Es un antiguo adagio, pero es verdad: pague ahora o pague más adelante. Cuando se trata de una correcta lubricación de equipos mineros, gastar unos pocos dólares ahora puede ayudarlo a evitar importantes costos imprevistos en el futuro.
Los operadores mineros—presionados por una parte por los crecientes costos de materiales y mano de obra, y por otra por un debilitamiento de los mercados de las materias primas—naturalmente están interesados en lograr hasta la última tonelada de productividad de sus principales flotas de equipos, al menor costo de operación. Bajo estas circunstancias, es tentador considerar medidas que pudieran conducir a menores gastos de dos de los principales insumos involucrados en al carguío y transporte: el combustible y productos de lubricación tales como el aceite motor.
Pero cuando se trata de lubricación, hacer recortes—prolongando los intervalos de cambio de aceite, usando filtros más baratos, o simplemente ignorando las condiciones del aceite, por ejemplo—puede derivar en falsos ahorros. Tal como lo ilustran los siguientes casos reales, los ahorros reales a menudo se generan al dedicar atención e invertir pequeñas cantidades de dinero para mantener apropiados estándares de lubricación y mantenimiento, evitando los costos mucho mayores de reparación prematura de motores, detenciones no planificadas y el no alanzar las metas proyectadas para duración de equipos, entre otros.
Disminuyendo el Consumo, Aumentando la Productividad
ExxonMobil recientemente informó que el lanzamiento de su aceite motor sintético para trabajo pesado, Mobil Delvac 1 ESP 5W-40, había resultado en importantes beneficios en rendimiento para un cliente minero Mexicano, incluyendo la reducción del consumo de aceite y la prolongación de los intervalos para drenaje de aceite.
Newmont Mining Corp. posee un 44% de participación en la mina de oro a rajo abierto La Herradura, ubicada 250 millas (400 km) al sur de Mesquite en el norteño estado Mexicano de Sonora. Fresnillo plc es dueño de la participación restante en la mina y es el operador. Construplan, el contratista minero, opera más de 40 piezas de equipo pesado en La Herradura, que va desde camiones de extracción y excavadoras hasta camionetas para trabajo pesado. Estos equipos se enfrentan a temperaturas extremas que van de 50°C (125°F) en el verano, hasta -10°C en el invierno (-14°F).
ExxonMobil dijo que luego de cambiarse a Mobil Delvac 1, Construplan reportó beneficios que incluyen un mejor rendimiento de los equipos, mayor tiempo útil, mayor economía de combustible y prolongados intervalos para drenaje de aceite comparado con aceites minerales convencionales. Como resultado, Construplan ha sido capaz de reducir el consumo de aceite, minimizar la eliminación de aceite usado, y maximizar la productividad general de sus equipos y su personal.
Mobil explicó que sus aceites de motor para trabajo pesado Delvac 1 son parte de una línea de productos enfocados en la minería que incluye grasas y aceite sintéticos Mobil SHC, y fluidos hidráulicos de alto rendimiento Mobil Serie DTE. Estos productos, según la compañía pueden aportar una serie de beneficios en el rendimiento, que incluyen una mayor vida útil del equipo, mejor eficiencia energética y mayor duración del aceite comparado con aceites minerales convencionales.
“Con los equipos mineros a menudo sometidos a cargas extremadamente pesadas y operando en ambientes exigentes, los operadores de la mina a veces pueden encontrar interesante descubrir las soluciones correctas que ayudarán a mejorar la eficiencia y a aumentar la productividad,” dijo Umut Urkun, consejero de marketing de lubricantes industriales—Europa, África y Medio Oriente, Combustibles y Lubricante ExxonMobil. “Hemos trabajado estrechamente con profesionales mineros por más de 50 años para obtener las perspectivas necesarias para formular productos que ayuden a maximizar la productividad de una manera segura y económica.”
Resultados de Ray
Los camiones de extracción, particularmente, pueden plantear un desafío para las cualidades protectoras incluso de los aceites lubricantes de motor de mayor calidad. Largos acarreos cuesta arriba a plena carga pueden elevar las temperaturas del aceite hasta niveles dañinos, resultando en un posible agotamiento, oxidación, embarnizado, corrosión y mayor frecuencia de cambios de aceite. |
A lo largo de la frontera de Sonora, las faenas Asarco Ray del Grupo México están ubicadas 64 millas al sudeste de Phoenix, Arizona, EEUU. El complejo Ray consta de una mina a rajo abierto de 250.000-t/d con una concentradora de 30.000-t/d, una operación de extracción por solventes y electro-obtención de 103-millones-lb/año, e instalaciones de mantención, bodega y administrativas.
La mina opera una flota de 39 camiones de extracción, 21 de los cuales son Liebherr T 282. Estos camiones clase ultra de 400 toneladas, impulsados con diesel MTU de 20 cilindros, operan 22 horas al día, siete días a la semana, en condiciones severas y a menudo con calor extremo. La gerencia de Asarco Ray seleccionó al Delo 400 Multigrade 15W-40 de Chevron como el aceite de motor estándar para estos camiones.
El consultor científico senior de Chevron, Jim McGeehan, visitó la mina recientemente para inspeccionar un motor MTU 20V 4000 de camión que había acumulado 21.900 horas de operación, y se le había hecho mantenimiento a intervalos de 500 horas. El motor fue eliminado y los descubrimientos, de acuerdo a McGeehan, fueron impresionantes.
Se encontró que los bujes de pasador de articulación en los 20 pistones de 20V 4000 estaban en excelentes condiciones. Los terrenos estaban libres de depósitos, mientras que las coronas mostraban un mínimo de depósitos. Al mirar los anillos de un pistón, dijo McGeehan, “La ranura del anillo de aceite está absolutamente limpia. … El anillo superior tiene un buen patrón de desgaste. … El anillo raspador de aceite, todos los rieles están en perfectas condiciones.”
Los rodamientos principales también estaban en excelentes condiciones sin tener que sacar la capa superpuesta. “Es importante recordar que este motor es operado a 3.650 caballo de fuerza de freno, con intervalos de 500 para drenar aceite. Estos rodamientos están en excelentes condiciones. De hecho, se pueden volver a poner en el motor,” dijo McGeehan.
De acuerdo a Jerry Martinez, gerente de soporte al cliente de W.W. Williams, que brinda soporte y apoyo a los equipos para trabajo pesado de Asarco, poder prolongar la vida útil de componentes claves del motor en vehículos como estos puede ahorrar “cientos de miles de dólares” en toda la flota.
“En el mercado de hoy en día, estos motores nuevas cuestan entre $550.000 y $560.000. Estos probablemente se renuevan por alrededor de $480.000 por motor, dijo Martinez. “Cuando se puede agregar un 15% ó 20% al ciclo de vida de un motor, el cliente va a tener una ganancia.
“No voy a [tener que] reemplazar todos estos balancines, No voy a reemplazar el eje de levas ni los mecanismos de giro. Voy a poner un juego de pistones, rodamientos y empaquetaduras, y voy a volver a poner a trabajar este motor por otras 25.000 horas o algo así,” dijo.
De acuerdo al Planificador Senior de Mantención, Scott Jackson, los beneficios de aumentar la vida útil del motor de 20.000 a 27.000 horas están claros para la mina. “En realidad estamos ahorrando aproximadamente $160.000 por motor al año. La mina tiene en funcionamiento una flota de 21 camiones, así que se están ahorrando aproximadamente $3.000.000 en ahorros al año y 7.000 horas equivale al tiempo operacional de más de un año en la mina.”
Elimine las Suposiciones del Grado de Grasa
Los beneficios de escoger una correcta lubricación y un vendedor atento no se limitan a los motores. Bel-Ray Company, un proveedor con sede en New Jersey, EEUU de lubricantes industriales y al por menor, recientemente ayudó a una cantera de gran tamaño en Trinidad a resolver problemas actuales relacionados al suministro de grasa en sus instalaciones de cribado, que usan rodamientos esféricos dobles grandes. La compañía estaba usando un grado NLGI 2 complejo litio con una viscosidad de aceite base de 144 cSt a 40°C y 11,7 cSt a 100°C, en un sistema neumático de lubricación. La grasa NLGI 2 no caería al tubo de succión de la bomba de grasa y, en consecuencia, los rodamientos no se engrasaban lo suficiente—e incluso cuando tenían la cantidad correcta de lubricación, no duraban mucho debido a la baja viscosidad del aceite base de la grasa.
Bel-Ray, trabajando con el distribuidor en Trinidad, descubrió que los rodamientos tenían un diámetro interno de 140 mm y un diámetro externo de 300 mm, y operaban a 200 rpm. La temperatura operacional era de 70°C. Basado en esta información, Bel-Ray Technical Services calculó el valor Ndn y la viscosidad de aceite base mínima, que era de 55 cSt a temperatura operacional. Para proporcionar la viscosidad de aceite base correcta, se calculó el valor Kappa, que determina la viscosidad de aceite base correcta a temperatura operacional bajo en tipo de carga a la que el rodamiento está siendo expuesto. En esta aplicación, Bel-Ray determinó que un valor Kappa para carga pesada de 4 sería apropiado—cuatro veces la viscosidad de aceite base mínima.
Después de calcular que la viscosidad del aceite base a 70°C era de 196 cSt, se determinó que el valor Kappa era de 196 / 55 = 3,56—muy cercano al valor Kappa deseado de 4. Entonces se seleccionó la Grasa de Alta Viscosidad y Presión Extrema 1000-1 Bel-Ray Molylube debido a su pesada viscosidad de aceite base (1000 cSt a 40°C).
La grasa de alta viscosidad recomendada se aplicó por medio del sistema de auto-lubricación de la criba, con buenos resultados: El grado NLGI 1 entregó el rendimiento de caída correcto, y el aceite base pesado de la grasa entregó la lubricación requerida.
Rápido Análisis En Terreno
 |
Spectro Inc. afirma que su analizador infrarrojo portátil FluidScan Q1100 permite a los usuarios determinar cuando el aceite ya no es apto para usarse debido a la contaminación o a la degradación. |
Incluso cuando se haya seleccionado la lubricación correcta, pueden ocurrir eventuales “anormalidades de lubricación” que pueden causar detención inesperada de los equipos. Para evitar esas costosas ocurrencias, Spectro Inc. afirma que su analizador de aceite infrarrojo portátil FluidScan Q1100 permite a los usuarios determinar cuando el aceite ya no se puede usar debido a contaminación líquida o degradación. El instrumento compacto proporciona una medición directa inmediata del agua, número ácido total (TAN), oxidación, glicol, número base total (TBN), y otros parámetros mediante tecnología de Espectroscopio Infrarrojo Directo (DIR) patentada por a Spectrology.
La capacidad basada en la ruta de la operación de FluidScan Q1100 permite al dispositivo eliminar principalmente muestras mal etiquetadas y evitar largas esperas para análisis en laboratorio. Los resultados se correlacionan altamente con las pruebas de laboratorio TAN y TBN realizadas con métodos de valoración ASTM D664 y D4739 y pruebas del agua con el método de valoración Karl Fischer ASTM D6304.
Rutas, similares a rutas termográficas o de vibración, pueden ser descargadas desde el software OilView de AMS Suite de Emerson Process Management al Q1100. Los resultados se pueden volver a subir a OilView. Los datos del aceite pueden ser analizados, junto con datos a partir de otras técnicas de mantención preventiva en el software AMS Emerson para la Gestión del Estado de la Maquinaria. El Q1100 incluye una biblioteca para referencia amplia y expandible de lubricantes sintéticos y minerales industriales para cajas de engranajes, compresores y sistemas hidráulicos.
Emerson Process Management y Spectro unieron fuerzas en este sector el año pasado, anunciando en Septiembre una alianza exclusiva para combinar innovación y experticia técnica para entregar más soluciones para análisis de aceite.
Bajo el mismo acuerdo, Spectro se consiguió los derechos para un conjunto de propiedad intelectual patentada desarrollada por Emerson en el campo del análisis de aceite para la predicción predictiva de la máquina. Incluidos en el portafolio IP están el módulo del software para analizar de aceite AMS Suite de Emerson y el analizador de aceite del estado de la máquina CSI 5200—un analizador multifuncional que es capaz de detectar la mayoría de los problemas relacionados con la lubricación en engranajes, bombas, compresores, turbinas, motores, hidráulica y maquinaria de procesos. Ahora Spectro es el proveedor mundial exclusivo del producto y la mantención del analizador CSI 5200.
Aumentando la Eficiencia de Filtrado
Cuando el análisis de aceite resalta un problema en desarrollo, también ofrece una oportunidad para encontrar una solución que pueda reducir los costos de mantención del equipo y aumentar su tiempo en funcionamiento. Por ejemplo, una faena de extracción de carbón a cielo abierto en Montana, EEUU, recientemente realizó un análisis de aceite y detectó que la vida útil de los motores de su flota de producción se acortaba debido al desgaste causado por partículas que el sistema de filtrado de flujo total de OEM del motor no estaba diseñado para eliminar. La flota incluye camiones de extracción, cargadores y buldózers. Los primeros vehículos analizados fueron los cargadores con ruedas Cat 992G equipados con motores 3508B que contienen 27 galones de aceite motor SAE 15W-40. El análisis de un 992G de la flota indicaba una cuenta de partículas, por el método de bloqueo de poros, de 22/21/18 con niveles de cobre y hierro de 118 ppm y 53 ppm, respectivamente. Un análisis a los otros cargadores indicaba condiciones similares.
 |
Los kits de filtrado de motores de Des-Case Corp. continuamente filtra pequeñas cantidades de aceite motor a través de uno o dos cartuchos de filtro, dependiendo de la configuración del sistema. |
Des-Case Corp., un fabricante de soluciones adaptables de filtrado para aplicaciones industriales—incluyendo innovadores sistemas de filtrado especializados adaptados para equipos móviles—recomendó y suministró uno de sus kits de filtrado ENG-2 para uno de los cargadores de la mina.
El kit ENG-2, según la compañía, proporciona filtrado con medios para profundidad para solución de control constante de contaminación a niveles de limpieza ISO muy bajos. El sistema trabaja tomando un pequeño volumen del flujo de aceite corriente en los niveles inferiores desde el filtro de flujo total OEM y dirigiéndolo a través del sistema ENG-2. El aceite fluye a través de los cartuchos a una velocidad fijada y es retornado directamente al cárter del motor. El sistema está diseñado para evitar que los cartuchos se vacíen cuando el equipo se apaga, mientras la pequeña cantidad de aceite que se dirige a través del sistema ENG-2 en un momento dado garantiza que al motor nunca le falte aceite. También viene instalada una válvula de alivio de presión para evitar exceso de presión en el cartucho durante el arranque en frío.
El ENG-2 es un sistema de filtrado secundario de profundidad. El sistema está diseñado para medir el flujo de aceite del motor a través de los filtros a 0,5 gpm. Esta lentitud del flujo, combinada con el filtrado en profundidad, permite al sistema tener un impacto significativo sobre el hollín y sobre partículas de tamaño menor a 1 micrón.
Los niveles de limpieza proyectados al momento de la instalación se establecieron en ISO 19/17/14 lo que, comparados con la limpieza del aceite motor antes de la instalación de ISO 22/21/18, se estimaron producirían una reducción 16 mayor de la contaminación por partículas dentro del motor, resultando en una extensión proyectada del triple de vida útil del motor.
Luego de 931 horas con el nuevo sistema de filtrado, se analizó el aceite indicando que los niveles de limpieza ISO habían sido disminuidos de ISO 22/21/18 (c) a ISO 17/16/13 (c), los niveles de hollín se habían mantenido a o bajo un 0,1% de vol., los niveles de cobre descendieron de 118 ppm a 2 ppm, y los niveles de hierro disminuyeron de 53 ppm a 7 ppm. Basándose en las proyecciones de prolongación de vida útil, los niveles de limpieza de ISO 17/16/13 (c) en un motor debieran aumentar la vida útil del motor al cuádruple.
Los costos de adquisición e instalación del kit de filtrado del motor fueron de aproximadamente US$3.000, con un costo anual de elementos de reposición de alrededor de US$1.000–$2.000. Una reparación de primer nivel de un motor normalmente cuesta a lo menos US$12.000–$15.000. Basándose en los niveles de limpieza proyectados logrados, el intervalo de este tipo de reparación ahora se espera aumente desde un promedio de 13.500 horas a 54.000 horas, resultando en ahorros en el valor actual neto de la flota de seis cargadores de US$129.841 durante cinco años, a una razón anualizada de retorno de 216%. A la fecha, Des-Case reporta que la mina ha sido capaz de sostener los niveles mejorados de limpieza de fluido logrados con el kit de motor y recuperó su inversión en el sistema en un poco más de cinco meses.
Hágalo Parte del Programa
Los beneficios de un programa de análisis de aceite pueden ser maximizados cuando este se vuelve parte de un esfuerzo apoyado por la gerencia a través de toda la compañía. Por ejemplo, Hibbing Taconite Co., una mina de magnetita de 8-million-t/año ubicada en la Cordillera de Hierro Mesabi en Minnesota y administrada por Cliffs Natural Resources, ganó el premio Best Lubrication Program de la revista Uptime el 2012; un importante elemento del programa de monitoreo de condiciones de Hibbing es el componente de análisis de aceite de su programa de lubricación.
En la primera fase del programa, los ingenieros de confiabilidad fueron capacitados como Técnicos de Lubricación de Máquinas Nivel I (MLT1), y los mecánicos de lubricación especializados fueron destinados a las plantas para monitorear las condiciones de aceite del equipo. Durante la segunda fase, la capacitación MLT1 continuó, involucrando a supervisores y mecánicos de lubricación. Los equipos críticos recibieron actualizaciones de lubricación tales como respiradores desecantes, mirillas, puertos de muestra y acoplamientos rápidos para filtrado, permitiendo cambio es de filtro más seguros y reducción en el riesgo de contaminación cruzada.
Actualmente, 80 trabajadores de Hibbing han recibido capacitación MLT1 para lubricación de maquinaria y análisis básico de aceite. Se dice que la gerencia considera el programa como una inversión.
En general, el análisis de fluidos se ha consolidado en todas las operaciones de Cliff, usando un solo laboratorio de análisis de aceite que fue seleccionado luego de clasificar resultados de muestras de varios laboratorios. Esta metodología proporciona consistencia, así como también capacidad para revisar y comparar datos. Se determinaron estándares de muestra de acuerdo con las especificaciones de los equipos, se instalaron puertos de muestra donde se necesitaban, y se capacitó personal sobre cómo recolectar muestras. El sistema CMMS controla la frecuencia de la muestra.
Además, el personal de mantención instaló sensores de humedad de aceite para permitir monitoreo de condiciones en tiempo real, dando como resultado una reducción en el consumo total de aceite de la faena al eliminar la contaminación del agua. Se dispuso de carros de lubricación especializados para permitir cambios de fluidos seguros, limpios y rápidos con menos posibilidad de derrames. Y, todas las máquinas fueron rotuladas con la identificación de la máquina y la información de la lubricación para reducir errores en el mantenimiento y problemas de contaminación.
