Boletín Informativo Seguridad Operacional Aerohelices S.A.S. # 006 Febrero 2015 IMPORTANCIA DE LA LUBRICACIÓN EN HÉLICES Ilustración 1. Hélice Harzel turbopropulsada de alto desempeño. [1] OBJETIVO Ilustrar a los diferentes usuarios e interesados en el mantenimiento aeronáutico respecto a los conceptos, prácticas y recomendaciones a la hora de realizar inspecciones en línea y lubricación a sus hélices, señalando las principales recomendaciones de seguridad que garanticen un adecuado rendimiento además de durabilidad en los componentes. INTRODUCCIÓN El siguiente articulo está dirigido a todo el personal aeronáutico, nuestros clientes y usuarios de nuestros servicios, En este, se recuerdan conceptos teóricos del fenómeno de fricción, su influencia y manejo al incluir lubricantes aeronáuticos de nuestro particular interés, haciendo especial énfasis en los efectos de su manejo en la seguridad operacional, pues pretende preservar las condiciones técnicas, económicas y funcionales como garantía de aseguramiento y preservación de activos y vidas. Boletín Informativo / Seguridad Operacional / Aerohelices S.A.S. Febrero 2015 #006 Pg. 1/5
MARCO CONCEPTUAL La Fricción Todo cuerpo, ejerce resistencia al movimiento, deslizamiento o rodamiento debido al contacto con otro, lo que conocemos como fricción. Esta resistencia en dirección opuesta al movimiento se expresa como una fuerza, la cual depende de la interacción misma del sistema y no del material, aunque en su análisis se consideren las características de las superficies (rugosidad, cavidades, etc.), otra particularidad es que no dependen en mayor medida de su área de contacto o velocidad de deslizamiento. Teniendo como efecto una pequeña perdida de energía en virtud de la fuerza aplicada. Ilustración 2. La fricción en sentido del movimiento, es directamente proporcional a la carga (perpendicular) que actúa sobre ella. [2] Efecto de la fricción Dado el equilibrio y balance de fuerzas, la fricción posibilita el movimiento, sin embargo en la práctica, la limitación de la materia dada la naturaleza misma del sistema, desgasta las superficies en movimiento relativo por la concentración de cargas, causando remoción de material por abrasión, fatiga, corrosión, vibraciones o impacto. En desempeño mecánico es una de las principales causas de falla del material y acelera el tiempo de vida de los componentes. La lubricación Los efectos de la fricción, pueden ser atenuados al incluir entre el contacto de las piezas, un fluido, que en cualquier estado amortigüe y sustituya la fricción del sistema, por la propia que es mucho menor. Disminuye significativamente la erosión del material, ayuda a trasportar limallas a sus respectivos reservorios, ayuda a evitar la corrosión por oxido, Aumentan la eficiencia dinámica al disminuir perdidas por calentamiento y trabajan en amplios rangos de temperatura y presión. Entre los tipos de lubricación más comunes en aviación se encuentran los líquidos y semisólidos, que son comúnmente de origen mineral o vegetal, respectivamente corresponden a lubricación hidrodinámica (liquido), o, grasas que adicionalmente son combinadas con sólidos como grafito, entre otros. Los lubricantes de base minerales provienen de derivados del petróleo, haciéndolos muy rentables de producir, incluso son más económicos; las características de su pureza hace que requieran aditivos para mejorar sus características, cómo: Antioxidantes que evitan la formación de óxido, Espesantes y diluyentes que hacen optimo el contacto a diferentes regímenes de temperatura, detergentes y dispersantes para remueven y transportan suciedad o limallas, antiespumantes que evitan la formación de burbujas y acumulación de vapor de agua, entre otros aditivos. Por otro lado cuando la base es sintética, es mucho más costosa pues es elaborada con técnicas ajenas al uso del Boletín Informativo / Seguridad Operacional / Aerohelices S.A.S. Febrero 2015 #006 Pg. 2/5
petróleo, suelen ser más estables en diferentes regímenes de temperatura, tienen mejor viscosidad y resistencia a la oxidación, que mejoran el desempeño mecánico. Ilustración 3. Superficies en contacto bañadas por una pelicula de lubricante para mejoras su desempeño mecanico. [3] SEGURIDAD EN LA LUBRICACIÓN Se debe tener siempre presente, seguir las recomendaciones expuestas en el manual del fabricante, y prestar atención a las etiquetas que se disponen en los componentes de las hélices u otros componentes dinámicos, que hacen referencia al contenido y tipo de lubricante utilizado. Usualmente los tiempos para aeronaves con poca operación o en ambientes adversos de gran concentración de humedad o sal, reduce considerablemente los tiempos de cambio y en el caso opuesto con aeronaves de gran cantidad de operaciones, pueden proponerse regímenes de lubricación como una medida de los registros históricos. Las extensiones a cualquier tiempo de lubricación son permisibles, cuando son avaladas en un programa de mantenimiento aprobado por la Autoridad Aeronáutica. Los principales aspectos a tener en cuenta al cambiar la lubricación de los componentes son: Realizar los procedimientos de forma adecuada para mantener el balance estático del conjunto, tenga en cuenta que la lubricación en exceso puede causar desbalance además de excesivas vibraciones. Una cantidad no adecuada de lubricante puede causar atascamiento o dificultad de control en el paso de la hélice. No es conveniente cambiar lubricantes de diferente tipo en un mantenimiento en línea, solo cuando se realice el respectivo mantenimiento mayor, donde se remplacen o limpien todos los componentes, para evitar contaminación. RECOMENDACIONES DURANTE EL PROCESO Una buena práctica de lubricación se basa en el seguimiento de las instrucciones de los manuales que indican las frecuencias, cantidades y tipos de lubricante aprobados; Sin embargo la experiencia y conocimiento en el equipo aporta significativamente al criterio de una aplicación exitosa; Recuerde reportar todo hallazgo o anomalía que contribuya al conocimiento general de su organización, como: Fugas, que produzcan desperdicio o derrames que puedan ocasionar accidentes. Juntas, sellos o roturas de componentes que permitan el escape del lubricante, causando Boletín Informativo / Seguridad Operacional / Aerohelices S.A.S. Febrero 2015 #006 Pg. 3/5
además pobre refrigeración o calor por fricción. Aumentos de temperatura que resequen o quemen el lubricante, puede tomar pequeñas muestras para evidenciar que este no se encuentre ennegrecido o contaminado. Suciedad, en boquillas, tapas, superficies o aplicadores que contaminen los lubricantes, ayudara a preservar las condiciones químicas que evitan óxidos en el interior. Excesivas vibraciones, sonidos agudos, desalineaciones o mal reglaje que genere caída de la efectividad mecánica en los sistemas de lubricación. Ilustración 4. La experiencia y sensibilidad en el equipo mismo proporcionan una indicación de las cantidades a usar, si al principio fluye con facilidad y posterior mente tiene dificultad, considere parar, así prevendrá atascamientos. [Archivo] Hélices Mc. Cauley No olvide revisar el OWNER/OPERATOR INFORMATION MANUAL de Mc. Cauley; En algunos modelos puede utilizar como lubricante, aceites en vez de grasa, para este tipo, una cavidad en el núcleo contiene un aceite rojizo que funciona como lubricante interno y protege contra la corrosión de rodamientos, superficies, etc.; Otra de sus funciones es proporcionar evidencia de escapes y fisuras al filtrase por empaques rotos o fisuras en el material Hélices HARTZEL En el Standard practice manual 202A Volumen 11 de Hartzel, se muestran las características de lubricación para sus modelos de acero o aluminio. Las mayores causas de pérdida de grasa y aceites se deben a: Sobre lubricación Torque inapropiado o perdida de las graseras. Daños o pérdida de sellos del núcleo y abrazaderas o juntas de la hélice. Inapropiada aplicación de silicona sellante en el perímetro de las superficies. Perdidas por desplazamiento durante el recorrido de la pala. Recuerde que, si se produce un escape en un intervalo superior a 10 horas desde que haya sido lubricado el componente, solicite asistencia a una estación de reparación competente para analizar la causa del escape. Ilustración 5. Ubique los puntos de lubricación, no olvide revisar la integridad, fijación y limpieza al momento de ajustar. [Archivo] Boletín Informativo / Seguridad Operacional / Aerohelices S.A.S. Febrero 2015 #006 Pg. 4/5
CONCLUSIÓNES Si bien los diferentes tipos de lubricantes, dadas sus fórmulas son óptimos para desempeños específicos de operación, rendimiento o economía, es fundamental seguir las recomendaciones del fabricante, debido a que se han realizado las respectivas pruebas y mediciones por parte del mismo; el uso de nuevos tipos de fabricante se debe ceñir a las opciones recomendadas y restringidas que indique el manual respecto al modelo de cada hélice. Realice lubricación a las hélices de forma periódica, siguiendo los intervalos y recomendaciones del fabricante, esto ayudara a evitar daños a componentes y costos adicionales durante un mantenimiento mayor, que provoque el retiro de partes por condiciones no aptas para el servicio; La buena disposición garantizara una debida protección de las hélices, la seguridad de la aeronave y por supuesto la integridad de sus tripulantes. Ha sido de su interés nuestro boletín?, Comunique sus sugerencias, inquietudes o comentarios a seguridadoperacional@aerohelcies.com. Recuerde consultar este boletín y más contenidos en la sección de seguridad operacional en nuestra página web http://aerohelices.com. Bibliografía de imágenes [1]http://blog.trade-a-plane.com/wpcontent/uploads/2013/10/Ohlmann_Hartzell-Prop-5.jpg [2]http://www.astm.org/SNEWS/SPANISH/SPJF12/images/jf12_update_e 1721.jpg [3]http://e-ciencia.com/blog/wp-content/uploads/2012/01/friccion.jpg Referencias OWNER/OPERATOR INFORMATION MANUAL; MPC26-02, MCCAULEY, REVISION 2 13 MARCH 2013, disponible en: http://www.mccauley.textron.com/mpc26owrev2.pdf Standard Practices Manual; HARTZELL PROPELLER INC; MANUAL 202A, VOLUME 7 (61-01-02), REVISION 36 dated May 2014, disponible en: http://hartzellprop.com/wpcontent/uploads/202a-v07-0000-r36-o.pdf Boletín Informativo / Seguridad Operacional / Aerohelices S.A.S. Febrero 2015 #006 Pg. 5/5