación vaporosa
- "Embrittlement" (fragilización) inducido por hidrógeno.
- Desgaste abrasivo por fatiga.
- Oxidación de aceite base y degradación de aditivos.
- Crecimiento microbiano.
El agua ingresa por condensación, mala práctica en el manejo del aceite nuevo, filtraciones en enfriadores o respiradores ineficientes.
La corrosión son los efectos más obvios de contaminación de agua. Sin embargo, también la raíz de la cavitación vaporosa, “embrittlement” inducido en hidrógeno y desgaste abrasador de fatigue (la Figura 1) muestra el proceso químico del hidrógeno en zonas de contacto.
El camino destructivo del agua se extiende más allá de la máquina por medio del lubricante mismo. El agua promueve oxidación de hidrólisis y de aceite base, degradación aditiva y crecimiento microbiano y formación de cristales suspendidos.
El agua se introduce en sistemas hidráulicos en puntos donde el sistema interactúa con su ambiente. La condensación es común en ambientes ricos en humedad - en particular donde la máquina es frecuentemente echada a andar y bloqueada. El aceite nuevo está a menudo contaminado con agua debido una mala práctica en el manejo. El enfriador se filtra, la exposición a la lluvia y los elementos de filtros respiraderos son ineficientes también dan resultado en la ingestión de este contaminante.
La presencia de agua es uno de los contaminantes más destructivos para la integridad de los sistemas oleohidráulicos y de lubricación. Más allá de la simple presencia de humedad, el factor crítico reside en el punto de saturación: el límite máximo de agua disuelta que un fluido puede contener antes de precipitarse como agua libre.