LA ENERGÍA DE LAS "BUENAS VIBRAS"

El título del presente artículo puede sonar un poco fuera de tono respecto al contenido del resto del blog, pero me pareció el más adecuado (en sentido de amenidad) para presentar el tema de este mes: ENERGÍA PROVENIENTE DE LAS VIBRACIONES MECÁNICAS Y SU APROVECHAMIENTO.

Me refiero en particular al  fenómeno conocido como "piezoelectricidad", que consiste en la propiedad de algunos materiales (como es el caso de los cristales de cuarzo) de "producir electricidad" al deformarse. Wikipedia nos suministra aquí una interesante esquematización:

Este fenómeno, como el de inducción electromagnética, es reversible, osea que es posible obtener la deformación del material a partir de un campo eléctrico o bien obtener electricidad a partir de la deformación del mismo, y tampoco es muy algo novedoso que digamos pues se viene estudiando desde fines del siglo XIX, pero en tiempos más recientes ha visto aplicaciones en los llamados TRANSDUCTORES PIEZOLEÉCTRICOS que se utilizan para medir fuerzas y aceleraciones.

Otra aplicación interesante, pero mucho más reciente, es la de reducir las vibraciones en los materiales, como es el caso de las cerámicas piezoeléctricas.

Pero lo que nos interesa es la aplicación del fenómeno inverso, es decir la producción de electricidad a partir, por ejemplo, del tránsito de personas, de vehículos, de las vibraciones de maquinaria y estructuras en general. ¿No sería deseable convertir algo que resulta perjudicial en algo realmente útil?.

Desde mediados de la década pasada ya se vienen dando ensayos exitosos en países como Japón, Alemania, Reino Unido, etc. donde se están empleando estos llamados "materiales piezoeléctricos" en lugares de alto desplazamiento humano (desde estaciones de trenes hasta pistas de baile) para producir electricidad, aunque aún en pequeña escala y deficiente calidad.

También existen ya generadores generadores eléctricos que tendrán la doble tarea de absorver vibraciones (contribuyendo al ahorro en mantenimiento de líneas) y a la vez de producir la energía que necesite un sistema de señalización luminosa, por citar un ejemplo.

Generación de electricidad a partir de la vibración de rieles de ferrocarril

 

 

Y todo esto es apenas el principio. En términos energéticos podremos también darle la razón a lo que dice la Biblia : "La piedra que desecharon los arquitectos es hoy la piedra angular".

 







Hasta la próxima. Muchas gracias por su atención.



LUBRICACIÓN INDUSTRIAL (CONCLUSIÓN)

VENTAJAS DE LOS SISTEMAS DE LUBRICACIÓN AUTOMÁTICA:
Como ya se indicó anteriormente, la lubricación es uno de los elementos más importantes del mantenimiento preventivo de las máquinas, independientemente del tipo de industria, medio o equipo de transporte, etc.; una correcta lubricación permitirá entonces minorar de forma considerable los coste de mantenimiento y la plena utilización de sus activos de producción. Si esta se realiza a la manera "tradicional" y aún "intuitiva", pues son altas las posibilidades de estar produciendo un efecto contraproducente.  Analizaremos en este artículo la conveniencia de los llamados equipos o sistemas de "lubricación automática".

 

El engrase manual tradicional requiere mucha mano de obra, una planificación detallada y una elevada diligencia operativa, y en ocasiones conlleva riesgos en su ejecución por la dificultad de acceso de muchos de los puntos de engrase, lo que da como resultado que un promedio de aproximadamente 50% de los fallos de rodamientos se deben a desgaste prematuro causado por falta de lubricación o contaminación, Incluso una lubricación excesiva puede ser tan perjudicial como una lubricación insuficiente en equipamientos tales como motores eléctricos.

 

Sistema multipunto de lubricación



 

En este sentido, los sistemas de lubricación automática y centralizada representan una serie de ventajas y ahorros frente a los sistemas tradicionales de engrase (manual).

VENTAJAS.
•Engrase sistemático de TODOS los puntos (equipos multipunto).
• El engrase se produce DURANTE el movimiento de la máquina.
• Aseguramiento de la aportación de lubricante por la inyección de PEQUEÑAS cantidades en varios CICLOS.
• Cantidad EXACTA de lubricante en cada punto en relación al funcionamiento de la máquina por distribuidores modulares.
• Eliminación del FACTOR DE ERROR HUMANO. AHORROS.
•Eliminación de la mano de obra.
• Reducción del desgaste (aumento de la vida útil por el factor 4) .
• Reducción de fricción.
• Reducción del tiempo de parada de maquinarias (costes de oportunidad).
• Reducción de costos de mantenimiento y reparaciones.
• Reducción del consumo de lubricante (80 - 90%)
• Intervalos de mantenimiento más amplios.

A ello habría que sumarle el factor económico que implica AHORRO en el largo plazo, pues las reducciones arriba especificadas traen consigo el retorno de la inversión inicial y puede proseguir el ahorro durante toda o gran parte de la vida útil de las máquinas o equipos. Este es un importante aspecto a considerar cuando se discute la conveniencia o no de reemplazar un sistema de lubricación tradicional.

LUBRICACIÓN INDUSTRIAL (DÉCIMA PARTE)

EQUIPAMIENTO PARA LUBRICACIÓN:

 

Una vez conocidos los diferentes tipos de lubricantes existentes, es también importante conocer el equipamiento para la lubricación que cubre un universo de dispositivos que iremos conociendo en estos dos últimos artículos referentes al tema general tratado durante los últimos meses. A estos dispositivos podremos clasificarlos así:

 



LUBRICACIÓN INDUSTRIAL (NOVENA PARTE)

LUBRICACIÓN DE RODAMIENTOS

Otros importantes elementos de maquinaria, como son los rodamientos y sus cojinetes deben de operar de manera confiable, ellos tendrán que ser lubricados adecuadamente para evitar el contacto directo metal - metal entre los cuerpos que conforman el rodamiento (cuerpos, pistas y jaulas).

La elección de un lubricante adecuado y el método de lubricación para cada tipo de rodamiento son de suma importancia, como también un correcto mantenimiento.

Una amplia gama de grasas y aceites, se encuentra disponible para la lubricación de los rodamientos, también existen lubricantes sólidos para condiciones extremas de temperatura.  Aunque es posible establecer una proporción aproximada de cómo están estos distribuidos según aplicaciones: 

La elección de un lubricante depende principalmente de las condiciones de funcionamiento, es decir, el rango de temperaturas y velocidades, así como la influencia del medio ambiente circundante. Las temperaturas de funcionamiento más favorables se obtienen cuando se aplica la cantidad mínima de lubricante, para una lubricación fiable del cojinete.

 

Hay dos expresiones consideradas básicas que ayudan en la selección del lubricante:

Sin embargo, cuando el lubricante tiene funciones adicionales, como la disipación de calor se pueden requerir cantidades adicionales de lubricante. El poder lubricante en los rodamientos poco a poco pierde sus propiedades lubricantes como resultado de un trabajo mecánico, el envejecimiento y la acumulación de contaminación. Por lo tanto, es necesario que la grasa se recargue o se renueve, y que el aceite se cambie en intervalos regulares.

 

Cada fabricante recomienda para sus cojinetes de rodamiento una velocidad máxima para la lubricación con grasa dependiendo de su tipo de tamaño, así como de la velocidad de rotación. Estos límites deben ser respetados y en ningún caso debe utilizarse grasa para un cojinete de rodamiento operando por encima de estas velocidades.

 

Debe tenerse también presente el hecho de que usualmente estas velocidades están referidas a cojinetes instalados con el anillo (o aro) exterior fijo y con el aro interior girando. Si se tratara el caso inverso, es decir, anillo interior fijo y el anillo exterior girando, la velocidad máxima permisible para lubricación deberá reducirse en un 50%. Si los cojinetes están montados en forma vertical, será necesario una reducción de un 25% en la velocidad máxima permitida.

LUBRICACIÓN INDUSTRIAL (OCTAVA PARTE)

GRASAS PARA ENGRANAJES (¿Cuándo y cómo emplearlas?)

A diferencia de los aceites, para las grasas, su aplicación en engranajes no es muy amplia debido a que tienen muy poca capacidad refrigerante y porque las partículas contaminantes tienden a ser atrapadas y son difíciles de eliminar.

Se utilizan algunas veces en la lubricación de engranajes que operan a bajas velocidades y bajas cargas, son comúnmente utilizadas en engranajes abiertos y cajas de engranajes que tienden a dejar escapar aceite; también se utilizan en engranajes que operan intermitentemente, porque las grasas tienen la ventaja de mantener una película de lubricante en los dientes del engranaje, aunque estos no estén girando, lo que permite proporcionar lubricación inmediatamente son arrancados.

Las grasas semifluidas sintéticas son particularmente adecuadas para lubricar unidades de engranajes "de por vida". Las grasas para engranajes son blandas, para minimizar la fricción, hacerla algo más fluida y para limitar la tendencia de los engranajes a cortar un canal en la grasa y dejar el diente del engranaje seco.

Caso específico de engranajes de corona y sinfín:

En algunas ocasiones, donde hay un cierto desgaste del conjunto y donde además hay pérdidas de lubricante, se puede colocar una grasa 00 con muy buena eficiencia. Se debe recordar que la lubricación de la grasa está dada por el aceite base con que está formulada. La recomendación que hay dar, es verificar previamente la temperatura de trabajo del sinfín-corona ya que la grasa no disipa el calor tanto como el aceite.

LUBRICACIÓN INDUSTRIAL (SEPTIMA PARTE)

Lubricación de Engranajes en general:

Uno de los factores fundamentales para el óptimo desenvolvimiento y máxima vida útil de engranajes, sin lugar a dudas, es el concerniente a la lubricación de los mismos sean estos cerrados (o de cajas reductoras) o abiertos (como los utilizados en grandes molinos). Además de la corrosión y el desgaste progresivo de los dientes, se habla hoy en día del llamado "micropitting" o "fatiga de las superficies  en los engranajes" que empieza a partir de grietas microscópicas y cuyo origen es precisamente el de la lubricación defectuosa. Veamos la siguiente imagen referencial.

Cabe preguntarse aquí entonces: ¿No es suficiente con ceñirse estrictamente a las recomendaciones y especificaciones de las fichas técnicas de los reductores y los lubricantes?. La respuesta es obviamente que no, dado que los fabricantes no conocen a ciencia cierta las condiciones de trabajo (en especial las de mayor exigencia o las no previstas) en que operarán los productos o equipos diseñados.

Para este caso por ejemplo, no bastará únicamente el "trabajar con un buen aceite" y "reemplazarlo de acuerdo a lo que dice mi placa u hoja técnica", es necesario además:

• Hacer inspecciones fotográficas y de molde, periódicas (semestral o anualmente) para evaluar el desgaste de los dientes.
• Análisis del aceite mediante toma de muestras, ello para evaluar la condición del aceite y del reductor.
• Inspecciones termográficas, que si bien pueden ser más costosas, pueden ser más reveladoras e implicar un ahorro de mantenimiento correctivo o reemplazo que pudieron ser innecesarios con un diagnóstico temprano.
• Análisis de fallas por causa raíz, que implica no repetir los mismos errores en diferentes equipos.

¿Y respecto a la selección de aceites?

 

El fabricante del equipo en su catalogo de mantenimiento especifica las características del aceite que se debe utilizar, para que los mecanismos del equipo trabajen sin problema alguno hasta alcanzar su vida de diseño.

Es muy importante que el fabricante sea claro al especificar el aceite, de lo contrario, el usuario del equipo se debe poner en contacto con él para que le aclare las dudas que pueda tener. Las recomendaciones del aceite a utilizar el fabricante del equipo las puede dar de las siguientes maneras:

1- Especificar el nombre y la marca del aceite a utilizar y las equivalencias en otras marcas de lubricantes.

2- Dar el grado ISO del aceite y las demás propiedades físico-químicas del aceite, como índice de viscosidad, punto de inflamación, punto de fluidez, etc.

3- Dar la viscosidad del aceite en otro sistema de clasificación de la viscosidad como AGMA, ó SAE.

4- Dar la viscosidad del aceite en cualquier sistema de unidades de medida como SSU, SSF, °E, etc, y las demás propiedades físico-químicas del aceite.

 

En cualquiera de las formas anteriores, como el fabricante puede especificar el aceite a utilizar en un equipo, es muy importante que él especifique la temperatura de operación a la cual va a trabajar dicho aceite en el equipo y la temperatura ambiente para la cual se recomienda utilizarlo, de lo contrario, si el fabricante solo especifica el grado ISO del aceite, es factible que se presenten problemas de desgaste erosivo ó adhesivo a corto ó a largo plazo en los mecanismos lubricados. De no estar disponible esta información, el usuario se debe contactar con el fabricante del equipo y que se la envíe lo más pronto posible.

LUBRICACIÓN INDUSTRIAL (SEXTA PARTE)

¿Por qué es importante una grasa y qué la hace diferente del aceite en la lubricación?.

Anteriormente hemos indicado que conforme aumenta la velocidad en la aplicación particular, se requerirá que el lubricante sea menos viscoso, y lo contrario si es que la carga en la aplicación aumenta. Así tenemos, por ejemplo, el caso de los rodamientos, que soportan cargas tanto estáticas como dinámicas, pero a la vez tienen partes móviles que al girar y hacer contacto con las diferentes superficies del mismo, requerirán un lubricante para aliviar los efectos de la fricción, y al mismo tiempo "que éste no se escurra". Tenemos entonces que recurrir en este caso a las grasas.

 

Grasas son entonces lubricantes que deben permanecer en su lugar, manteniendo un aceite disponible para cuando una pieza (cojinete, rodamiento, eje, etc.) lo requiere. Para esto podemos considerar que es como aceite en una esponja. La esponja saturada por aceite está sentado en el cojinete o su mazo esperando que la pieza chupe el aceite que necesite. La grasa tiene que ser resistente a las fuerzas de gravedad, fuerzas centrífugas, presiones, etc.

 

La dureza de la grasa se llama CONSISTENCIA, y es medida por un péndulo que se coloca sobre la grasa para medir cuanto penetra. Esta penetración es medida y tomada como referencia por la National Lubricating Grease Institute (NLGI) de EEUU para identificar la consistencia de las grasas. Precisamente la denominación NLGI es la que nos indicará esta característica:

 

En un artículo anterior hemos indicado en forma esquematizada además que las grasas se componen de un aceite base, un espesante y aditivos que son de tres tipos: ANTIOXIDANTES, ANTI-CORROSIVOS y ANTIDESGASTE (conocidos como EP o de extrema presión). Ahora citaremos , teniendo presente todo lo indicado anteriormente, algunas consideraciones prácticas, que dicho sea de paso, derribarán algunos mitos respecto a las grasas que conocemos:

 

 • Las grasas “multi-propósito” normalmente son formuladas con aceite básico entre ISO 150 y ISO 220, ya que esta es la viscosidad más común para los diseños típicos de reductores y rodamientos.

 

• Las grasas “multi-propósito” pueden tener aditivos o no. Solamente la ficha técnica y el precio indicará la protección que provee.

 

• La “grasa para chasis” no tiene una especificación técnica ni requerimiento en términos generales. En algunas marcas tendrá aditivos EP, en otras no.

 

• La “grasa para rodamientos” tampoco tiene una especificación técnica. El vendedor debería preguntar “¿Qué rodamientos?” “¿Cuántas rpm?” “¿Qué temperatura?” “¿Donde se aplica y cómo?”.

 

• La “grasa azul” o “grasa roja” tampoco tiene especificación técnica. Es un colorante que cada marca pone a sus grasas para facilitar el uso en una planta, identificando sus grasas.