Lectura De Los Contaminantes 2
PARTICULAS DE DESGASTES DETECTADAS EN LOS ANALISIS ESPECTRO-GRAFICOS.
1. Hierro – (Iron).
Indica desgastes originados en las anillas, ejes, engranajes, válvulas de tren, paredes del cilindro, y pistones en algunas tipos de motores.
El primer elemento que miramos es el hierro. Normalmente el hierro viene de la fricción entre las paredes de los cilindros (sean camisas o el bloque mismo) y los anillos. Pero también puede ser del árbol de levas, el cigüeñal, las válvulas, los cojinetes, la bomba de aceite, los engranajes de la cadenilla, el turbo, las guías de válvulas, o las bielas.
El hierro puede provenir del desgaste o herrumbre. Un motor que tiene aceite contaminado por tierra, falta de viscosidad, o alto hollín (entre otros) tendrá desgaste por contacto o falta de lubricación hidrodinámica. Si el aceite está con agua, todas las piezas de hierro son sujetas a herrumbrarse. Si la acumulación por oxidación es severa, puede continuar el herrumbre, después de corregir el problema hasta que el aceite logre controlarla.
- Desgaste de anillos y cilindros: Cada hora que el motor está encendido, los pistones suben y bajan, raspando los anillos contra las paredes de los cilindros. En un viaje de 10 minutos en un auto normal, cada anillo de cada pistón viajó 6 kilómetros raspando las paredes. Si el aceite pierde su viscosidad, el desgaste es severo. Si el aceite está contaminado, los contaminantes rayan las paredes. Mucha de ésta lubricación es hidrodinámica, dependiendo de la viscosidad para evitar desgaste. Cuando falla la lubricación hidrodinámica los anillos dependen de los aditivos anti-desgaste que proveen lubricación límite. El trabajo del anillo superior es “barrer” el aceite al bajar en el cilindro, dejando las paredes secas para la combustión. Este anillo depende 100% de la lubricación límite.
- Desgaste de la bomba de aceite: La bomba de aceite solamente puede gastarse si existe contaminación del aceite, nivel bajo de aceite (falta de lubricación), o nivel demasiado alto de aceite (causa espuma que se rompe en la bomba provocando cavitación y falta de lubricación).
- Otras piezas: El desgaste del cigüeñal, árbol de levas, válvulas y otras piezas similares no depende tanto de la carga o las presiones, sino la lubricación hidrodinámica y la contaminación. Alto contenido de hollín o tierra causa desgaste severo de estas piezas.
2. Cromo – (Chromium).
Algunas fuentes primarias de algunos tipos de motores son cromadas, como anillas, camisas, etc.; y algunos aditivos del refrigerante.
El cromo viene de la camisa, las válvulas de escape, los anillos, y algunos cojinetes. El desgaste de cromo normalmente se origina con la contaminación del aceite.
3. NIQUEL – (NIKEL).
Indicador secundario de desgastes provenientes de los rodamientos, ejes, válvulas y guías de válvulas.
Alto desgaste de níquel normalmente indica alta contaminación por hollín y tierra. Indicador secundario de desgastes provenientes de los rodamientos, ejes, válvulas y guías de válvulas.
4. Aluminio – (Aluminum).
Indica desgastes del pistón, anillas y los casquillos.
El aluminio aparece en el análisis por varias causas.
· Una parte de esto puede ser desgaste La tierra y polvo que respira el motor contiene un porcentaje de aluminio que varía entre 0.29% a 0.33%. Esto quiere decir que por cada 10 ppm de tierra que observamos en el análisis deberíamos tener cerca de 3 ppm de aluminio por la tierra. Si la muestra tiene 10 ppm de silicio y 5 ppm de aluminio, 2 ppm serán provenientes del desgaste. La contaminación de aluminio se evita controlando el ingreso de silicio. La otra parte viene del aire contaminado con tierra que se introduce en el motor.
· Las partículas de desgaste de aluminio (después de eliminar lo que ingresa como tierra) viene de los cojinetes, bujes (varios), pistones, arandelas de empuje y el turbo. Normalmente los cojinetes y bujes trabajan 100% en lubricación hidrodinámica. Solamente cuando falla esta lubricación o se contamina el aceite ocurre contacto entre las piezas y desgaste adhesivo. Desgaste de aluminio de los pistones ocurre cuando hay falla de lubricación hidrodinámica o se abre mayor espacio entre las paredes de los cilindros y los pistones permitiendo el movimiento lateral de la falda del pistón.
5. Plomo – (Lead).
En la mayoría de los motores diesel, es propio de la superficie externa de los cojinetes de biela.
El plomo viene de cojinetes, volandas de empuje, bujes de bielas. También puede llegar en la gasolina.
La causa más común del plomo en el aceite es la corrosión de los cojinetes en motores que son guardados un mes o más con aceite semi-usado o sucio. Los contaminantes y los ácidos que se forman en el aceite causan corrosión cuando no está circulando para refrescar los aditivos en contacto con los cojinetes. Observamos mucha corrosión de cojinetes en equipo agrícola y equipo de construcción que se utilizan en ciertos periodos del año y se guardan meses sin usar. En motores de gasolina, proviene de la contaminación de tetra-etilo de plomo.
6. Cobre – (Cooper).
Su presencia indica desgastes propios de los bujes de balancín, rodamientos, bujes del perno ó árbol de leva, arandelas de seguridad y otras partes bronceadas y de bronce sólido. En algunas transmisiones proviene de los platos de fricción y cloches.
El cobre normalmente viene de cojinetes, bujes, enfriador de aceite, arandela de empuje, guías de válvulas y bujes de bielas. Desgaste de cojinetes y bujes: Cuando falta lubricación hidrodinámica por falta de viscosidad o velocidad el motor depende de los aditivos anti-desgaste en el aceite para proveer lubricación límite (también llamado marginal o estática). Si el aceite no puede cumplir con este requerimiento por falta de aditivos, al existir degradación o sobrecarga, el cojinete roza contra su contraparte (el cigüeñal, biela, etc.) y desgasta.
Desgaste de arandelas de empuje: Las arandelas de empuje siempre están en contacto con el bloque cuando exigimos la máxima fuerza del motor o lo sobrecargamos tratando de acelerar rápidamente o subir las montañas. Este desgaste normalmente aparece como cobre.
Desgaste de guías de válvulas: Las guías de válvulas deberían durar muchos años. Sin embargo, cuando el aceite es de baja calidad y empieza a carbonizarse en los vástagos, este carbón desgasta las guías, causando cobre en los análisis y alto consumo de aceite.
7. Estaño – (TIN).
Contaminante presente, cuando la parte superior de los babis comienza su desgaste. También indicador de desgastes del pistón en algunos motores.
El estaño viene de las aleaciones de metales en los cojinetes y bujes (varios) y volandas de empuje. Estos dependen 100% de la lubricación hidrodinámica.
8. Plata – (Silver).
Desgastes propio de los rodamientos cuando los mismos contienen aleaciones o soldadura de plata. En algunas instancias, indicador secundario de problemas en el radiador de aceite, especialmente cuando es detectado presencia del refrigerante en la muestra.
La mayoría de los motores no tienen piezas de plata, pero en los que tienen (EMD) el uso de lubricantes con Zinc causará corrosión de plata.
9. Titanio – (Tittanium).
Aleación de alta calidad en Acero de los rodamientos y los engranajes.
Aleación de alta calidad en Acero de los rodamientos y los engranajes.
10. Silicón – (Silicon).
Medida de contaminación por polvo y tierra. Usualmente propio del malfuncionamiento de los filtros en la entrada de aire. Presencia de polvo y abrasivos aceleran el desgaste de las partes internas.
La cantidad de Silicio (“Silicon” en ingles) leída por la computadora combina todos los elementos parecidos. Por eso es normal encontrar Silicio en un motor nuevo o recién rectificado porque la computadora lee como “silicio” la Silicona que sale de nuevos retenes y selladores. También puede haber Silicona en los aditivos del aceite como antiespumante. Por eso se requiere una muestra del aceite virgen para comparar los resultados. Si el aceite nuevo tiene 3 ppm de silicio y el usado tiene 10 ppm, 7 ppm entraron del medio ambiente. Tenemos que preocuparnos del silicio que viene de la tierra.
1. Nota: Hay aceites en el mercado con 6 ppm de silicio, que no provienen del antiespumante, sino son contaminantes (tierra) de la planta, lo que indica un deficiente control de proceso de elaboración o envasado.
Si el motor no es nuevo, el silicio es tierra que entró por el filtro de aire o alguna parte del sistema de alimentación del aire. La tierra que ingresa actúa como lija y destroza las camisas, los anillos y todo donde existe fricción y entra en contacto con el aceite.
El motor por cada litro de gasolina que consume, precisa de 8,000 litros de aire para su combustión. Este aire debe ser totalmente puro y libre de contaminantes. Para eso el filtro de aire debe estar bien sellado y ser eficiente.
Si podemos mantener el nivel de silicio debajo de 10 ppm en un auto o camión en 6,000 kilómetros de recorrido, entonces el motor tendrá poco desgaste y seguramente alcanzara una vida útil larga, ya que el desgaste de cilindros es directamente proporcional con la cantidad de silicio que ingresa.
11. Boro – (Boron).
Es un aditivo propio del refrigerante, usado en la posología de algunos lubricantes.
El Boro utilizado en algunas formulaciones es un aceite sintético grupo V que actúa como aditivo anti-desgaste y modificador de fricción. Existen varias formas de boro y cada una tiene sus ventajas y desventajas. También existen formulaciones de aceites sin boro. Frecuentemente el boro es utilizado para mejorar el aceite básico para cumplir con las normas.
12. Sodio – (Sodium).
Es un aditivo propio de refrigerantes, usado también en la posología de algunos lubricantes.
Si la muestra fue tomada con el motor caliente, cualquier ingreso de agua normalmente debería haberse evaporado y solo dejar residuos de sus minerales. En algunos casos el sodio puede entrar con la humedad del aire al motor, pero generalmente es un residuo de agua. Esta agua puede haber entrado por una empaquetadura de culata “soplada”, camisa o bloque perforado o simplemente por lavado del motor con agua a alta presión. De todas maneras, siempre hay que controlar este contaminante.
En consulta con el operador se puede saber si baja el nivel de agua en el radiador. Si el operador estaba aumentando agua, hay que detectar las pérdidas mediante:
- La presurización del sistema de refrigeración con una bomba portátil para verificar la pérdida de presión.
- Verificación de la compresión de los cilindros. El cilindro con baja compresión debe tener fuga por su culata.
Si el sodio no está entrando por el sistema de refrigeración, hay que revisar los procedimientos de mantenimiento y lavado. Muchas veces encontramos el uso de agua a presión para lavar el motor y una tapa sin arandela de sello. A veces entra por donde se mide el aceite.
El sodio también puede estar presente en la gasolina.
13. Potasio – (Potasium).
Aditivo del refrigerante.
La contaminación por potasio es similar a lo que ocurre con el sodio, pero en menor cantidad.
14. Molibdeno – (Molybdenum).
Indica desgastes de las anillas. Usado también como aditivo en algunos aceites.
Algunos aceites para motores contienen di-sulfuro de molibdeno para reducir el desgaste en altas temperaturas y presiones. En estas formulaciones el molibdeno actúa con el ZDDP para proveer la máxima protección posible. Hay formulaciones sin molibdeno y otros con 40 ppm, 100 ppm, etc. Los mejores aceites para motores a gas natural comprimido (GNC) contienen más de 300 ppm.
Ing. Ramón O. Mella