Cuatro contaminantes letales para el motor diesel
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- María Victoria de la Fuente Río
- hace 8 años
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1 Cuatro contaminantes letales para el motor diesel Edición 7 11/12 Contenido del Boletín Contaminantes: Glicol Dilución por combustible Hollín Agua Período de desarrollo de la falla
2 1 s importante monitorear y analizar algunos contaminantes porque son las causas raíz de la degradación prematura del aceite y de la falla del motor. Otros contaminantes son síntomas de una falla de condición activa que requiere una respuesta diferente a un simple cambio de aceite. Por ejemplo, un sello dañado que permite la dilución por combustible o contaminación con glicol, no puede ser remediada al hacer un cambio de aceite o cambiando a un lubricante de mejor calidad. Tales contaminantes basados en síntomas es también la causa raíz que permiten que ocurran nuevas fallas. El valor del análisis de aceite detectando tempranamente estos problemas es evidente. Cualquiera de los contaminantes descritos abajo es capaz de causar una falla prematura o una falla repentina en el motor. Cabe resaltar que los problemas son más marcados cuando existen combinaciones de contaminantes, tales como alta concentración de hollín con glicol, o alta concentración de hollín con dilución por combustible. Hay numerosas formas en que se puede presentar la falla y consecuente secuencia del evento. Miles de motores diesel fallan prematuramente cada año por la presencia de glicol, combustible, hollín y agua en el aceite del motor.
3 2 Glicol 1 El glicol entra en el aceite del motor diesel a consecuencia de sellos defectuosos, daño en las juntas, grietas en el cilindro, daño por corrosión y cavitación. Un estudio encontró glicol en 8.6% de 100,000 muestras de motores diesel. Otro estudio de 11,000 camiones de trayectos largos encontró niveles severos de glicol en 1.5% de las muestras y cantidades menores de glicol en 16% de las muestras. Estos son algunos de los riesgos asociados con la contaminación con glicol: Se requiere sólo un 0.4% de refrigerante con glicol en el aceite de un motor diesel para coagular el hollín y generar lodos, depósitos, restricción del flujo de aceite y obstrucción del filtro. De acuerdo con un estudio, la contaminación con glicol resulta en tasas de desgaste 10 veces mayores que la contaminación con agua. El glicol reacciona con aditivos del aceite causando precipitación. Por ejemplo, un importante aditivo anti desgaste en el aceite de motor, dialquil-ditiofosfato de zinc (ZDDP), formará productos de reacción y obstruirá los filtros cuando el aceite se contamine con glicol. Esto conduce también al agotamiento de los aditivos anti desgaste y antioxidante. El glicol ha provocado aferramiento en frío en motores. El etilén glicol se oxida y forma ácidos corrosivos, incluyendo los siguientes: ácido glicólico, ácido oxálico, acido fórmico y acido carbónico. Estos ácidos causan una caída rápida en la alcalinidad del aceite (numero básico), dando por resultado un ambiente corrosivo desprotegido y la oxidación del aceite base. Bolas de aceite (contaminantes esféricos abrasivos) se forman por la reacción de aditivos detergentes con sulfonato de calcio (encontrado en casi todos los aceites de motor) y glicol. Estas bolas son una causa conocida de daño a los cojinetes del motor y otras superficies friccionantes en el motor. La contaminación con glicol incrementa sustancialmente la viscosidad del aceite, lo que perjudica la lubricación y el enfriamiento del aceite.
4 3 Dilución por combustible 2 Frecuentes arranques de un motor, excesiva marcha en vacío y condiciones de arranque en frío pueden provocar moderada dilución por combustible. La dilución severa (arriba del 2%) está asociada con fugas, problemas en el inyector de combustible y combustión ineficiente. Estos son síntomas de condiciones serias que no pueden corregirse con un cambio de aceite. De acuerdo con una referencia, el 0.36% del total de combustible consumido termina en el motor. Problemas asociados con la dilución por combustible incluyen: La dilución por combustible en condiciones de operación en frío puede causar encerado. Durante el arranque, esto puede provocar baja presión y escasez de aceite. El combustible diesel introduce las moléculas aromáticas no saturadas, las cuales son pro-oxidantes, en el aceite de motor. Esto puede dar lugar a una pérdida prematura del número básico (pérdida de protección contra corrosión) y al espesamiento oxidativo del aceite de motor, causando depósitos y ligera escasez de aceite. La dilución por combustible puede reducir la viscosidad de un aceite, por ejemplo, pasar de un 15W40 a un 5W20. Esto colapsa el espesor crítico de la película del aceite, dando por resultado el desgaste prematuro de la zona de combustión (pistones, anillos y camisas) y desgaste de cojinetes del motor. La dilución por combustible por inyectores defectuosos causa comúnmente lavado del aceite en la camisa del cilindro, lo que acelera el desgaste del anillo, pistón y cilindro. Esto también provoca altas condiciones de fuga de gases de combustión (blow-by) e incremento en el consumo de aceite (blow-by inverso). La dilución severa por combustible diluye la concentración de aditivos del aceite, y por lo tanto, su efectividad. La dilución por combustible por bio-diesel puede dar lugar a problemas mayores a los normales comparados con el diesel refinado del crudo. Estos problemas incluyen estabilidad de oxidación, obstrucción de filtros, formación de depósitos y volatilidad, dando por resultado acumulaciones en el motor.
5 4 Hollín 3 El hollín es un subproducto de combustión y existe en todos los aceites de motor diesel en operación. Este llega al motor por varios medios de escape de gases durante la operación del motor. Aunque la presencia de hollín es normal y esperada por algunos miles de horas de operación de un aceite de motor, la concentración y el estado del hollín pueden ser anormales, señalando un problema con el motor y/o la necesidad de un cambio de aceite. Lo siguiente son algunos problemas relacionados con la contaminación con hollín: La eficiencia de la combustión está relacionada directamente con la tasa de generación de hollín. Mala regulación de encendido, filtro de aire obstruido y excesiva holgura de los anillos causan alta concentración de hollín. Los problemas de combustión no se resuelven con un cambio de aceite. Los nuevos motores diesel diseñados para bajas emisiones tienen mayores presiones de inyección. Esto se debe a un incremento en la sensibilidad al desgaste abrasivo (por ejemplo, concentración de hollín) entre el actuador, el eje y el cojinete del eje y pueden conducir al aferramiento del actuador. Las unidades nuevas con recirculación de gases de combustión (EGR) en los motores diesel amplifican la cantidad y abrasividad del hollín producido. La viscosidad incrementa con el hollín. Sin embargo, una alta dispersancia asociada con algunos aceites de motor modernos puede incrementar aún más la viscosidad con el hollín. La alta viscosidad se relaciona con problemas de arranque en frío y con el riesgo de escasez de aceite. El hollín y lodo se deposita en el motor o separa del aceite en las siguientes áreas, presentando todas ellas riesgos a la confiabilidad del motor: cajas de actuadores, cubiertas de válvulas, cárter y monoblock. Los depósitos en las superficies del motor interfieren con la eficiencia de la combustión y la economía del aceite/combustible. El hollín pule la película protectora anti desgaste en zonas límite tales como las levas y el árbol de levas. La elevación del carbón por la acumulación de hollín y lodo detrás de los anillos del pistón en las ranuras, puede causar desgaste rápido de los anillos y las paredes del cilindro. Esto puede provocar la ruptura o daño severo de los anillos durante condiciones de arranque en frío.
6 5 Agua 4 El agua es uno de los contaminantes más destructivos para la mayoría de los lubricantes. Ataca a los aditivos, induce la oxidación del aceite base e interfiere con la producción de la película de aceite. Se consideran normales bajos niveles de contaminación con agua en aceites de motor. Altos niveles de ingreso de agua ameritan atención y raras veces se corrigen haciendo un cambio de aceite. A continuación algunas notas adicionales sobre la contaminación con agua. Largos periodos de marcha en vacío en tiempo invernal, provoca condensación de agua en el motor, lo que lleva a la pérdida del número básico y a ataque corrosivo en las superficies, oxidación del aceite, etc. El agua emulsificada puede barrer los aditivos muertos, hollín, productos de oxidación y lodos. Cuando se mueven por el flujo de aceite, estas acumulaciones de lodos pueden bloquear filtros y restringir el flujo de aceite hacia los cojinetes, pistones y bloque de válvulas. El agua incrementa enormemente el potencial corrosivo de los ácidos comunes encontrados en el aceite de motor. El período de desarrollo de la falla El periodo de desarrollo de la falla puede variar considerablemente para estos contaminantes. La mayoría de las fallas de muerte súbita por niveles moderados de contaminación usualmente tendrán uno o más factores agravantes (el efecto combinado). Por el contrario, concentraciones masivas de uno o más de estos contaminantes pueden resultar en fallas de muerte súbita sin ayuda de una circunstancia agravante. Hay docenas de factores agravantes que también pueden acortar drásticamente el tiempo de desarrollo de la falla. Lo más común es que un problema moderado pase desapercibido y se desarrolle con el tiempo. Esto puede acortar la vida del motor digamos, de 1,200,000 kilómetros a 482,000 kilómetros. El efecto acumulado de la contaminación del aceite en la confiabilidad del motor, economía de combustible, emisión de gases y costo de mantenimiento de la flota grande es muy alto. No hay aditivos en el aceite de motor que controlen el daño causado por estos contaminantes. Por lo tanto, el mantenimiento proactivo y el análisis de aceite son estrategias críticas para contrarrestar estos riesgos. Por Favor refiérase a este artículo como: Jim Fitch, "Cuatro contaminantes letales para el motor diesel". Revista Machinery Lubrication en Español. Agosto - Septiembre 2007
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