Descripción de un sistema de lubricación por niebla de aceite

Son sistemas de lubricación centralizados donde el lubricante (aceite) es atomizado por flujo de aire comprimido, y conducido hasta los diferentes equipos a lubricar a baja presión (500 – 1000 mm H2O).

La dispersión de las pequeñas partículas de aceite en la corriente de aire se denomina niebla de aceite, siendo la proporción 200000 volúmenes de aire por 1 de aceite.

La niebla se produce al entrar en contacto aire a altas velocidades con pequeñas dosis de aceite, empleando para ello un generador basado en el principio Venturi o Vortex.La capacidad de generación de los sistemas de niebla de aceite depende de los parámetros geométricos de la cabeza generadora (Vortex o Venturi), la presión de aire aplicada y temperatura del aire y aceite. La capacidad generación se puede modificar mediante regulación o sustitución de la cabeza, sin tener que reemplazar otros componentes del equipo generador de niebla.

La niebla generada, es denominada niebla “seca” (el tamaño de las partículas de aceite oscila entre 1 y 3 μm), su transporte se realiza a través de una red de tuberías. El flujo de niebla circula por la red de tuberías a baja presión, y a bajas velocidades (flujo laminar), evitando así la condensación de la niebla. La correcta deposición de las partículas de aceite en los elementos a lubricar requiere convertir la niebla “seca” en niebla “húmeda” (partículas de aceite > 3 μm). Este proceso se lleva a cabo a través de los “recondensadores” que aceleran la niebla a su paso (flujo turbulento) gracias a una brusca reducción en la sección.

La presión de transporte, o presión de distribución de la niebla de aceite, hace fluir el total suministro de niebla desde el generador a todos los puntos a lubricar. Queda determinada por la caída de presión de los recondensadores  y la red de tuberías. Los sistemas de niebla están proyectados para mantener la presión de envío entre 125 y 1000 mm H2O, dependiendo del tipo de recondensador, aceite de lubricación y características del elemento a lubricar.

Los recondensadores tienen diferentes configuraciones que influyen en el nivel de condensación de la niebla requerido por el elemento a lubricar.

En aplicaciones a altas velocidades (rodamientos) la niebla apenas ve alterada su estructura por el recondensador, ya que la rotación del rodamiento realiza la labor de condensación y deposición del aceite, sin embargo en aplicaciones a bajas velocidades, el nivel de condensación debe ser más elevado.

Existen dos configuraciones de niebla de aceite atendiendo a la técnica de lubricación:

1. Niebla Pura
2. Niebla Purga

La técnica de lubricación por niebla purga implica sumergir los elementos a lubricar a un nivel de aceite, por lo que la niebla, se encarga de mantener el nivel constante y purgar solamente el ambiente sobre el nivel.

En la configuración de niebla pura, la niebla lubrica y purga de los rodamientos. El nivel de aceite se drena completamente. A nivel de componentes, la única diferencia entre ambos sistemas es que los equipos lubricados mediante niebla purga requieren un sistema de mantenimiento de nivel que garantice el nivel de aceite en la carcasa del equipo rotativo a lubricar.

Los sistemas de niebla de aceite pueden clasificarse atendiendo al grado de autonomía como:

1. Sistemas abiertos
2. Sistemas cerrados

Los sistemas abiertos recogen y tratan el aceite procedente del equipo lubricado de forma manual.

Los sistemas cerrados recolectan el aceite una vez ha lubricado el equipo, lo transportan y opcionalmente lo purifican de forma automática.

Ventajas

Rango de aplicación

Es posible lubricar por niebla rodamientos, cojinetes planos, guías y bancadas, engranajes, levas, cadenas, pudiendo encontrarse dichos elementos mezclados en una misma instalación.

Refrigeración

El aporte continuo de niebla sobre la superficie del elemento a lubricar reduce su temperatura mediante convección forzada.

Los sistemas de lubricación por niebla pura no mantienen un nivel de aceite, por lo que no se produce calentamiento por fricción con el aceite.

Protección frente a agentes externos

En los sistemas de niebla de aceite se genera una ligera presión positiva en la carcasa del equipo, con ello se evita el ingreso de gases contaminantes, corrosivos, vapor de agua y  partículas presentes en la atmósfera, aumentando la vida útil del equipo.

Ahorro económico

El consumo de potencia de los equipos se ve reducido al no existir fricción continua con el aceite.

El suministro de forma precisa y constante de aceite en los sistemas de niebla se traduce en una reducción considerable del consumo de aceite.

Los sistemas cerrados evitan el almacenado y transporte de aceite en la planta.

Al tratarse de un sistema automático los costes de operación y mantenimiento son reducidos.

Los sistemas de niebla de aceite carecen de partes móviles por lo que las fallas asociadas al desgaste por movimiento relativo entre elementos desaparecen.

Los sistemas de niebla de aceite ofrecen la posibilidad de integrar una etapa de purificación de aceite, que permite alargar la vida útil del lubricante reduciendo su consumo.

Componentes del sistema de niebla de aceite

Los sistemas de niebla incluyen los siguientes componentes:

1. Skid de lubricación
   • Equipo o consola generadora de niebla (tipo Venturi, Vortex o Lubricairless).
   • Tanque de almacenamiento de aceite condensado.
   • Purificador de aceite condensado (Opcional: sistema cerrado).
2. Tubería y soportería del sistema de distribución y recirculación de niebla de aceite.
3. Accesorios propios del sistema de niebla de aceite
   • Manifold de distribución de niebla
   • Recondensadores
   • Vasos de condensado
   • Depósitos de recogida de condensados (manuales o automáticos).

El proceso de generación de niebla se realiza de forma programada y automática a través de un PLC integrado en el equipo generador de niebla. Los parámetros de proceso están controlados a través de la instrumentación que comunica con el PLC. El empleo de transmisores para el control de dichos parámetros permite conocer en tiempo real su valor, realizar operaciones de forma autónoma y automática, así como alarmar en caso de fallo.

El equipo o consola generadora de niebla realiza las siguientes funciones:

•  Generación de niebla.
• Almacenamiento, Alimentación y Filtración de aceite/aire.
• Calefacción de aire/aceite.
• Control y monitoreo de los parámetros de proceso.

Control y monitoreo de los parámetros de proceso

Parámetros de control:

1. Alta y baja densidad de la niebla generada.
2. Alta y baja presión de niebla generada.
3. Alto y bajo nivel de aceite en el depósito de generación de niebla (principal y auxiliar).
4. Alto y bajo nivel de aceite en el depósito de reposición.
5. Alta y baja temperatura en el depósito de generación de niebla (principal y auxiliar).
6. Alta y baja temperatura de aire de suministro.
7. Alta y baja presión de aire de suministro.

El equipo generador de niebla cuenta con la siguiente instrumentación local:

1. Manómetros de presión de aire de suministro.
2. Manómetro de presión de niebla.
3. Monitor de densidad de niebla.
4. Transmisor de presión de aire de suministro.
5. Transmisor de presión de niebla.
6. Transmisor de temperatura de aire de suministro.
7. Transmisor temperatura de aceite (principal, auxiliar y reposición).
8. Transmisor de nivel de aceite (depósitos principal, auxiliar y reposición).
9. Electroválvulas.

Elección del lubricante

La viscosidad requerida de un rodamiento depende sus dimensiones, velocidad y la temperatura de trabajo del rodamiento.

Tipo de aceite:

• Para aplicaciones que no requieren aceites EP (Extrema presión). Emplear aceites minerales (Ej: Aceite tipo turbinas).
•  Aplicaciones que requieren aceites EP. Es recomendable utilizar aceites adecuados para ser nebulizados.

Viscosidad del aceite:

1. En la mayoría de las aplicaciones con temperaturas normales, se emplean aceites de 500 a 700 SSU 100ºF (14,5 - 20ºE a 38ºC).
2. En ambientes muy fríos y con rodamientos de bolas a altas velocidades, aceites de 50 a 300 SSU a 100ºF (1,6 - 8,6 ºE a 38 ºC).
3. Para aplicaciones en trabajos pesados aceites de 700 a 1.000 SSU a 100 ºF (20 - 28,8 ºE a 38 ºC).
4. Para grandes mecanismos de trabajos pesados, aceites de 1.500 a 2.350 SSU a 100ºF (42,7 - 65 ºE a 38 ºC).
5. Para engranajes grandes dimensiones, bajas velocidades, semicerrados, aceites de 3.000 a 6.000 SSU a 100ºF (78 - 170ºE a 38 ºC).
    

En las instalaciones de niebla pueden utilizarse diversos tipos de aceites con aditivos comúnmente empleados, salvo las siguientes excepciones:

• Aceites con substancias sólidas en suspensión como grafito, etc. no deben emplearse sin la aprobación del fabricante.
• Fluidos antiniebla y especialmente a la silicona en concentraciones superiores a 5 partes por millón.
• Aditivos para motores antiguos y otros componentes similares.
• Los aceites con agentes EP deberán emplearse con mucha precaución con el fin de evitar reacciones químicas que puedan producirse en aplicaciones con calefactores Thermo-Aire o con generadores que tengan el elemento calefactor en el interior del depósito.
• Aceites compuestos con lácticos o jabones.
• Pueden incorporarse aditivos que contengan detergentes o substancias que aumentan el índice de viscosidad de los aceites que no contengan EP. También poseen la propiedad de eliminar los residuos que se forman en los soportes en aplicaciones con la alta temperatura. La relación aceite/aire se reduce en función de estos aditivos. Algunos de estos aditivos pueden producir excesivas reducciones en la erogación de aceite, así como un sensible aumento de condensación en las conducciones; por lo tanto, las aplicaciones de este tipo deben realizarse prestando mucha atención.