revista MANTENIMIENTO INDUSTRIAL Y DE EDIFICIOS

 

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Mayo 2016 - Núm. 294 ESPECIAL: Tribología y Lubricación

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Órgano de difusión de: ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE MANTENIMIENTO - AEM Director Juan Pedro Maza Sabalete Comité Técnico Gerardo Álvarez Cuervo José María Borda Elejabarrieta Salvador Carreras Cristina Manuel Corretger Rauet Vicente Macián Martínez Albert Pons Pujol Bernardo Tormos Martínez AEM Pza. Dr. Letamendi, 37, 4º 2ª 08007 Barcelona Tel. 933 234 882 Fax: 934 511 162 e-mail: info.bcn@aem.es www.aem.es Edita: GRUPO FERPUSER Tel. +34 902 190 848 - Fax. +34 902 190 850 Redacción: Teresa Mateos Tel. 722 136 534 revista.aem@ferpuser.com Publicidad y suscripciones: José Mª Robledo Tel: 687 804 694 publicidad.aem@ferpuser.com suscripciones.aem@ferpuser.com Depósito legal: B-42769-1983 ISSN: 0214-4344 La Dirección de la Revista no acepta responsabilidades derivadas de las opiniones o juicios de valor de los trabajos publicados, la cual recaerá exclusivamente sobre sus autores. Cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública o transformación de esta obra sólo puede ser realizada con la autorización de los titulares de la publicación, salvo excepción prevista por la ley. Cordial saludo: Cuando el almacén de mantenimiento es caro En más de una ocasión hemos visto cómo, en una gran empresa, se ha querido optimizar el almacén de repuestos de mantenimiento aplicando las técnicas al uso para la gestión de materiales de los procesos productivos. Empezando por la reducción drástica de los artículos sin movimiento, o con un movimiento muy bajo, y la implantación de prácticas “just in time”. Lógicamente esos intentos han caído en un estrepitoso fracaso o, al menos, han tenido que hacer un reacomodo tras la confrontación con los responsables de mantenimiento. Ese movimiento nace de que, en muchas compañías, el almacén de mantenimiento se considera como un costo, como un lugar sobredimensionado, con un valor enorme de sus stocks y cientos o miles de materiales que se apenas usan. Pero, en la confrontación con Mantenimiento, este hace valer el costo de una hora de inactividad de la producción si un repuesto determinado no está disponible cuando se necesita. O, también, el costo adicional que supone hacer una gestión de compras con urgencia. En esos dos platillos de la balanza se debate la gestión de los materiales de mantenimiento: no es bueno un crecimiento desmesurado del stock y no es bueno tener pérdidas de producción por la espera de los repuestos. Normalmente, cuando nos encontramos con políticas de “reducción de costos”, se suele poner el acento en la primera cuestión; pero si el énfasis es la “optimización” habrá que tomar en consideración los costes de la indisponibilidad. En otras palabras, se necesita una estrategia para la gestión de repuestos que ha de ser una consecuencia de la estrategia de mantenimiento. De ahí se puede deducir un plan de trabajo que señale cuáles han de ser los repuestos y materiales a tener en el almacén y cuáles no, o han de tener un tratamiento específico. En ese ámbito también se da la preocupación de que con mucha frecuencia no se pone suficiente énfasis en la importancia de un buen funcionamiento del almacén que, de hecho, es el principal suministrador del departamento de mantenimiento. Un buen funcionamiento que garantice la gestión y custodia de cuanto se decide que haya en al almacén. Los “almacenes abiertos” suelen ser una consecuencia de los procesos de reducción de costos. Desaparecen las ventanillas o el mostrador de petición y entrega. Desaparecen las colas para conseguir los materiales que completan el desarrollo de una orden de trabajo. Se impone el autoservicio. Y, en teoría, el sistema funciona para que se realimente de forma adecuada; pero se hace necesario una muy buena definición de todo el sistema abierto: recepción, distribución en sus posiciones, sistemas de reposición, recuentos periódicos, etc. Y, sobre todo, hace falta una formación correcta de todas las personas implicadas y una firme disciplina en el cumplimiento de los procedimientos. Si no es así, en muy poco tiempo tendremos un “caos abierto”. Juan Pedro Maza Sabalete Director de la Revista Mantenimiento MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 3

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Sumario 3 Cordial saludo: Cuando el almacén de mantenimiento es caro Juan Pedro Maza Sabalete Director de la Revista MANTENIMIENTO 30 6 40¿Cómo sabemos cuándo hay que cambiar el lubricante? Marius Kuhn / Stefanie Michel KLÜBER LUBRICATION 9 22 Mantenimiento predictivo de motores de gas estacionario Jesús Terradillos José Ignacio Ciria IK4-TEKNIKER Frank Sheehy - SHELL España 46 Impacto sobre el consumo de combustible y el mantenimiento del uso de aceites de baja viscosidad en una flota de transporte urbano. Bernardo Tormos Martínez Guillermo Miró Mezquita Santiago Ballester Bauset UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE VALÈNCIA Luis Navarro Chirivella EMT de Valencia 48 51 53 Grasas en turbinas eólicas: toma de muestras, análisis y diagnóstico Jesús Terradillos/ José Ignacio Ciria FUNDACIÓN TEKNIKER Del estudio técnico de lubricación al mantenimiento predictivo multiparamétrico en la industria alimentaria Luis M. García Martín TBN INGENIERÍA DE MANTENIMIENTO INDUSTRIAL Y SERVICIOS INTEGRALES DE LUBRICACIÓN, S.L Pensando en Voz Alta: La lubricación desde una perspectiva profesional Gerardo Trujillo Castillo FACILITY & HOSPITALITY ENTREVISTA Ricardo Sacristán Vázquez JEFE DE PRODUCTOS Y PROCESOS. BRUGAROLA Noticias AEM Directorio de Proveedores MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 5

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¿Cómo sabemos cuándo hay que cambiar el lubricante? ¿Cómo y cuándo envejece un lubricante? Para obtener una previsión fiable de la vida útil de un lubricante es necesario disponer de información sobre su mecanismo de envejecimiento. Una prueba básica en el banco de ensayos FE9, durante la que se puso a prueba y se envejeció un lubricante, demostró que la clave está en los antioxidantes. Marius Kuhn - Head of Application Engineering. Klüber Lubrication München SE & Co. KG Los resultados obtenidos en ensayos mecano-dinámicos de distintos lubricantes son una combinación de valores de desgaste, par de fricción, tiempo de utilización o carga máxima. Para acortar los tiempos de ensayo y alcanzar el límite de uso del lubricante lo más rápidamente posible, a menudo se eligen para el ensayo unas condiciones más duras de lo que en realidad son en la práctica. En el caso de los ensayos relativos a los elementos mecánicos se suelen dejar de lado las causas que provocan el envejecimiento de los lubricantes. De este modo, tras ensayos de fatiga de los rodamientos ya no es posible hacer un análisis suficiente del estado del lubricante ya que este, con el fin de acortar el tiempo de utilización, ha sido sometido por ejemplo a temperaturas extremadamente altas. Esto hace que el lubricante envejezca de una forma muy drástica desde el punto de vista térmico y se vea sometido a considerables cambios químicos a nivel molecular. Así, el análisis posterior ya no permite constatar cuál de los componentes del lubricante ha sido el causante de su deterioro. Sin embargo, para el desarrollo de lubricantes la información sobre su comportamiento durante su utilización en la práctica es de gran importancia. El objetivo del ensayo básico llevado a cabo por Klüber es pronosticar la vida útil de un lubricante, para lo cual este se pone a prueba y se envejece conforme al uso que de él se hace. MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 6 Marius Kuhn / Stefanie Michel Las grasas lubricantes están compuestas básicamente por el aceite base, espesante y aditivos. Los componentes de una grasa son el aceite base, el espesante y aditivos. Por lo general, la proporción de aceite es de entre el 60 y el 90 % (Imagen 2). Así pues, son estos aceites base los que determinan fundamentalmente las propiedades de uso de la grasa y es por eso que deben reunir buenas propiedades de lubricación, una buena estabilidad a la oxidación y térmica, bajas temperaturas mínimas (punto de escurrimiento) y una actividad química reducida. Dependiendo de las necesidades, se utilizan aceites de base mineral, sintéticos (PAO, ésteres, poliglicoles) o aceites de origen natural (ésteres de ácidos grados o aceite de colza). Según la consistencia de la grasa requerida, la proporción de espesante puede llegar al 30 %. Para la selección del tipo de espesante y del aceite base se tiene en cuenta; la textura, el punto de goteo, el ámbito térmico de uso, la estabilidad, la capacidad de carga, el comportamiento de régimen, la característica de suministro de aceite, el comportamiento reológico y la resistencia a los medios. Los espesantes clásicos están compuestos por jabones metálicos como aluminio, bario, calcio, sodio y litio o policarbamidas. Finalmente, el contenido de aditivos puede ser de hasta el 10 % en las grasas lubricantes clásicas. Los aditivos ayudan a conseguir las propiedades pretendidas Los aditivos confieren a los lubricantes propiedades especiales que son necesarias para el desempeño de su función de lubricación. Estos deben presentar por un lado una buena compatibilidad con el espesante y por otro, una extraordinaria eficacia, ya que permanecen en el punto de engrase un tiempo relativamente largo. Atendiendo a su eficacia, los distintos tipos de aditivos se pueden dividir en antioxidantes, desactivadores metálicos y otras sustancias anticorrosivas o antidesgaste. Un grupo especial de aditivos para lubricantes son los lubricantes sólidos, que se utilizan cuando las condiciones de uso son extremas, por ejemplo con temperaturas elevadas, movimientos muy lentos, cargas extremas y vacío. El grafito y el bisulfuro de molibdeno son ejemplos clásicos de este tipo de aditivos. Los componentes de los lubricantes están sometidos a procesos de envejecimiento Los componentes de los lubricantes están sometidos a procesos de envejecimiento que dependen de la temperatura, el tiempo de uso y la carga mecánica. Los aceites base se oxidan por el efecto del oxígeno y la temperatura. Para evitarlo se utilizan antioxidantes que capturan los radicales que provocan la oxidación. Esta reacción provoca la paulatina disminución de los aditivos, que se transforman de forma distinta en función de su espectro de uso. Los aditivos antidesgaste y de extrema presión (AW y EP por sus siglas en inglés) forman capas reactivas sobre las superficies metálicas. La velocidad de reacción depende de la temperatura y de la carga mecánica, si bien también influye en ella la humedad y el oxígeno, así como el efecto catalítico de los metales. Para valorar los aditivos AW y EP puede observarse cómo varía en ellos el contenido de azufre y fósforo. La capacidad de uso de un lubricante está extremadamente condicionada por la contaminación. En este sentido, los factores más importantes son las partículas de abrasión que se desprenden de los puntos de fricción y las impurezas externas (contaminación). Sus efectos dependen de la cantidad y el tamaño de las partículas. Para valorar el envejecimiento de un lubricante deben tenerse en cuenta todos sus componentes y los cambios específicos que sufren. Tras un sobreesfuerzo ya no es posible constatar la causa del deterioro En el caso del método desarrollado por Klüber Lubrication para pronosticar la vida útil de un lubricante se relativizaron los resultados obtenidos en las pruebas convencionales realizadas en el banco de ensayos con rodamientos FE9, durante las cuales el lubricante es sometido de forma controlada a esfuerzos límite. Si una grasa se deteriora en este banco de ensayos FE9, el estado del lubricante ya no puede analizarse debido al intenso sobreesfuerzo al que deliberadamente se le ha sometido. En este caso ya no es posible constatar a posteriori cuál de los componentes del lubricante ha sido el causante del fin de su vida útil. Para resolver esta incógnita, los ensayos FE9 se llevaron a cabo a una temperatura de 120 °C (similar a la que se alcanza en la práctica) durante intervalos de tiempo determinados (entre 25 y 300 horas) y después se analizaron los lubricantes. Klüber cotejó los resultados obtenidos en el FE9 con los de sus propios análisis, que se determinaron mediante espectroscopia infrarroja y espectroscopia de plasma. Otro punto de referencia utilizado para determinar estos valores fueron dos rodamientos que no presentaban peculiaridad alguna y que se habían utilizado en la práctica durante 70 000 y 363 000 km respectivamente. El objetivo era establecer una correlación entre el ensayo y el uso con el fin de poder comparar directamente el ensayo con la práctica (Imagen 3). El análisis de las grasas ya utilizadas demostró que en el período de tiempo observado de 300 horas de uso MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 7

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¿Cómo sabemos cuándo hay que cambiar el lubricante? en el FE9 a 120 °C o tras 363 000 km no se apreciaba un envejecimiento significativo del aceite de base y los espesantes del lubricante. Únicamente se observaron cambios en los aditivos. El deterioro de los antioxidantes es determinante El deterioro de un lubricante es un proceso muy complejo consistente en cambios físicos y químicos que resulta difícil considerar por separado y en el que sin lugar a dudas el contenido en antioxidantes desempeña un papel importante. A elevadas temperaturas y en presencia de oxígeno se produce una oxidación del lubricante inducida por radicales durante la cual se forman primero ácidos y finalmente residuos insolubles polimerizados en aceite que contribuyen al deterioro del lubricante. El antioxidante puede interrumpir esta reacción pero al hacerlo genera un compuesto químico que ya no posee propiedades antioxidantes. Así pues, conforme se utiliza el lubricante se va reduciendo el contenido en antioxidante y aumenta su oxidación. Durante el desarrollo del método mencionado, el contenido en antioxidantes de las muestras de lubricante del FE9 y de las muestras del lubricante utilizado en la práctica se determinó mediante una espectroscopía de masas y se compararon los valores obtenidos en el análisis de las distintas muestras (a 120 y 180 °C). Así se constató que la degradación de los antioxidantes depende claramente de la temperatura de ensayo (Imagen 4). A 180 °C, la catarsis tuvo lugar tan solo aproximadamente 80 horas después y se acercó a cero. A partir de ahí, el aceite base queda expuesto sin protección alguna al proceso de oxidación. El ensayo se prolongó otras cien horas más hasta que se produjo el fallo del rodamiento. Por el contrario, la degradación a 120 °C (la temperatura que se alcanza en los casos reales de utilización) se retrasó enormemente. Aquí se puso claramente de manifiesto el mayor potencial de uso del lubricante a temperatura moderadas. Sin embargo debe tenerse en cuenta que a 180 °C no solo los procesos de oxidación contribuyen al deterioro del lubricante, sino que también tiene lugar una degradación térmica del aceite base, del espesante y de los aditivos. De este modo, los mecanismos de envejecimiento pueden variar en tal medida en comparación con el uso real a temperaturas considerablemente más bajas que resulta imposible establecer una correlación con la práctica. Sin embargo, llama la atención que los valores de medición obtenidos para el antioxidante en el ensayo a 120 °C son comparables con los obtenidos en el uso real. Es evidente que en este caso sí existe una correlación entre el ensayo y la práctica. Previsión respecto a la vida útil de los lubricantes Si se armonizan los valores de medición obtenidos para el antioxidante en la práctica con la línea de degradación observada en el FE9 a 120 °C puede concluirse que 180 horas de uso en el FE9 equivalen a 363 000 km. Tomando como base el estado del antioxidante es posible hacer una previsión sobre la vida útil que le queda al lubricante. Tras 65 horas en el FE9 o 70 000 km de uso real, el lubricante sigue conservando un 87 % de su potencial lubricante y tras 180 horas o 363 000 km, un 64 %. Así pues es posible calcular en horas o en kilómetros la vida útil restante hasta la total degradación del antioxidante. Esta previsión se basa exclusivamente en la velocidad de degradación del antioxidante a la temperatura de servicio. Sin embargo, tal y como demuestra el ensayo a 180 °C, el aceite base sigue contando con una larga vida útil potencial tras la degradación del antioxidante. El mecanismo de envejecimiento es similar en la práctica y en el banco de pruebas Los ensayos realizados en Klüber demostraron que la degradación del antioxidante es exactamente igual en la práctica a 120 °C que en el banco de ensayos FE9 a esa misma temperatura. Así pues, el mecanismo de envejecimiento es análogo en la práctica y en el banco de pruebas y, por ello, los resultados obtenidos durante los ensayos pueden extrapolarse a la práctica. A partir de esta relación, los tiempos de uso en el ensayo se pueden comparar con los tiempos en la práctica y efectuar así previsiones. Además de los resultados habituales obtenidos en los bancos de pruebas mecano-dinámicos, que generalmente proporcionan valores sobre el desgaste, el par de fricción, el tiempo de utilización o la carga máxima, esta combinación entre tribometría y análisis químico ofrece la posibilidad de obtener una visión más profunda de la función y de las conexiones entre lubricante y elemento mecánico. En este sentido, el lubricante puede utilizarse en condiciones de servicio similares y no se somete a un deterioro excesivo más allá de sus límites de uso con el único fin de reducir el máximo posible el tiempo de ensayo. Sabiendo cuál es la vida útil del lubricante, en el futuro será posible interpretar las muestras de lubricante de los clientes de Klüber en lo relativo a la previsible capacidad de uso restante. Así será posible reducir los tiempos de servicio técnico, así como los posibles fallos de los rodamientos y, por tanto, los costes de reparación que ello implica. MM * Dr. Marius Kuhn trabaja en el departamento Tribología y Química/Tribología Básica y Asesoramiento en Klüber Lubrication München SE & Co. KG (81379 Múnich) MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 8 Mantenimiento predictivo de motores de gas estacionario Probablemente la tecnología más eficaz para monitorizar el estado de un motor de gas sea el análisis de aceite. Desafortunadamente, muchas empresas mantenedoras de motores no consideran al lubricante como un componente más de la máquina el cual debe ser monitorizado. Jesús Terradillos, José Ignacio Ciria – (IK4-TEKNIKER), Frank Sheehy – (SHELL España) 1. Introducción El mercado global de los motores de gas está creciendo en los últimos años. Europa no es una excepción, ya que el número de motores utilizados en cogeneración ha aumentado drásticamente en los últimos 10 años. Se estima que su población se encuentra entre 15000 y 20000 unidades, lo que constituye entre un 13 y un 16% del volumen mundial. Existen en torno a 30-35 fabricantes de motores de gas a nivel mundial, de los cuales en torno a 8 - 10 producen aproximadamente el 90% de los motores de gas. Se estima que el 75% de los motores de gas utilizados en Europa han sido manufacturados por fabricantes originales de equipos europeos. Aunque Caterpillar y Wauskesha tienen la mayor población a nivel mundial, en Europa los principales son Jenbacher (GE), Deutz MWM y MAN. Los motores de gas operan bajoun amplio rango de condiciones de trabajo, desde climas extremadamente fríos hasta lugares muy cálidos con alta humedad. Así mismo, los diseños pueden variar ampliamente, como los verticales en línea o en V, de dos o cuatro tiempos,etc., lo que provoca que sean únicos en la monitorización de la condición. En la mayoría de los casos los fabricantes de motores se han limitado a realizar pequeñas modificaciones en los mismos para su adaptación a los nuevos tipos de combustibles (gas natural, gas de vertedero, etc.). Esto conlleva a un comportamiento totalmente diferente dependiendo del modelo, lo que ha forzado a algunos fabricantes a definir unas especificaciones propias del lubricante utilizado en dichas aplicaciones. Por otro lado, se encuentran las legislaciones medioambientales de cada país en lo referente a emisiones.Todo esto reseñado anteriormente ha implicado la necesidad de desarrollar diferentes formulaciones de los aceites utilizados, desde aceites sin cenizas hasta aceite con medio o alto contenido en cenizas. Probablemente la tecnología más eficaz para monitorizar el estado de un motor de gas sea el análisis de aceite. Desafortunadamente, muchas empresas mantenedoras de motores no consideran al lubricante como un componente más de la máquina el cual debe ser monitorizado. Como consecuencia de todo lo anterior se ha visto la necesidad de desarrollar nuevas metodologías de análisis de aceite. Esto también ha conllevado la necesidad de actualizar las guías de mantenimiento de los fabricantes, tanto del aceite como de los motores, ya que en la mayoría de los casos o no estaban actualizadas o había carencias en la información proporcionada para poder realizar el diagnóstico de una manera adecuada. 2. Combustible para los motores a gas Existen varios tipos de combustibles gaseosos. Todos ellos se caracterizan por estar formados de hidrocarburos, aunque también pueden contener otro tipo de MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 9

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Mantenimiento predictivo de motores de gas estacionario compuestos. Pueden obtenerse de una amplia variedad de fuentes como el petróleo (gas natural), degradación biológica de materias orgánicas (biogás) o en forma de productos de proceso industrial o como productos derivados del mismo (gases fabricados). - Gas natural. Constituido principalmente por metano, etano, propano, butano, CO2 y N2. Puede (dulce) o no (agrio) contener azufre en forma de sulfuro de hidrógeno, el cual es muy corrosivo, además de pequeñas cantidades de sílice. - Gases licuados del petróleo. Basado en propano y butano. - Biogás. Familia de gases derivados de la digestión anaeróbica o bioquímica de materia orgánica presente en desechos industriales o domésticos, aguas fecales, desechos agrícolas y alimenticios. Constituido por metano, CO2, N2, vapor de agua, y componentes agresivos como sulfuro de hidrógeno, hidrocarburos halogenados y siloxanos. También puede contener componentes abrasivos como la sílicey arsénico. - Otros gases. Obtenidos como derivados de un proceso industrial (gas de madera de refinería, de cabeza de pozo de petróleo…). Pueden contener ul ato contenido en azufre. La composición típica de estos gases se muestra en la Tabla 1. GAS PCI %S %CH4 %CO2 %N2 %H2 %C2H6 %C3H8 %C4H10 (MJ/Nm3) Natural < 0.001 93.2 __ 1.4 < 0.1 3.6 0.8 0.5 31-35 Del digestor 0.010.04 35-65 30-40 1-2 __ __ __ __ 22-26 De vertedero 0-0.02 25-55 45-75 __ __ __ __ :: 18-22 De cabeza 0.001-15 8-98 10-92 10-85 0.2-4.2 __ 1-5 1-5 Tabla 1. Composición típica de los diferentes gases. Esta diferencia en la composición del combustible y el hecho de contener ciertos componentes agresivos ha obligado a desarrollar una tecnología específica para este tipo de motores. Además, la selección de los lubricantes vendrá determinada por estas diferencias de composición y por la presencia o ausencia de componentes agresivos en dicho gas. 3. Lubricantes Los motores de gas han evolucionado en búsqueda de maximizar su eficiencia y el rendimiento. Ello se ha traducido en nuevos desafíos tecnológicos para los lubricantes que se van a utilizar en estas aplicaciones. Las tendencias en motores de gas, así como los retos para el lubricante se pueden resumir en los siguientes puntos: • Mayor concentración de potencia (BMEP). • Menor consumo especifico de aceite (g/kWh) con el objetivo de reducir la emisión de partículas y garantizar la integridad y vida útil de los sistemas de tratamiento de gases: Catalizadores. • Extensión de los intervalos de cambio de aceite. • Reducción de la capacidad de los sistemas de lubricación = Menos aceite vs Mayor potencia. • Enriquecimiento de la mezcla Aire /Gas (LeanBurn): Altas temperaturas y mayor NOx = Nitración severa, lo que se traduce en una mayor riesgo de formación de lodos y barnices, así como incremento de la viscosidad. • Menor tolerancia frente a la formación de depósitos de combustión: o Alta sensibilidad al control de detonaciones / pre-encendido. o Limpieza y rendimiento de los turbocompresores. o Máximo rendimiento de los sistemas de aprovechamiento de calor. • Calidad / Composición de los gases alternativos = Capacidad de adaptación del lubricante a un entorno de trabajo variable y exigente. • Alargar los intervalos de revisión / mantenimiento de la parte alta (Bloques de válvulas) y media del motor (Pistones, segmentos y camisas), manteniendo el rendimiento del motor = Control del desgaste y formación de residuos y lacas. Nos vemos por lo tanto frente a la necesidad de buscar la máxima sinergia entre el motor y el aceite lubricante. MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 10 Jesús Terradillos , José Ignacio Ciria, Frank Sheehy 3.1. Lubricantes de motores de gas Los motores de gas utilizados en aplicaciones industriales son un tanto únicos, dado que funcionan de forma regular bajo cargas constantemente altas, sometidos a altas temperaturas y durante largos periodos de tiempo, a menudo en ubicaciones inaccesibles y con una supervisión mínima. Las altas cargas y las temperaturas presentes en los motores promueven la oxidación, haciendo imprescindible la utilización de aceites con una mayor estabilidad a la oxidación. Los motores de gas son más propensos al desgaste de las válvulas y de sus asientos. Esto se debe a la naturaleza seca y limpia de la combustión dentro del motor y a la carencia de hollín o compuestos de plomo que normalmente lubrican las válvulas. Por esta razón el nivel de cenizas sulfatadas es mucho más crítico que en motores gasolina o diésel. Los altos niveles de depósitos de cenizas pueden causar un encendido prematuro. La presencia de suciedad en las bujías podría provocar encendidos defectuosos, válvulas quemadas, etc. Sin embargo, la formación de cenizas también puede ser beneficiosa. Una capa de sales metálicas sobre la superficie de la válvula puede proporcionar protección contra la exposición directa a elementos dañinos en el gas combustible y contra las altas temperaturas y corrosión en caliente. También puede lubricar el asiento de las válvulas y reducir el retroceso de las mismas. Generalmente es recomendable utilizar un aceite con bajo contenido en cenizas, especialmente cuando el motor correspondiente está funcionando con gas natural o biogás no agresivo. Cuando funcionan con gas natural, los aceites para motores no requieren el mismo nivel de detergencia que los motores diésel o gasolina. Sin embargo, si se requiere utilizar aceites con un nivel mayor de detergencia (TBN mayor), entendida como reserva alcalina, cuando se utiliza biogás, especialmente de gas de vertedero. Un aspecto que cada vez tiene mayor importancia es el relacionado con las emisiones a la atmósfera. Esto ha obligado a algunos fabricantes de motores de gas a la utilización de catalizadores para la eliminación y control de las emisiones. La utilización de catalizadores limita el contenido y composición de los aditivos que debe llevar el aceite de motor en su formulación. 3.2. Funciones de los aceites en motores de gas Los lubricantes para los motores de gas modernos deben poseer un diseño que ofrezca el máximo rendimiento desde tres diferentes enfoques: vida útil del aceite, protección del motor y su eficiencia. Diseñar el producto adecuado significa conseguir el equilibrio óptimo entre los aditivos y el aceite de base, teniendo en cuenta los requerimientos particulares de los fabricantes de motores (OEM). La perfecta adaptación de todas y cada una de las características y propiedades del lubricante son factores determinantes a la hora de mantener la integridad mecánica y poder obtener la máxima rentabilidad de nuestros motores: Propiedad deseada Lubricación y sellado Larga duración de los componentes del motor Limpieza del motor Duración del aceite Compatibilidad con catalizadores Característica deseada del producto viscosidad adecuada pocas pérdidas por evaporación mayor estabilidad térmica resistencia a la oxidación / nitración protección contra desgastes en puntos con elevadas cargas, por ej. lubricar y proteger asientos de válvulas. neutralización de productos ácidos de combustión neutralización de los productos de enveje- cimiento del aceite compatibilidad con juntas y materiales Prevención de lodos de aceite,buen balance de detergencia y dispersancia = Rendimiento filtros resistencia a la oxidación y nitración gran resistencia a la formación de lacas. Selección adecuada de componentes Componente determinante del aceite lubricante selección del aceite base, preferentemente de tipo sintético: API Grupo II / Grupo III / Grupo V aditivo antidesgaste y aditivos alcalinos: Equilibrio cualitativo y cuantitativo de su composición (% Cenizas). aditivos antioxidantes Aditivos alcalinos optimizados: Menos cenizas Aditivos + Aceite de base Perfecto equilibrio de los Aditivos y baja volatilidad. Tabla 2. Características y propiedades que deben cumplir los lubricantes de motor de gas. MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 11

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Mantenimiento predictivo de motores de gas estacionario Las funciones principales que debe desempeñar el aceite utilizado en un motor de gas son las siguientes: - Control de la oxidación y de la nitración. Las altas temperaturas experimentadas por los motores de gas promueven la formación de óxidos de nitrógeno. Estos al reaccionar con el aceite dan lugar a: * Aumento de la viscosidad, causada por la polimerización del aceite. * Desgaste corrosivo ocasionado por productos ácidos, principalmente ácido nítrico. * Formación de lacas y depósitos en el motor, principalmente en camisas y pistones. * Bloqueo del filtro debido a la presencia de lodos y materia insoluble (Compuestos de oxidación). Los aceites, por tanto, necesitan una base con un alto nivel de estabilidad a la oxidación, combinado con productos químicos (aditivos) que optimicen su resistencia a la oxidación / nitración. - Reducción de la fricción y el desgaste. Los motores de gas utilizados en las aplicaciones industriales a menudo funcionan con niveles de carga y velocidad constantes, lo que garantiza una completa lubricación hidrodinámica durante casi todo su tiempo de operación. Por ello, el nivel de prestaciones en lo referente al desgaste, no es tan alto como cuando existe continúas paradas y puestas en marcha o donde se produce una variación de carga. El retroceso de las válvulas constituye generalmente un problema en los motores de gas, por lo que el aceite debe proporcionar un nivel adecuado de protección a las válvulas. Los biogases, y particularmente los de vertedero, pueden contener cantidades importantes de elementos agresivos que pueden ocasionar desgaste corrosivo y abrasivo. - Prevención de la corrosión y del óxido. Los aceites de motor de gas deben impedir la corrosión y la formación de óxido, especialmente cuando el motor funciona con gas de vertedero, gas obtenido de aguas fecales u otros gases más corrosivos. Estos gases pueden contener altos niveles de hidrocarburos halogenados, ácidos orgánicos y compuestos de azufre que pueden formar ácidos fuertes y provocar corrosión. Es importante no solo utilizar aceites con un TBN mayor, sino aceites con la composición química correcta para neutralizar los diferentes tipos de especies ácidas. - Limpieza del motor. El aceite de los motores de gas debería contener unos niveles de dispersantes adecuados para mantener la suciedad y los productos de la oxidación en suspensión, así como impedir la adherencia de los aros, la formación de fangos y de depósitos en el motor, especialmente cuando se utilicen gases “húmedos” o “agrios”. 3.3. Clasificación de los aceites de motores de gas. No hay estándares sectoriales para la clasificación y validación de los aceites lubricantes para motores de gas, por lo que tampoco hay pruebas homologadas para la evaluación de su rendimiento. A falta de ello los fabricantes de motores de gas establecen, de manera particular, unos requisitos que varían ampliamente y solo se homologan aceites después de que se hayan realizado pruebas de campo. La duración de una prueba de campo puede variar entre 3000 y 10000 horas (entre uno y dos años), dependiendo del fabricante original del equipo. Normalmente se requiere un completo control del aceite y del motor durante la realización de las pruebas, así como una inspección del motor (por regla general de uno o dos cilindros) a la finalización de las mismas. Sin embargo, existe un criterio de selección basado en el contenido en cenizas de los lubricantes, según la norma ASTM D-874, a través del cual los aceites se clasifican en diferentes categorías: Tipo de Aditivo Sin cenizas: Bajo contenido de ceniza Contenido medio de ceniza Alto contenido de ceniza % Aditivo < 0.1% 0,1-0,5% 0,5-1% >1% Motor (TBN 1-3) gas natural 2T (TBN 3-6) gas natural SI (TBN 5-10)gas natural SI DF (TBN 10+) gas de vertedero SI-DF Tabla 3. Clasificación de los aceites de motor de gas en función de su contenido en cenizas Para motores de dos tiempos se recomienda el uso de lubricantes sin cenizas. En cambio, para motores de cuatro tiempos se deben utilizar productos con bajo o medio nivel de cenizas con el fin de prevenir desgastes y neutralizar los compuestos ácidos formados. En determinadas aplicaciones es necesario el uso de detergentes especiales e inhibidores de la corrosión para los gases de vertedero. Como se puede ver en la tabla 4 muchos fabricantes especifican el nivel de cenizas requerido. MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 12 Jesús Terradillos , José Ignacio Ciria, Frank Sheehy Fabricante CATERPILLAR CUMMINS GE JENBACHER WÄRTSILÄ CAT / MWM ROLLS ROYCE Nivel de cenizas < 0.55% < 0.60% < 0.50% < 0.60% < 0.50% < 0.50% Tabla 4. Especificaciones en el nivel de cenizas para motores alimentados por gas natural 3.4. Selección del aceite lubricante. El aceite de motor es el componente del motor que algunas veces está mal elegid. Es extremadamente importantea la hora de seleccionar un aceite lubricante para motores de gas el tener en cuenta las recomendaciones del fabricante del mismo y hacer muy buena lectura de estas en función de la naturaleza del gas y de su composición. En el caso de utilizar gas natural como combustible la selección es algo menos compleja dado que su composición está perfectamente definida por las especificaciones establecidas por los organismos oficiales. Sin embargo con otro tipo de gases, como por ejemplogas de vertedero obiogás, su composición puede variar significativamente, incluso cuando este es producido en una misma ubicación. Es por esto que es de vital importancia realizar análisis periódicos de su composición, lo cual permitirá el poder anticiparse a los cambios en el comportamiento del lubricante en servicio. La continua evolución de los propios motores traen consigo, como se apuntaba al principio de este artículo, nuevas y más duras exigencias para el aceite lubricante, las cuales no siempre pueden ser afrontadas por un aceite lubricante tradicional basado en aceite mineral. Desde hace ya unas décadas los fabricantes de aceites lubricantes iniciaron el proceso de incorporar a la composición aceites base sintéticos o procedentes de procesos de refino mejorados. Paralelamente a ello los diferentes aditivos que forman parte de la composición de los lubricantes han sufrido también una evolución positiva hacia la búsqueda de mejorar las propiedades naturales de los aceites base. Un perfecto equilibrio y sinergia entre el aceite base y el paquete de aditivos es clave para el buen funcionamiento de los motores. Una selección no adecuada del aceite lubricante no necesariamente tiene que causar daños inmediatos en el motor. En la gran mayoría de los casos las consecuencias se manifiestan al cabo de varios miles de horas de funcionamiento y conllevan a la reducción de la vida útil de componentes claves del motor, afectando tanto al rendimientocomo a la fiabilidad del motor. A continuación se muestran algunos ejemplos de problemas ocasionados en motores de gas: Fallos en válvulas: Figura 1. Fallos en válvulas. Formación de depósitos en la cabeza de los pistones y alojamientos de los segmentos: Figura2. Formación de depósitos en la cabeza de los pistones y alojamientos de los segmentos. Así mismo, se muestran unos ejemplos de una buena selección del lubricante donde se evidencia el buen rendimiento del aceite: Mínima formación de depósitos en el pistón y alojamientos de los segmentos: Figura3. Mínima formación de depósitos en el pistón y alojamientos de los segmentos Asientos de válvula y parte inferior de culatas limpios Figura4. Asientos de válvula y parte inferior de culatas limpios 4-Análisis de los aceites en uso. No cabe la menor duda de que la técnica de monitorización del estado del motor más efectiva y menos costosa es el análisis del aceite usado. Con ello se consigue conocer el estado de los componentes de motor y optimizar las acciones de mantenimiento. Además, es una extraordinaria herramienta para determinar la vida remanente de los lubricantes en uso y poder decidir el momento de su sustitución. Un programa analítico de análisis de aceite de motor usado debe contener los suficientes ensayos analíticos que permitan conocer el estado de los elemen- MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 13

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Mantenimiento predictivo de motores de gas estacionario tos mecánicos y del lubricante, haciendo hincapié en aquellos problemas característicos de este tipo de lubricantes. Desafortunadamente hay muchos operadores de motores a gas que no consideran el aceite del motor como un componente más de la máquina y no lo controlan de la misma manera que hacen con otros elementos del motor. Un programa analítico de rutina de aceite de motor a gas debe incluir por lo menos lo siguientes parámetros: - Viscosidad cinemática - Índice de basicidad (BN) - Índice de acidez (AN) - i-pH - Contaminación por glicol - Contaminación por agua - Insolubles - Partículas de desgaste (Fe, Cr, Sn, Al, Ni, Cu, Pb, Mo) - Contenido en aditivos (Ca, Mg, B, Zn, P) - Contenido en contaminantes (Si, K, Na) - Nitración/Oxidación - Contenido en Cloro - Contenido en Azufre - Vida remanente-RULER A continuación se van a hacer hincapié en algunos de los ensayos más significativos en este tipo de aplicación: 4.1. Viscosidad La viscosidad es el parámetro fisicoquímicomás importante de cualquier aceite. Variaciones con respecto al aceite nuevo siempre tienen algún significado importante. En un aceite de motor a gas un aumento de la viscosidad está asociado con: - Oxidación - Nitración - Contaminación - Periodos de cambios extendidos Un descenso se atribuye fundamentalmente a la pérdida de aditivos mejoradores del índice de viscosidad. 4.2. Índice de basicidad(TBN) El índice de basicidad es una medida de la reserva alcalina que tiene el aceite. Es un indicador del nivel de aditivos detergentes y dispersantes, y de su capacidad para neutralizar los compuestos ácidos que se forman durante la combustión. Dependiendo del tipo de gas utilizado el aceite tendrá diferente reserva alcalina (BN). Si es gas natural el aceite utilizado tendrá bajo contenido en cenizas un BN entre 3 y 7. Mientras que si es un gas de vertedero el BN podrá ser superior a 10 mgr KOH/gr muestra. Figura 6. Valorador automático de la medida de reserva alcalina (BN) 4.3. Índice de acidez (AN) Es una medida de la cantidad de compuestos ácidos que posee el aceite. Valores a lto del AN suelen ser indicativos de nitración, oxidación y contaminación. Una regla que suele aplicar habitualmente es que cuando el valor del aceite usado es el doble que el valor del aceite nuevo el aceite ha llegado al fin de su vida útil. Otro criterio es cuando el valor ascendente del AN y el descendente del BN se cruzan. Figura 5. Equipo automático para la determinación de la viscosidad cinemática Figura 7. Valorador automático de la medida de la acidez (AN) 4.4. i-pH El valor de i-pH (valor del pH inicial o pH de partida) es el tercer parámetro más importante, junto al AN (número ácido) y BN (número básico), para po- MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 14

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Mantenimiento predictivo de motores de gas estacionario der evaluar el estado de los aceites de motores de gas y biogás, tanto nuevos como en uso. El término “Inicial” se utiliza para diferenciar el valor del pH obtenido en medio orgánico del obtenido en medio acuoso. El número ácido(AN) proporciona una indicación de la concentración de ácidos, pero no la fuerza de los mismos. Por ello, puede que a veces la medida del AN no sea suficiente para proporcionar una indicación fiable del potencial de corrosión de un aceite. El valor i-pH permite evaluar la degradación del aceite en servicio. El i-pH es una representación de cómo de corrosivo puede ser el aceite, pero no indica la concentración de los componentes ácidos o alcalinos presentes. Este método es útil en aplicaciones como esta, donde el aceite corrosivo podría causar daños considerables. Es también importante en sistemas de lubricación con un alto potencial a la formación de ácidos fuertes o la contaminación con estos. Figura 8. pH-metro El valor del i-pH es la medida de los componentes ácidos disociados con el potencial de corrosividad hacia los metales.Este ensayo se puede utilizar para detectar pequeñas cantidades de ácidos fuertes, y por lo tanto corrosivos, presentes en el aceite, incluso si el contenido total de compuestos ácidos (AN) todavía no ha aumentado significativamente. Se puede utilizar para indicar los cambios relativos que se producen en el aceite bajo las condiciones de oxidación o por contaminación de los gases combustibles o de escape. Debido a que el ensayo de i-pH puede ofrecer información crucial del estado del aceite, y del motor, se suele incluir las tablas de límites recomendados, alerta y peligro en las guías de mantenimiento de los diferentes fabricantes de motores y compañías de seguros. Hasta el año 2014 no existía ningún método estandarizado que permitiese determinar este parámetro. Existían diversos métodos desarrollados tanto por los propios fabricantes de aceite como por los laboratorios de análisis de lubricantes. El problema era que los resultados en la mayoría de los casos no podían ser comparados. Esto conllevaba a no saber en muchos casos qué pautas de mantenimiento se debían tener que tomar a la vista de unos resultados obtenidos mediante un ensayo diferente al recomendado por el fabricante del motor y unos límites que no se podían aplicar. Las diferencias fundamentales entre las diversas metodologías utilizadas hasta la aparición de la norma estandarizada tenían que ver con los pesos de muestra de aceite, cantidad de disolvente, tiempos de medida o criterios de terminación de la valoración. Con la aparición de las norma ASTM se ha conseguido homogeneizar todas las variables existentes en la medida de pH para motores de gas y poder obtener unos resultados comparables a los de cualquier otro laboratorio y con las guías de mantenimiento de los diferentes fabricantes. Método ASTM D7946 MOBIL JENBACHER Disolvente Muestra (ml) (g) 70 2.5 90 3.6 125 5 Calibración pH: 4-7 Tampón acuoso pH: 2-4 Tampón acuoso Tampón ASTM D664 Tabla 5. Comparación de los diferentes métodos de i-pH más utilizado actualmente Los valores que se obtienen en la nueva metodología son sensiblemente más bajos que los obtenidos hasta el momento con uno de los más utilizados hasta la fecha, el método MOBIL. Figura 9. Ejemplo de correlación entre métodos para la determinación del i-pH: MOBIL y ASTM D7946 4.5. Contenido de agua (ASTM.D6304). La presencia de humedad en los aceites de motor de gas afecta tanto al lubricante como a la máquina. Algunos aditivos pueden llegar a ser extraídos desde el aceite hacia la fase acuosa por lo que el aceite puede perder propiedades. Otros pueden ser destruidos debido a reacciones químicas con el agua (oxidación e hidrólisis). El agua fomenta la oxidación del aceite base, aumentando el riesgo de formación de lodos y barnices. El agua también puede provocar herrumbre y corrosión en las superficies de la máquina y reduce la película de lubricante. MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 16 Jesús Terradillos , José Ignacio Ciria, Frank Sheehy Figura 10. Equipo para la determinación de agua por Karl Fisher coulométrico 4.6. Oxidación (DIN 51453, ASTM D7414). El problema que con más frecuencia se encuentra en las aplicaciones de campo es el de la nitro-oxidación. Sus efectos sobre el aceite y el motor son especialmente graves: • aumento de la viscosidad y compuestos insolubles. • obturación del filtro. • depósitos y sedimentos en el motor. • desgaste corrosivo. • reducción de la vida del aceite. La oxidación es un proceso en el cual el aceite se va transformado mediante polimerización de las moléculas orgánicas de las que está constituido. Como consecuencia las propiedades del aceite van evolucionando respecto a las originales. Por ejemplo, la viscosidad del aceite va a aumentando, empiezan a formase compuestos polares de oxidación, como consecuencia de la entrada de compuestos oxigenados en la estructura del aceite, así como un aumento de la acidez del aceite. Estos compuestos de oxidación que pueden ser corrosivos y fomentar la formación de depósitos dando lugar al bloqueo de válvulas y circuitos o provocan un mal funcionamiento de los equipos. Esta reacción se acelera al aumentar la temperatura del aceite. Además muchos materiales actúan como catalizadores de la reacción. El cobre, procedente del desgaste de rodamientos, tuberías y refrigerantes; compuestos ferrosos formados por la acción del agua y de algunos compuestos oxidados del aceite; materias extrañas suspendidas en el aceite y otros productos de oxidación, son catalizadores muy activos del proceso de oxidación Figura 11. Equipo de FTIR para la determinación oxidación y nitración 4.7. Nitración (DIN 51453, ASTM D7624, ASTM E2412). La principal diferencia existente entre un aceite de un motor de combustión interna y un motor de gas es la necesidad de poseer una gran resistencia a la degradación por parte de este último, debido a la corrosividad de los gases producidos durante el proceso de combustión y con el incremento de los famosos óxidos de nitrógeno. Este proceso de nitro-oxidación se conoce cómo nitración del aceite y debe ser monitorizado regularmente. La presencia de compuestos de nitración es una de las circunstancias más indeseables que se pueden presentar en el aceite lubricante. El aceite empieza a saturarse a través de la presencia de compuestos tanto solubles como insolubles de óxido de nitrógeno, como consecuencia de una reacción del aceite con gases de combustión – NOx – y las elevadas condiciones de temperatura y presión a las que está sometido el aceite durante su operación. Este tipo de degradación es uno de las más frecuentes en los motores estacionarios de gas natural debido a sus extremas condiciones de operación y por las que el aceite empieza a perder sus prestaciones. A pesar que este parámetro ha sido cuantificado desde hace muchos años mediante la utilización de la técnica de espectrometría infrarroja (FT-IR), a través de la medida de los cambios en la concentración de los constituyentes de los óxidos de nitrógeno en la región espectral de 1.650 a 1.600 cm-1, existe en la actualidad una gran incertidumbre sobre cómo realizar una correcta medida de estos productos, y sobre todo de cómo interpretar los resultados finales y su comparativa con las OEM de los fabricantes. A raíz de esta situación, se presentan a continuación algunos aspectos que deber ser considerados para llevar a cabo una correcta medida de este parámetro. Las medias de nitración se verán afectados por la huella digital molecular del lubricante base y la presencia de otros compuestos que tienen la misma banda de absorbancia, tales como cetonas conjugadas, quinonas, ácidos carboxílicos insaturados, compuestos aromáticos y sales de ácidos carboxílicos (formados debido a la reacción de ácidos con los aditivos de aceite). Además de estos compuestos, uno de los factores que más influye en esta medida son las definiciones de las líneas bases y los tipos de cálculos utilizados. A continuación se representa gráficamente estos efectos, teniendo en cuenta los criterios que establecen las normativas más utilizadas a nivel mundial como son la DIN 51453: 2004 – 10, ASTM D7624 – 10 y la ASTM E 24-12-10. MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 17

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Mantenimiento predictivo de motores de gas estacionario Metodología para la determinación de la nitración Metodología Técnica analítica Tipo de cálculo Unidades Frecuencia (cm-1) Linea base 1 cm-1 Linea base 2 cm-1 DIN 51453:2004 FTIR Altura de pico A/cm 1,630 1,645 1,615 Tabla6: Metodología para la determinación de la nitración - DIN 51453:2004 - 10 Figura 12: Nitración por DIN 51453:2004 -10 Metodología para la determinación de la nitración Metodología Técnica analítica Tipo de cálculo Unidades Frecuencia (cm-1) Linea base 1 cm-1 Linea base1 cm-1 Linea base 1 cm-1 Linea base1 cm-1 ASTM D 7624 FTIR Altura de pico A/cm 1,630 1,655 1,640 1,610 1,595 Tabla 7: Metodología para la determinación de la nitración - ASTM D 7624 -10 Figura 13: Nitración por ASTM D 7624 -10 Metodología para la determinación de la nitración Metodología Técnica analítica Tipo de cálculo Unidades Frecuencia (cm-1) Puntual(cm-1) ASTM E 2412 FTIR Altura Max. De pico A/cm 1,650 – 1,610 1,950 Tabla 8: Metodología para la determinación de la nitración - ASTM E 2412 - 10 Figura 14: Nitración por ASTM E 2412 -10 A pesar de los esfuerzos realizados por los comités DIN y ASTM D02 para normalizar las mediciones de nitración utilizando las técnicas DIN 51453: 2004 - 10 y ASTM D7624 - 10, por intentar establecer una metodología que no se vea afectada por la interferencia de algunos productos y realizar una correcta medida dela nitración, se están utilizando unas metodologías que estarían enmascarando un problema de nitración al considerar unas líneas bases tan cercanas al pico de máxima absorbancia de los productos de nitración (~1.630 cm-1), como se pueden ver en las figuras12 y 13. En su lugar la ASTM E 2412, a pesar de poder verse influencia por aditivos del aceite u otros productos, tiene definido unos parámetros de cuantificación que permiten realizar una medida más real del problema de nitración. Las diferencias en las medias realizadas sobre una muestra real (TEK-07) a través de las diferentes metodologías se puedenobservar en la tabla 9. A las significativas diferencias que existen entre las distintas metodologías, habría que sumarle los criterios que han utilizado los fabricantes en sus OEM para definir los límites de aceptación. En este caso el problema es mucho más profundo, ya que los fabricantes no suelen especificar la metodología utilizada para las medidas hechas por IR, lo cual hace casi imposible realizar una correcta interpretación de los resultados obtenidos. Resultados de Nitración de la muestra TEK07 Metodología ASTM E 2412-10 ASTM D 7624-10 DIN 51453:2004- 10 Unidades A/cm A/cm A/cm Altura de pico - 24.15 20.20 Altura Max. de pico 34.08 - - Tabla9: Resultados de nitración de la muestra - TEK07 5-Frecuencia de cambio del aceite en motores de gas. No existe un periodo preestablecido de cambio de aceite en motores de gas. La vida del aceite está condicionada, como se ha comentado más arriba, por la capacidad del cárter, condiciones de trabajo, car- MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 18 Jesús Terradillos , José Ignacio Ciria, Frank Sheehy ga, temperatura, relación aire/gas, características del aceite y de los límites condenatorios establecidos por el fabricante. Por ejemplo, CATERPILLAR recomienda cambiar el aceite a las 750 horas, mientras que otros como GUASCOR-DRESSER, para motores alimentados por gas natural recomiendan el cambio a las 1200 horas y con biogas a las 700 horas. Realmente, el cambio del aceite nunca viene bien y no debe ser preestablecido por el calendario ó número de horas sino por el estado en que se encuentra este de acuerdo con la rutina analítica realizada. ENSAYO Viscosidad B.N. A.N. Iph Nitración Oxidación Insolubles Glicol Agua Fe Cr Sn Al Ni Cu Pb Mo Si Na Ca Mg B Zn P Cloro Valores típicos de la mayoría de los fabricante +/- 20% aceite nuevo 50% aceite Nuevo y >2 +2,5 del aceite Nuevo >4,5 20 ab/cm 20 ab/cm > 1% >200 ppm >1000 ppm 20 ppm 5 ppm 5 ppm 10 ppm 3 ppm 15 ppm 20 ppm 5 ppm 4-7 ppm 25 ppm 50% aceite nuevo 50% aceite nuevo 50% aceite nuevo 50% aceite nuevo 50% aceite nuevo >800 ppm Waukesha Caterpillar -20%/+30% aceite nuevo + 3 cst aceite nuevo a 100ºc 50% aceite Nuevo y >2 50% aceite nuevo +2,5 del aceite Nuevo +2 aceite nuevo 25 ab/cm 25 ab/cm >1% indetectable >1000 ppm Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia > 900 ppm 20 ab/cm 20 ab/cm Indetectable >5000 ppm Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Según tendencia Tabla 10: Límites condenatorios orientativos (se omiten las normas) 6. Muestreo y Frecuencia de muestreo. Todo equipo industrial, al cual se le pide el máximo rendimiento y disponibilidad, requiere una severa vigilancia por parte del operador.Hay que tener claro que el análisis de una muestra de aceite de forma aisladano es suficiente, ya que solo informará sobre el estado del motor en el momento de la toma.Así mismo, la calidad y representatividad de las muestras de aceite son claves en el éxito de un programa de análisis de aceite. - Cuando se dice que una muestra es representativa es porqueha sido tomada directamente del sistema de engrase / circulación del motor, a temperatura de trabajo y evitando en la mayor medida posible la influencia de contaminantes externos: • Utilizando bomba extractora, conocidas como “Vampiros”, a la cual se conecta el envase de muestra. En el caso de tomas en cárteres o tanques, el tubo de extracción deberá estar sumergido a media altura. • Cuando se obtienen de líneas de engrase o conducciones, se ha de limpiar adecuadamente los grifos, dejando que el aceite fluya ligeramente antes de llenar el envase de muestreo. • En el caso de que la toma se realice desde un tapón de vaciado dejar fluir una pequeña cantidad de aceite antes de llenar el envase de muestra. - Cuando se dice que una muestra NO es representativa es porque ha sido tomada de un sistema de en- MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 19

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Mantenimiento predictivo de motores de gas estacionario grase / circulación frio y/o con el motor parado durante un largo periodo de tiempo. • Cuando ha sido obtenida de un punto de drenaje: por ejemplo fondo de tanque, tapón de vaciado (sin realizar una purga previa), bandeja o recipiente en el cual se haya vaciado el aceite. • Tomada después del paso por filtros, salvo que interese conocer el nivel de eficiencia de los mismos. • Cuando una muestra NO ha sido enviada al laboratorio de forma inmediata, ya que no aportara información sobre el estado actual del lubricante y del motor. ra y no deja rastros es falso. Siempre incorpora sales o elementos al lubricante procedentes de los refrigerantes. Además, se corre el riesgo de abrasión por parte de algunos de estos elementos, como la sílice, lo cual también puede provocar la aparición zonas opacas en la superficie de las camisas. Figura 16. Evolución y tendencia de los metales de desgaste Figura 15. Ejemplos de puntos de toma de muestras Inicialmente se recomienda tomar muestras cada 100 horas con el objeto de establecer las tendencias de los parámetros analizados. Posteriormente, se recomienda para motores con gases reactivos (biogas,...) cada 200 horas y con gas natural cada 400-500 horas.Es extremadamente importante tomar una muestra de aceite nuevo al inicio de un programa de seguimiento, ya que este servirá de referencia, o línea de base, en la evolución del lubricante en servicio, especialmente en lo referente a los aditivos. Todo aceite de motor de gas aporta un determinado contenido en elementos / metales característicos (Zn, Ca, P, Ba, Si, Mo, B, Mg). Es muy importante identificarlos y conocer su concentración en el aceite nuevo, con el fin de no confundirlos con metales de desgaste y/o con contaminantes de origen externo. Se ha tener especial cuidado antela presencia de contaminantes externos, los cuales se pueden considerar como verdaderos “Caballos de Troya”. Elementos como el Silicio o Sodio pueden considerarse como verdaderos agresores del motor, ya que pueden ocasionar desgastes prematuros.Pequeñas fugas internas del sistema de refrigeración, pequeñas fisuras, fallos de estanqueidad en las carcasas de los filtros de aire; etc. pueden facilitar la entrada de estos elementos.El concepto de que una pequeña fuga de agua se evapo- Figura 17. Evolución y tendencia de los metales de contaminación 7. Conclusiones Se deben formular y seleccionar los aceites de motor de gas en base al combustible que se vaya a utilizar (gas natural,biogás, etc.), las condiciones de trabajo de la máquina y las diferentes legislaciones nacionales relativas a emisiones.Cada vez las exigencias que se les solicitan a los aceites de motor de gas son mayores por lo que es de vital importancia la selección de un buen aceite base junto con un óptimo paquete de aditivos.A la hora de seleccionar el aceite lubricante que se va a utilizar en el motor de gas es muy recomendable recurrir tanto a las recomendaciones del fabricante del motor (OEM) como al asesoramiento técnico del proveedor del lubricante. El aceite es un elemento vital del motor de gas y debe considerarse como un componente más de la máquina y no como un producto desechable, sino como un producto durable. Los defectos o fallos que se suelen presentan en este tipo de motores se encuentran bastante bien identificados, por lo que mediante la selección de un programa de análisis de aceite enfocado a la detección de estos posibles problemas se podrán detectar gran parte de ellos de manera prematura y anticiparse a que se manifiesten, o minimizarlos si no es posible evitarlos. Un programa de análisis en el cual no se analizan todos los parámetros necesarios será perjudicial para el motor al no poderse determinar de una manera temprana los fallos. Es por ello que el análisis de aceite es la mejor herramienta de mantenimiento predictivo-proactivo desde el punto de vista coste-beneficio.Cada motor debe ser controlado independientemente, ya que todos MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 20 Jesús Terradillos , José Ignacio Ciria, Frank Sheehy poseen diferentes tendencias. Además,ayuda a definir los periodos de cambio del lubricante y detección temprana de los fallos. Una vez definido el programa de análisis, con el paquete de ensayos enfocados a la detección de gran parte de los posibles problemas que se pueden manifestar en un motor de gas, se deben definir los límites de alerta y peligro para cada uno de los parámetros. Otro de los grandes problemas que existen hoy en día es que existen ciertos ensayos, como el i-pH y Nitración que no han estado bajo una normativa internacional, o la existente no era excesivamente representativa de cómo estaba evolucionando el parámetro en cuestión. Esto ha originado una serie de problemas de interpretación de los resultados, tanto por parte de los laboratorios como de los usuarios y fabricantes del lubricante y motores.Los resultados de los estudios inter-laboratorio (RRT) muestran que existe una interpretación incorrecta de los resultados de estos ensayos por gran parte de los laboratorios de todo el mundo y los comités deberían analizar estas situaciones para corregir este tipo de situaciones. Con la introducción de nuevos métodos normalizados para la determinación del i-pH y Nitración se convierte en crucial que los OEM reflejen en sus guía de mantenimiento dichas normas, así como los valores de vigilar y peligro para dichos parámetros. De esta forma se minimizarán los problemas comentados que existen actualmente a la hora de diagnosticar diferentes laboratorios las muestras de aceite de motor de gas. Un caso claro es el de la nitración. Para realizar un correcto análisis de los resultados de la medida de la nitración y todas aquellas que son realzadas a través de la técnica de IR, se deberá tener un completo conocimiento de las metodologías utilizadas (líneas bases, tipos de cálculos, etc), y las OEM, las cuales deberán detallar los criterios que estos han utilizado para definir estos límites. Finalmente, se deben mandar muestras de aceite con una frecuencia determinada para poder establecer las tendencias de cada uno de los parámetros. Es indispensable definir y llevar a cabo un plan de toma de muestra e inmediato análisis de la misma.Se considera el aceite lubricante como “la sangre del motor”, por lo que, al igual que un análisis periódico de sangre, el de aceite de motor aporta información clave para el diagnostico del estado del paciente: el motor. - Información Proactiva: • Estado del motor: Contenido en metales de desgaste, identificación y evolución. • Estado del aceite: La evolución en servicio de sus principales características permite prever su vida remanente y si ha sufrido contaminación externa. - Información Reactiva: • El estudio de los datos obtenidos en un plan de tomas de muestras periódicos puede ayudar a determinar el origen de una avería mecánica y/o a predecir un fallo. • En muchas ocasiones una desviación súbita en los valores habituales y/o la detección de metales o substancias no habituales aportan pistas para identificar el origen de una contaminación o cambios en el entorno de trabajo del motor. 8. 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Impacto sobre el consumo de combustible y el mantenimiento del uso de aceites de baja viscosidad en una flota de transporte urbano El punto clave actualmente es evaluar cual es el coste de implantación de estas soluciones frente al potencial de reducción de CO2 que puede aportar dicha solución en términos de tecnología actual. Bernardo Tormos Martínez, Guillermo Miró Mezquita, Santiago Ballester Bauset Departamento de Máquinas y Motores Térmicos. Universitat Politècnica de València. Luis Navarro Chirivella EMT de Valencia Introducción En la actualidad, de forma casi unánime, existe un consenso científico en torno a la idea de que nuestro modelo productivo y consumo energético asociado es responsable de una alteración climática global, que en caso de seguir las tendencias actuales, va a producir graves impactos tanto sobre la tierra como sobre los sistemas socioeconómicos. Denominamos genéricamente como cambio climático a la variación global del clima de la Tierra; dicha variación es debido tanto a causas naturales como también a la acción del hombre y pueden producirse en diversidad de escalas de tiempo y sobre diferentes parámetros climáticos tales como: temperatura, precipitaciones, nubosidad, etc. El término "efecto invernadero" se refiere la retención del calor del Sol en la atmósfera de la Tierra por parte de una capa de gases presentes en la atmósfera. La presencia de los mismos es necesaria ya que sin ellos la vida tal como la conocemos no sería posible, ya que el planeta sería demasiado frío; pero por causas antropogénicas la concentración de dichos gases ha aumentado de forma desmesurada en el último siglo; entre estos gases se encuentran el CO2, el óxido nitroso o el metano. A continuación puede observarse en la Figura 1 la contribución de diferentes sectores productivos a la generación de gases de efecto invernadero según [1]. MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 22 Bernardo Tormos Martínez, Guillermo Miró Mezquita, Santiago Ballester Bauset , Luis Navarro Chirivella Fig. 1- Contribución de los diferentes sectores económicos en cuanto a aporte de los gases de efecto invernadero. Adaptado de [1]. Ante esta situación claramente reconocida de que el cambio climático constituye un fenómeno global, tanto por sus causas como por sus efectos, se requiere de una respuesta multilateral basada en la colaboración de todos los países y desde diferentes actores y enfoques. Problemática concreta del CO2 en el transporte. El sector del transporte, que representa un significativo 14% de las emisiones globales, se espera que contribuya a su reducción de forma significativa y en concreto, atendiendo a sus contribuciones específicas por modos de transporte, tal como puede observarse en la figura 2. Fig. 2- Evolución de las emisiones directas de gases de efecto invernadero del sector de administraciones e instituciones públicas y privadas concienciando al cambio en los diferentes modos de transporte, o mejoras en el diseño y explotación de las propias infraestructuras de transporte [3] o ya a un nivel más centrado en el propio vehículo: diseños más aerodinámicos, uso de combustibles alternativos o renovables o mejora de la eficiencia de los mismos. El punto clave actualmente es evaluar cuál es el coste de implantación de estas soluciones frente al potencial de reducción de CO2 que puede aportar dicha solución en términos de tecnología actual. Es por ello que soluciones que podrían aportar un nivel de reducción muy significativo tiene limitaciones tecnológicas y de coste actualmente, lo que conlleva a que se prevean únicamente como contribuciones a medio y largo plazo. Hay un claro consenso en que la utilización de aceites de baja viscosidad (ABV) permite obtener una ligera mejora del rendimiento de los motores de combustión interna, como consecuencia de la disminución de la fricción dentro de lo que se conoce como pérdidas mecánicas, ofreciendo además uno de los mejores ratios de coste/beneficio de las múltiples soluciones propuestas (figura 3). Es por ello que aparecen propuestas de cara a evaluar de forma precisa esta potencialidad y estudiar los posibles efectos colaterales que pudiesen derivarse. Fig. 3 – Relación coste – beneficio entre diferentes soluciones tecnológicas en mo- del transporte en cada uno de sus modos de transporte. Adaptado de [2]. Queda claro cuál es el efecto del sector del Transporte por carretera y los esfuerzos necesarios que habrá que realizar para reducir dicha contribución de cara a cumplir con los objetivos internacionales planteados para su reducción. La solución a dicho problema va a tener que ser combinación de múltiples alternativas, en la mayoría de casos con contribuciones individuales modestas que de forma conjunta podrán ayudar a cumplir el objetivo final. Así se pueden citar desde esfuerzos por parte tor para contribuir a la reducción de consumo y consecuentemente en la de CO2. Es bien sabido que el corazón de un vehículo es su sistema propulsor y específicamente en aspectos de mantenimiento, el periodo de cambio de aceite de dicho propulsor es utilizado como periodo de referencia para establecer, en base a múltiplos o submúltiplos del mismo, el resto de las acciones de mantenimiento sobre todo el vehículo en general [4]. Es por ello, que desde el punto de vista del Mantenimiento, el posible cambio de aceite lubricante tiene una consecuencia muy importante. En primer lugar y de forma más destacada, si hubiese un efecto de reducción del periodo de cambio como consecuencia de un peor comportamiento de este nuevo tipo de aceite supondría un incremento de costes de mantenimiento, ya que MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 23

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Impacto sobre el consumo de combustible y el mantenimiento del uso de aceites de baja viscosidad en una flota de transporte urbano como hemos mencionado, la gran mayoría de acciones de mantenimiento van ligadas a múltiplos del periodo base que es el cambio de aceite del motor. Por ello un descenso de dicho periodo significa un mayor número de intervenciones por tiempo considerado y con ello un aumento de coste muy significativo. De la misma manera, si pudiese obtenerse un periodo de cambio mayor, significaría una disminución significativa de costes en mantenimiento [5]. Por otro lado, aunque en mucha menor medida, hay que tener en cuenta también el propio efecto sobre el consumo de aceite. Esto es, al cambiar a un aceite más ligero podría pensarse en un aumento de consumo del propio aceite que habría que valorar también en término de costes, aunque evidentemente quedará muy por detrás del efecto comentado previamente. Con todo lo comentado anteriormente, se presenta la realización de un experimento de cara a valorar el efecto real en términos de ahorro de combustible (y derivada por tanto la reducción de emisiones de CO2) como consecuencia del uso de estos aceites de baja viscosidad y por otro lado el estudio de valoración en términos de comportamiento de estas nuevas formulaciones y su posible efecto sobre el mantenimiento. Planteamiento de la prueba El planteamiento de este análisis únicamente se podía hacer en una prueba real en flota, de modo que entrasen en juego todas las variables que realmente afectan en mayor o menor medida al consumo del vehículo por una parte y al propio comportamiento del aceite por otro. La problemática que se deriva es que con tantas variables hace falta un control muy elevado de todas aquellas en las cuales se pueda realizar y una cantidad de datos muy alta para poder analizar los efectos de aquellas a las que vamos a tener únicamente capacidad de valorar pero no de intervenir sobre las mismas. Con todo ello se plantea un estudio comparativo mediante la utilización de un grupo de vehículos que establecerán la referencia de comportamiento con el uso de aceites que denominamos estándar frente a un grupo de vehículos idénticos cuya única diferencia sea el aceite en uso. Los autobuses urbanos presentan características de servicio muy adecuadas para el desarrollo de esta prueba, ya que los trayectos realizados diariamente son iguales, y el ciclo de funcionamiento del motor es bastante repetitivo, conocido como ciclo del trapecio [6]. Tal como se ha mencionado, existen un gran número de variables que pueden afectar al consumo durante el servicio real; que son cuantificables pero difícilmente evaluables tales como: condiciones ambientales (temperatura, presión atmosférica, esta- ción del año), las condiciones de la ruta (pendiente, velocidad media, etc.), y las variables específicas del servicio de los autobuses (tráfico urbano, número de pasajeros, peso del vehículo, resistencia a la rodadura, tipo de motor, etc.). Estas variables posiblemente enmascaren el efecto de la viscosidad del aceite sobre el consumo de combustible del autobús, por lo que se consideró crucial llevar a cabo un período largo de pruebas con el fin de establecer un valor de consumo de combustible estadísticamente significativo. Con el objetivo de maximizar los resultados obtenidos de la prueba planteada y obtener una muestra representativa de una flota de autobuses urbanos típica se escogieron tres modelos diferentes de autobús, con diferentes tecnologías de motorización, incluyendo dos tipos de motores diésel y un motor de gas natural comprimido (GNC). Para mantener acotadas determinadas variables, los grupos comparativos fueron asignados a rutas concretas, y en concreto se utilizaron representativamente una ruta de alta densidad de tráfico y una ruta de menor incidencia de tráfico dentro de lo que es un servicio urbano. En la figura 4 pueden observarse dos ejemplos de rutas en la ciudad de Valencia. Línea A: Longitud: 12,3 km Velocidad promedio: 13,5 km/h Número de paradas: 36 Línea B: Longitud: 15,2 km Velocidad promedio: 12,1 km/h Número de paradas: 59 Fig. 4 – Características específicas de líneas de trabajo asignadas a los autobuses de la prueba. Teniendo en cuenta las características de los motores equipados en los vehículos de la prueba y las especificaciones de aceites demandadas por los propios fabricantes, a continuación se puede observar en la Tabla 1 las tipologías de aceite utilizadas en la prueba. MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 24 MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 25

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Impacto sobre el consumo de combustible y el mantenimiento del uso de aceites de baja viscosidad en una flota de transporte urbano Tipo Grado SAE Viscosidad@40°C [cSt] Viscosidad@100ºC [cSt] TBN [mgKOH/g] Tipo de base Especificación ACEA Aceite A Aceite Diesel I referencia 15W40 108 14,5 10 Mineral E7/E5 Aceite B Aceite Diesel II/Gas I referencia 10W40 96 13,4 10 Semisintética E6/E4 Aceite C Aceite Diesel I / II candidato ABV 5W30 71 12,10 16 Sintética E7/E4 Aceite D Aceite Gas I candidato ABV 5W30 68 11,7 10 Sintética E6/E7/E9 Tabla 1. Características de los aceites de los modelos de autobuses utilizados en la prueba. Para el cálculo de los consumos de combustible, se realizó un control diario del kilometraje del autobús y los litros de combustible consumido. La distancia recorrida se contabilizó a través del sistema GPS que equipan los propios vehículos y por otro lado el combustible consumido se obtuvo a partir de los datos de repostaje de combustible, tanto de diesel como de gas natural comprimido. Para llevar a buen término la prueba fue necesario tomar una gran cantidad de datos con el fin de asegurar que pudieran ser observadas las reducidas diferencias esperables en el consumo de combustible. Finalmente la prueba se alargó durante un periodo de 60000km recorridos por vehículo (aproximadamente 18 meses) que equivalía a dos periodos de cambio de aceite fijado en 30000 km. De cara a llevar un detallado seguimiento del propio comportamiento del aceite, de cara a evaluar su degradación así como la posible incidencia sobre el desgaste del motor, se aplicó un extenso y exhaustivo plan de muestreo y análisis de aceite, incluyendo en el mismo medidas de: viscosidad, niveles de oxidación, contenido de metales de desgaste, etc. Al término de la prueba se habían analizado aproximadamente 500 muestras de aceite de los 39 vehículos implicados en la prueba. Resultados Los resultados obtenidos en la prueba vamos a presentarlos bajo los diferentes aspectos evaluados en la misma. Así, en primer lugar y atendiendo al principal objetivo de la misma que era cuantificar en términos de ahorro de combustible lo que suponía esta alternativa, podemos ver a continuación en la figura 5 los resultados obtenidos. Fig. 5 – Resultados comparativos para cada tipología de motor considerado entre los consumos con aceite de referencia y el correspondiente ABV. Como puede observarse y como era de esperar, pueden observarse diferentes niveles de ahorro en función de la propia configuración del motor. Así, puede verse que existe una relación directa entre los esfuerzos termo-mecánicos que sufre el motor y su nivel de efecto de ahorro (figura 6). Adicionalmente puede verse que hay dos valores que han sido estadísticamente significativos y un caso que no ha podido obtenerse dicha significación estadística. MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 26 Fig. 6 – Correlación obtenida entre ahorro obtenido y pme como paráme- tro representativo de las exigencias mecánicas en el motor. Bernardo Tormos Martínez, Guillermo Miró Mezquita, Santiago Ballester Bauset , Luis Navarro Chirivella A continuación se presentan los resultados obtenidos referidos al propio consumo de aceite (figura 7). Los datos recabados nos confirman que finalmente no existe una diferencia sustancial desde este punto de vista al realizar el cambio de formulación y fundamentalmente referida a la disminución de viscosidad, aunque también es destacable que en este análisis se ha observado una gran dispersión de datos, aspecto que también se ha encontrado en otros estudios al respecto [7]. Fig. 8 – Comparativa de la evolución de la medida de viscosidad cinemática a 100ºC delos aceites. Izquierda: motor Diesel 1 con aceite de referencia, derecha: mismo motor aceite de baja viscosidad (ABV). Fig. 7 – Comparativa entre los datos históricos de consumo de aceite en cada tipo de vehículo y resultados obtenidos en la prueba para los aceites de referencia y candidato. Respecto al comportamiento general del aceite no se ha observado ningún parámetro indicativo de que el aceite no pueda alcanzar el periodo de servicio esperado en condiciones satisfactorias. Los parámetros de evaluación típicos como viscosidad, consumo de aditivación anti-desgaste, TBN o aumento de la concentración de metales de desgaste han presentado valores normales para dicho periodo de uso, confirmando por tanto que no es necesario ninguna modificación del periodo de uso, de modo que se confirma que a priori no es necesario incurrir en gastos adicionales desde el punto de vista de mantenimiento. A continuación pueden verse los resultados de algunos de los parámetros más significativos obtenidos en motores Diesel. Fig. 9 – Comparativa de la evolución del agotamiento o consumo de los aditivos anti-desgaste de los aceites. Izquierda: motor Diesel 1 con aceite de referencia, derecha: mismo motor aceite de baja viscosidad (ABV). Fig. 10 – Comparativa de la evolución del contenido de partículas de hierro de desgaste en ppm. Izquierda: motor Diesel 1 con aceite de referencia, derecha: mismo motor aceite de baja viscosidad (ABV). Los resultados seleccionados muestran que las propiedades fisicoquímicas de los aceites de baja viscosidad presentan un comportamiento similar o incluso mejor que los aceites de referencia utilizados. La viscosidad presenta una disminución del mismo orden de magnitud, mientras que el consumo de aditivos MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 27

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Mantenimiento de infraestructuras aeroportuarias para garantizar la seguridad de las operaciones aeronáuticas anti-desgaste presenta un descenso similar. Respecto al desgaste, no se observaron variaciones importantes debido al uso de aceites de baja viscosidad, como se puede observar en el caso del hierro, con comportamientos equivalentes durante todo el período de uso. Para motores GNC se resaltan los siguientes resultados: Fig. 13 – Comparativa de la evolución del contenido de partículas de plomo de desgaste en ppm. Izquierda: motor GNC con aceite de referencia, derecha: mismo motor aceite de baja viscosidad (ABV). Fig. 11 – Comparativa de la evolución de la medida de viscosidad cinemática a 100ºC de los aceites. Izquierda: motor GNC con aceite de referencia, derecha: mismo motor aceite de baja viscosidad (ABV). Fig. 12 – Comparativa de la evolución del agotamiento o consumo de los aditivos anti-desgaste de los aceites. Izquierda: motor GNC con aceite de referencia, derecha: mismo motor aceite de baja viscosidad (ABV). Fig. 14 – Comparativa de la evolución del TAN (mg KOH/g) en los aceites. Izquierda: motor GNC con aceite de referencia, derecha: mismo motor aceite de baja viscosidad (ABV). En el caso del motor de GNC se ha comprobado que el comportamiento de los aceites de baja viscosidad puede incluso mejorar el de los aceites referencia. En el caso de la viscosidad cinemática y el TAN, se observan tendencias más satisfactorias en aceites de baja viscosidad. Además, se observó un caso de desgaste acusado de plomo en el aceite referencia, posiblemente debido al aumento de TAN, que no se produce en el caso del aceite de baja viscosidad. Con todos los buenos resultados obtenidoscon las nuevas formulaciones podría pensarse en confirmar de modo real si se podría incluso alargar algo el periodo de cambio utilizado, aunque esto ha quedado ya fuera de este estudio. Una vez obtenidos todos los resultados, se realizó también un estudio económico y medioambiental básico de la aplicación de esta alternativa de uso de aceites de baja viscosidad, como ejemplo de cuantificación de los beneficios asociados, y la posible mejora medioambiental asociada a esta reducción de consumo. MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 28 Bernardo Tormos Martínez, Guillermo Miró Mezquita, Santiago Ballester Bauset , Luis Navarro Chirivella Gas I Diesel I Datos técnicos de la flota Datos del aceite Datos del aceite Datos del aceite Datos del aceite referencia ABV referencia ABV Volumen cárter [l] 33 30 Volumen rellenado [l/1000km] 0,675 0,89 0,35 0,32 Precio promedio combustible 0,819 (€/m3) 1,1 (€/l) Consumo (m3/100km ó l/100km) 80 77,04 75 73,5 Coste promedio superior ABV vs Ref. [€/l] 1 1 Kilometraje medio anual [km] 45000 45000 45000 45000 Período cambio aceite [km] 30000 30000 30000 30000 Porcentaje biodiésel [%] en combustible. - 10 Ahorro esperado [%] 3,7 1,98 Gasto combustible total [€/ año] 29484 28393,09 37125 36389,93 ∆Gasto aceite [€/año] +79,88 +60,75 Variación coste combustible [€/año] -1090,91 -735,08 Ahorro total anual [€] 1011,03 674,32 Disminución emisiones CO2 anual [kg]* 2815,58 1569,72 *Calculados a partir de datos extraídos de Informe Inventarios GEI 1990-2008 del Ministerio de Industria y Energía Tabla 2. Resultados del estudio económico de la prueba de ABV. Claramente se observa que los resultados obtenidos reafirman la viabilidad económica y medioambiental de esta alternativa. Referencias: [1] Climate Change 2014 – Synthesis Report. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Accesible via web: “http://www.ipcc.ch” [2] Climate Change 2014 Mitigation of Climate Change. Working Group III Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. 2014. Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-05821-7. [3] A. Sampedro Rodríguez, E. Miralles Olivar, E. de la Peña González, E. del Real Suárez, N. Aizpurua Giraldez “Reducción de las emisiones contaminantes del transporte por carretera a través de un diseño y explotación eficiente”. Estudios de construcción y transportes, ISSN 1576-7108, Nº. 111, 2009, págs. 75-90. [4] V Macián, et alt.“Mantenimiento de motores Diesel”. Alfaomega, 2007. ISBN: 978-9701508831. [5] V Macián; B Tormos; P Olmeda; L Montoro; E Anubla. “Results and benefits of an oil analysis programme for railway locomotive diesel engines”. Insight - Non-Destructive Testing and Condition Monitoring, Volume 45, Number 6, 1 June 2003, pp. 402-406(5). [6] Schubert, K., Drewitz, H. and von Korff, P. (1988). ‘Optimization of the drive chain of city buses’. Int. J.of Vehicle Design. Vol. 9. no.1. pp. 67-84. [7] H.Jääskeläinen, K. Froelund. “Lubricating oil consumption”. Dieselnet Technology Guide. www. dieselnet.com MAYO 2016 - MANTENIMIENTO 29

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