Los aceite para Turbinas y los Fluidos Hidráulicos de grado mas liviano generalmente se formulan con aditivos anti-espumante de Acrilato, mientras que los Aceites para Engranajes mas pesados, los aceite para maquinas de papel y otros lubricantes se pueden utilizar Silicona.
La formación de espuma en los Fluidos pueden ser causados por Factores Mecánicos como lo son:
- Sellos dañados en las Bombas
- Bomba de alta presión
- Diseño deficientes de los sistemas (Tanques, Entrada de Bombas, Diseño del Carter, y la Salida de Bombas
- Liberación de Presión
Como funciona el Aditivo Anti-Espumante?
A medida que el aire queda atrapado en el aceite, las burbujas tienden a ascender a la superficie. Mientras la burbuja está subiendo a través del aceite, va recogiendo cualquier cantidad de los antiespumantes que están mezclados en el lubricante. Los antiespumantes son un poco distintos a la mayoría de los aditivos, ya que están suspendidos en aceite en lugar de estar disueltos. Esto es importante, ya que podrían perder su capacidad de controlar la espuma si estuviesen disueltos.
Una vez que la pared de la burbuja de aire atrapa algunos de estos aditivos y finalmente llega a la superficie del aceite, el antiespumante funciona deteriorando la resistencia de la película de la pared de la burbuja. Piense en ello como generar un punto débil en una cadena. La tensión interfacial del aceite es relativamente alta, muestras que la tensión interfacial entre el aceite y la gota de antiespumante es mucho menor. En este punto, el aditivo se expande y rompe la burbuja, permitiendo que el aire salga hacia la atmósfera a medida que esta explota, reduciendo al mínimo la espuma estable en la superficie del aceite.
Cuando se permite que se forme una espuma estable, existe un riesgo considerable de que no se logre una lubricación eficaz. En muchos casos, la espuma es simplemente una preocupación cosmética. En otros casos, es bastante grave y puede provocar una falla prematura del aceite y de la máquina.
La espuma se considera un problema y debe tratarse si ocurre algo de lo siguiente:
- El nivel de aceite en el sumidero o depósito se vuelve imposible de controlar
- El aceite se derrama en el piso creando un peligro para la seguridad
- La espuma provoca bolsas de aire y la incapacidad de suministrar aceite de manera efectiva a los componentes lubricados.
- La espuma inhibe la transferencia de calor y fomenta la oxidación y la falla térmica del aceite.
- El equipo se lubrica con espuma en lugar de aceite
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| Figura – Cómo influyen la temperatura y la viscosidad en la tendencia de espuma en aceites minerales |
A menudo, estas tres condiciones no se cumplen, ya sea inicialmente con el aceite nuevo o más tarde a medida que el aceite envejece. Aunque existe una prueba común que se usa para evaluar la tendencia a la formación de espuma de un aceite (ASTM D 892), a menudo lleva demasiado tiempo y es costosa para el análisis de aceite usado de rutina.
Por lo tanto, se deben emplear otros métodos para estimar el riesgo de tendencia a la formación de espuma. Esto se puede hacer simplemente evaluando la probabilidad de no cumplir con las tres propiedades enumeradas anteriormente. Vale la pena señalar que, en muchas aplicaciones, es posible que un antiespumante agotado o ineficaz, por sí mismo, no provoque problemas relacionados con la liberación de espuma o aire.
Tensión superficial
Los lubricantes recién formulados generalmente tendrán una alta tensión superficial original (30-35 dinas/cm). Los glóbulos microscópicos de antiespumante tendrán típicamente una tensión superficial en el rango de 20-24 dinas/cm. Este diferencial es esencial para asegurar que se forme un punto débil en las burbujas de espuma que les permita romperse.
A medida que el aceite envejece, su tensión superficial disminuye constantemente. Una variedad de cosas contribuyen a esto, incluida la contaminación por humedad, las impurezas sólidas, la oxidación, la contaminación por grasa/STP, la contaminación por jabones y detergentes para pisos y otras suspensiones polares comunes.
Esto hace que la tensión superficial general caiga dentro del rango del antiespumante que reduce o elimina su eficacia. Si bien la tensión superficial no es comúnmente evaluada por los laboratorios de análisis de aceite, las muchas impurezas mencionadas anteriormente pueden serlo.
Antiespumante sin disolver
A menudo, los aceites nuevos tendrán niveles de silicona en el rango de 10 a 25 ppm provenientes de la presencia del antiespumante. Aunque la concentración es pequeña, la silicona está sobresaturada en el aceite en glóbulos microscópicos.
Si el nivel de silicio desciende demasiado, digamos por debajo de 5 ppm, existe el riesgo de que esté en estado disuelto en lugar del estado no disuelto (sobresaturado) requerido. Una causa conocida del agotamiento de la silicona es su eliminación por filtración.
Un estudio de Chevron ha demostrado que cuanto más fino es el filtro, mayor es esta tendencia. Y las gotas de antiespumante también pueden fusionarse con el tiempo, lo que da como resultado un asentamiento más rápido en las zonas de fluido inactivo. La forma más fácil de monitorear la silicona es mediante un análisis elemental común. Compare el nivel de silicio del aceite nuevo con el del aceite usado. Si cae por debajo de 5 ppm, considere la tendencia a la formación de espuma como un riesgo.
Tamaño de gota
Esto es difícil de evaluar en el aceite usado. Una posible prueba es colocar una cantidad de muestra del aceite en un vaso de precipitados de vidrio. Luego, vierta muy lentamente el aceite sobre el borde del vaso de precipitados. Si aparecen glóbulos grumosos de la silicona que fluyen sobre el borde (llamados ojos de pez), esta es una buena indicación de que la silicona se ha fusionado o inicialmente se suspendió incorrectamente en el aceite. Este es un problema común cuando el antiespumante se adapta a un aceite usado (lo que se denomina edulcorante).
Otra forma de evaluar crudamente la tendencia a la formación de espuma del aceite usado es colocar una cantidad de muestra del aceite en una licuadora. Si se forma una espuma estable después de la agitación, es seguro concluir una pérdida de rendimiento antiespumante debido a cualquiera de las razones anteriores. Por lo general, es una buena idea practicar con aceite nuevo para proporcionar una comparación.
También vale la pena señalar que la viscosidad tiene un impacto en la formación de espuma. La mayor tendencia a la formación de espuma parece alcanzar su punto máximo alrededor de 280 cSt. Por lo tanto, es posible que sea necesario evaluar la influencia de la temperatura con aceites para engranajes que tengan viscosidades en este rango en condiciones de funcionamiento.
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