La importancia de una temperatura estable en los sistemas hidráulicos
La estabilidad de una máquina se ve comprometida y una falla condicional se convierte en una preocupación cuando la temperatura del fluido en el sistema excede tanto los límites bajos como los altos. La estabilidad de la temperatura del fluido es un factor crítico para asegurar el éxito de los sistemas mecánicos. En los sistemas hidráulicos, ya sean grandes o pequeños, una investigación exhaustiva de la inestabilidad de la temperatura puede ayudar a descubrir sus efectos en el funcionamiento de la máquina, lo que lleva a mejoras en el rendimiento y a una mayor vida útil del equipo. Varios factores contribuyen a la inestabilidad de la temperatura del fluido, incluyendo la integridad de los componentes (diseño, selección, fabricación, aplicación y mantenimiento), la severidad del ciclo de trabajo (aplicación, magnitud y duración de la carga), la hostilidad ambiental y la absorción/desorción de calor.
Las bajas temperaturas pueden ser tan perjudiciales para la estabilidad térmica de los fluidos hidráulicos como las altas temperaturas. En ambientes fríos o condiciones de gran altitud, los fluidos a base de petróleo pueden experimentar un aumento de la viscosidad, alcanzando un punto crítico donde el fluido se espesa y deja de fluir. Esto puede llevar a problemas como el desabastecimiento de la bomba, la cavitación vaporosa dañina, el aumento de la fricción del fluido y mecánica, y la falta de lubricación de las superficies de los cojinetes. La eficacia de la lubricación de un fluido a bajas temperaturas depende de su viscosidad y de sus características de punto de fluidez.
Por otro lado, las altas temperaturas son un problema más común que puede alterar la estabilidad de los fluidos de trabajo convencionales, afectando negativamente el rendimiento del sistema y reduciendo la vida útil de los componentes operativos. En sistemas expuestos a ambientes hostiles y ciclos de trabajo severos, puede ser evidente la necesidad de una capacidad adicional de transferencia de calor y/o fluidos sintéticos.
Las altas temperaturas pueden causar daños permanentes, incluyendo una reducción de la viscosidad del fluido acompañada de un roce mecánico y un aumento de la temperatura. Una mala estabilidad al cizallamiento de un fluido expuesto a altas temperaturas puede provocar cambios irreversibles en la viscosidad. El impacto de las altas temperaturas en las propiedades del aceite es severo, promoviendo una rápida oxidación, la formación de lodos y el desgaste acelerado de los componentes.
La generación de calor en los sistemas de fluidos surge de la conversión de energía mecánica o energía de presión del fluido, y su fuente debe identificarse para evitar daños al sistema hidráulico. La alta fricción en el sistema puede ser causada por componentes lubricados incorrectamente, el uso de fluidos con viscosidad incorrecta, sellos de pistón activados por presión, fluido que pasa a través de orificios de constricción a alta velocidad o que fluye a través de pasajes restringidos.
El hecho de no lograr y mantener la estabilidad de la temperatura del fluido dentro de un rango apropiado durante todo el período de operación puede causar daños graves al sistema de fluidos. Un análisis de balance de calor es crucial para solucionar problemas en sistemas que enfrentan condiciones anormales, como altas temperaturas ambientales, gran altitud, baja presión en la línea de succión o calentamiento externo localizado.
En conclusión, una temperatura incorrecta del fluido puede desencadenar una reacción en cadena que conduzca a la falla total del sistema. La operación a alta temperatura afecta significativamente el desgaste de las superficies de tipo cojinete en un sistema, lo que requiere precauciones estrictas para prevenir daños costosos al equipo. El monitoreo y mantenimiento de la estabilidad de la temperatura del fluido son primordiales para garantizar el rendimiento eficiente y confiable de los sistemas hidráulicos.
