La importancia de la filtraci��n en la hidr��ulica
by CAMILO H RUEDA
INTRODUCCION En la medida que pasa el tiempo la importancia de la filtraci��n crece. Esto debido a que los fabricantes de equipos hidr��ulicos disminuyen las tolerancias internas y aumentan las cargas de los diferentes elementos (bombas, v��lvulas, etc.) haciendo que las part��culas ��peque?as�� que antes no eran problema, ahora si lo sean. Hoy en d��a con la necesidad que hay de producir m��s y m��s r��pido, las m��quinas son muy exigidas y los tiempos de paradas para mantenimiento son casi nulos, por lo tanto hay que tratar que la m��quina no se da?e, lo cual solo se consigue si el fluido se mantiene libre de contaminantes. Vamos a hacer un repaso de los fundamentos de filtraci��n, con una explicaci��n de las numerosas facetas del tema. Los t��rminos utilizados corresponden a la filtraci��n en general, pero se abocan mayormente a los filtros de aceite hidr��ulico y lubricante.
FUNCION Y TIPOS DE FLUIDOS Los fluidos en los sistemas de transmisi��n de potencia (fluid power) son el medio por el cual esto sucede. Pero, aparte de esta que se podr��a decir es la funci��n principal, tiene otras secundarias: Lubricante. Evita que las piezas que componen los diferentes elementos hidr��ulicos se desgasten. Refrigerante. Ayuda a que el calor generado internamente en los componentes sea r��pidamente evacuado. Sellante. Al colocarse entre piezas que se mueven entre si, ayuda a sellar y evitar que haya fuga de aceite excesiva interna.
El fluido mas utilizado en el mundo hoy en d��a es el que tiene su origen en el petr��leo. Tiene excelentes propiedades lubricantes, es relativamente barato y es muy f��cil de conseguir. En aplicaciones muy especificas, como por ejemplo altos hornos en siderurgias, y aviaci��n se utilizan otros compuestos para que el fluido no se incendie, son mucho menos comunes y adem��s de ser mas caros, en muchos casos requiere que los sellos y algunos componentes sean especiales por compatibilidad.
CONTAMINANTES Los contaminantes son elementos extra?os al fluido. En teor��a, el fluido hidr��ulico tiene que ser puro, libre de contaminantes. Por experiencia sabemos que es imposible mantener un fluido libre de impurezas, pero la meta es mantenerlo con el m��nimo nivel posible.
Los contaminantes son: Aire, Agua y Part��culas s��lidas. El aire se encuentra en proporciones m��nimas en el aceite normalmente, pero cuando se encuentra en cantidades elevadas debido a problemas en la succi��n de la bomba o por aireaci��n en el tanque, el aire va a generar problemas como desgaste prematuro de componente por baja en la lubricaci��n, oxidaci��n, crecimiento de bacterias, deterioro del aceite, movimiento esponjoso de la maquina y ruido. El agua como contaminante disminuye la lubricaci��n tambi��n, genera m��s oxidaci��n, crecimiento de bacterias. Se detecta por el color banco en el aceite, como leche. Las part��culas s��lidas son los contaminantes mas peligrosos y m��s dif��ciles de erradica o controlar. Arena, polvo, acero, bronce, aluminio, estos ��ltimos, que vienen de afuera o se generaron de las piezas mismas, que de acuerdo a su tama?o pueden generar: Desgaste acelerado, obstrucci��n de orificios de control en v��lvulas y bombas, atascamiento de piezas, como pistones y paletas en bombas y motores, spooles en v��lvulas, etc. Seg��n el tama?o, los problemas que acarrean son diferentes. Part��culas menores de 10 micrones (1 micr��n= 1 millon��sima parte de un metro, o 1 mil��simo de mil��metro) van a generar desgaste lento, pero dependiendo de la concentraci��n. Y part��culas mayores, generaran desgaste acelerado y fallas catastr��ficas (rompimiento de partes como ejes, conjuntos rotativos etc.). La mayor fuente de este tipo de contaminantes es el medio ambiente, el aire que rodea una maquina. Por esta raz��n es que los fabricantes de equipos hidr��ulicos construyen los tanques herm��ticos, para evitar que la contaminaci��n entre al sistema. Mientras mas cargado sea el medio ambiente (maquinas de movimiento de tierras, retroexcavadoras, tractores, etc.) mayor ser�� la posibilidad de contaminaci��n. Para dar una idea de c��mo act��a esto, miremos esta estad��stica de cuantas part��culas entran a un sistema hidr��ulico del ambiente: EQUIPO MOVIL 108 - 1010POR MINUTO *
PLANTAS DE MANUFACTURA Y MOLINOS106 - 108 POR MINUTO *
ENSAMBLADORAS Y PLANTAS LIMPIAS 106 - 108 POR MINUTO * SOLUCIONES Hay que remover los contaminantes que ya est��n en el aceite y a su vez evitar que ingresen nuevos. Remover el aire se hace corrigiendo el origen de la contaminaci��n, succi��n floja, bajo nivel de aceite en el tanque, retornos al tanque que est��n por encima del nivel, o sellos en los ejes de las bombas deteriorados. Para la contaminaci��n con agua, hay que examinar el origen y corregir, y aunque existen filtros para quitar el agua del aceite, si es demasiada, probablemente sea m��s econ��mico cambiar el aceite.
Para las part��culas s��lidas existen diversas soluciones seg��n el caso. Empecemos diciendo que si a un sistema entran tantas tantos millones de part��culas por minuto, el trabajo que se debe realizar es monumental, miles de millones de part��culas que un filtro debe remover. Como son tan diversas las aplicaciones, los ambientes en que las maquinas van a trabajar, las horas de trabajo de la maquina, o frecuencia mensual, las soluciones son tambi��n diversas. El principal punto de ingreso de part��culas a un sistema es el tanque, por consiguiente debemos instalar un filtro en el respiradero del tanque y asegurar que el tanque esta herm��tico, que no va a tener otro punto de ingreso. Si el ambiente es poco contaminado, un filtro est��ndar funciona muy bien, pero en ambientes cargados se recomienda filtros mejores. El aceite que ingresa al tanque proveniente del sistema se debe filtrar muy bien utilizando los filtros de retorno. El aceite que va del tanque hacia las bombas hay que filtrarlo pero dado las restricciones en las succiones, se debe utilizar mallas met��licas, por lo menos para garantizar que las bombas no van a recibir part��culas grandes. Si el sistema contiene v��lvulas sensibles al mugre (servo v��lvulas, v��lvulas proporcionales, etc.) se debe colocar filtros de presi��n en la descarga de la bomba. Para aplicaciones en las cuales se debe garantizar un nivel de contaminaci��n muy bajo se puede utilizar un sistema alterno de filtraci��n, muchas veces con enfriador de aceite, consistente de un motor-bomba, un filtro de gran capacidad, monitores de contaminaci��n (man��metros) y se conecta para trabajar en dos extremos del tanque opuestos. Los medios filtrantes que se utilizan hoy en d��a, son b��sicamente de materiales similares al papel, pero en m��ltiples capas plegadas dentro de un cartucho cil��ndrico para tener una gran capacidad de retenci��n en un elemento relativamente peque?o en tama?o. Por tener dichos elementos un tama?o de poro no uniforme, va a ser capaz de retener part��culas de muchos diferentes tama?os, por tanto para poder seleccionarlos hay que mirar muy detenidamente las especificaciones del fabricante. Los mas baratos son los hechos de papel, pero no tienen buenas caracter��sticas, son aceptables para la mayor��a de las aplicaciones, pero si se tienen en el sistema bombas y motores de pistones, o servo v��lvulas, se deben utilizar de fibra de vidrio.
