Control de Contaminantes i

Capacitación – FINSA Material del Estudiante

CURSO CONTROL DE CONTAMINANTES NIVEL I

DEPARTAMENTO DE DESARROLLO PROFESIONAL FINNING SUDAMÉRICA


INDICE

01.- Introducción al Control de Contaminantes 02.- Porque el Control de la Contaminación 03.- Fuentes de Contaminación. 04.- Dos Tipos de Contaminación. 05.- Que es un Micrón 06.- Video Ladrón Silencioso. 07.- Efectos de la Contaminación. 08.- Experiencias Externas sobre Control de Contaminantes. 09.- Prevención de la Contaminación. 10.- Trabajo de limpieza. 11.- Almacenamiento y transferencia de aceite. 12.- Filtración tipo Diálisis. 13.- Cambiar filtros Cuidadosamente. 14.- Manejo y almacenamiento de piezas 15.- Líneas Hidráulicas. 16.- Cuidados en la operación. 17.- Como medir la contaminación 18.- Código ISO. 19.- Contador de partículas Pamas 20.- Metas de limpieza recomendadas 21.- Guía de Conformidad 5 estrellas. 22.- Comentarios Finales.

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1.- Introducción al Control de Contaminantes. Definición de Caterpillar:

El control de contaminación es una iniciativa de fiabilidad y durabilidad dirigida a proveer valor superior para nuestros clientes. En años recientes hemos hecho mayor hincapié en esta iniciativa. Hemos establecido especificaciones de fábrica para limpieza de los sistemas de fluidos en nuestras maquinas y nos complacemos en decir que actualmente estamos cumpliendo con nuestras especificaciones al 100%. Sin embargo para que nuestros clientes reciban el valor que incorporamos en nuestros productos, la contaminación se debe controlar a lo largo de toda la vida del producto. Por lo tanto, necesitamos el respaldo del distribuidor y del cliente para mantener la limpieza de nuestros equipos durante su ciclo de vida útil.

Definición Finsa: El Control de Contaminantes (CC) es una Iniciativa de Caterpillar dirigida a sus Distribuidores y Clientes para el control preventivo de los niveles de contaminación en los fluidos utilizados en máquinas CAT, a fin de asegurarles vida útil de componentes, mayor confiabilidad y productividad. Para ello se han establecido especificaciones de limpieza para fluidos, así también recomendaciones para correctas prácticas en procesos de Operación, mantenimiento y reparación.

Caterpillar

Cliente

Finning

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Si bien el programa de Control de Contaminantes se ha implementado hace algunos años en las distintas operaciones de Finsa. Hace décadas que Caterpillar insta a sus clientes a utilizar y mantener fluidos limpios en sus equipos a objeto de lograr la confiabilidad esperada. Ejemplo de esto lo podemos apreciar en la (fig.1) que muestra una publicación Caterpillar de Agosto de 1949, la cual señala la importancia de suministrar combustible y aceite limpio a sus equipos, consideración fundamental para asegurar la vida útil del motor. El Control de Contaminantes ya no es una opción, la Excelencia en lubricación, el mantenimiento basado en la Confiabilidad y otras tendencias han implementado el control de la contaminación como aspecto fundamental para lograr los resultados esperados en el mantenimiento de equipos. El desafío entonces consiste en implementar el programa CC en cada una de las operaciones de Finning. De esta manera consolidar el programa en uno de sus tres pilares (el distribuidor) para posteriormente irradiar a nuestros clientes esta iniciativa y apoyarlos para que la implementen de buena manera. El resultado esperado radica principalmente en entregar a clientes el valor superior que Caterpillar ha integrado en sus equipos, logrando con ello su lealtad y diferenciación dentro del mercado.

fig.1

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2.- Por que el Control de la Contaminación. Para poder entender por que existe un programa de Control de Contaminación, debemos inicialmente saber de que contaminación hablamos. Se define entonces como Contaminación a toda partícula que no forma parte del fluido, ejemplos de contaminación, son las partículas de desgaste, fibras, polvo (Sílice) materia orgánica, todo cuerpo que posea masa. También se consideran agentes contaminantes el agua, calor y oxidación entre otros.

fig.2

Consideremos que todo sistema mecánico el cual utilice fluidos como medio de lubricación y transmisión de potencia hidráulica, siempre estará propenso a la generación de partículas de desgaste. No espere que los filtros existentes en el sistema controlen toda la contaminación presente. Si las concentraciones de estas partículas pequeñas no son controladas de manera satisfactoria sobrepasarán los niveles recomendados y se iniciará la contaminación del fluido Hidráulico, si a esto se suman malas prácticas de mantenimiento y operación, que impliquen ingreso de más agentes externos al sistema, se obtiene un incremento exponencial de los contaminantes presentes en el fluido producto del desgaste prematuro de las piezas constituyentes del sistema hidráulico (fig.2) Por otra parte la presencia de otros factores en el lubricante, tales como agua, calor, etc. Generan oxidaciones, variaciones de viscosidad y en general perdida de las características físico-químicas del lubricante contribuyendo a originar mayor desgaste.

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El desgaste prematuro provocado a piezas sensibles del sistema hidráulico implica su pérdida de rendimiento, disminución de la vida útil y fallas prematuras de partes y componentes, incremento en los costos operacionales, tiempos de detención improductivos, perdida de confiabilidad e insatisfacción de cliente (fig.3).

fig.3

Por esta razón Caterpillar ha desarrollado el programa de Control de Contaminantes, para ser aplicado en las distintas unidades operativas de los distribuidores.

3.- Fuentes de contaminación Se identifican cuatro grandes fuentes de que aportan contaminantes a los sistemas hidráulicos de los distintos equipos Caterpillar, ellos son: • Fabrica (manufactura de los equipos). • Fluidos Nuevos. • Aspectos de la operación de equipos • Aspectos de la mantenimiento de equipos • Fabrica: Los distintos procesos de construcción de los equipos Caterpillar posibilitan el ingreso de partículas externas a componentes y sistemas hidráulicos (fig.4) por tal motivo Caterpillar exige énfasis en la normalización de los niveles de limpieza una vez el equipo nuevo es recibido por el distribuidor, de esta manera asegurar la optima limpieza interna de todos los sistemas y componentes del equipo antes de la operación del equipo y despacho a Cliente. Caterpillar permanentemente mejora sus procesos productivos a fin de minimizar de mejor manera el impacto de la contaminación sobre sus productos, comprometiendo en ello al 100% de sus plantas de manufactura y confección en todo el mundo.

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fig.4 •

Fluidos Nuevos: Lubricantes nuevos y combustibles en general no cumplen los niveles de limpieza recomendados por Caterpillar. El hecho que un aceite hidráulico sea nuevo, no implica que esté libre de agentes externos a la composición del fluido. Siendo con ello una fuente de contaminación que incide en la confiabilidad de los sistemas hidráulicos. En general las normas de calidad aplicadas a estos productos no especifican en muchos casos requerimientos de limpieza para el lubricante o combustible, por otra parte los procesos de almacenaje a granel, trasvasije y envasado del fluido aportan más partículas contaminantes. Muchas han sido las experiencias en donde se ha demostrado que la perdida de rendimiento y confiabilidad en los equipos CAT tiene como causa origen a la contaminación de fluido suministrado, ejemplo recurrente es la generación de materia orgánica (Hongos y Bacterias) en los depósitos de combustible, los cuales no reciben prácticas de mantenimiento adecuadas. La materia orgánica satura filtros y deteriora el sistema de inyección afectando seriamente el rendimiento y operación del motor.

fig.5

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•

•

Aspectos en la operación: Es necesario considerar lo importante que son las correctas prácticas operacionales, así también una actitud pro-activa de los operadores de maquinaria para identificar condiciones y acciones que posibiliten la contaminación de sistemas. Los ejemplos de falencias operacionales son variados, como algunos podemos considerar: o

El no comunicar oportunamente a la unidad responsable del mantenimiento, el mal estado o deterioro que puedan presentar partes y sistemas de los equipos, tales como respiraderos, vástagos picados de cilindros hidráulicos, fugas de aceite general, etc.

o

Es muy frecuente que muchos operadores chequeen niveles de lubricante de algunos componentes y sistemas, si no hay precaución para aquellos sistemas que disponen varillas de nivel como método de revisión, el descuido o malas prácticas posibilitan el ingreso de contaminación al lubricante.

o

El no comunicar oportunamente el deterioro o falencias que puedan existir en las instalaciones y equipos utilizados para la carga de combustible, así también malas prácticas asociadas al proceso de suministro que posibiliten el ingreso de contaminantes al combustible.

Aspectos del Mantenimiento: Muchas son las variables importantes a considerar, debido al alto impacto que generan sus procesos respecto del control de la contaminación. La intervención de sistemas y componentes posibilita en gran medida la incorporación de contaminación a los lubricantes, por tal motivo Caterpillar enfatiza el cumplimiento de los controles necesarios de implementar en el mantenimiento de equipos. Dentro de las acciones recomendadas se destaca la filtración de fluidos en sistemas que han sido intervenidos, a objeto de lograr en el lubricante los niveles de limpieza recomendados por Caterpillar. Publicaciones tales como el Remove & install de componentes mayores y las preguntas limitantes de la guía de evaluación CC, hacen mención de la necesidad de cumplir con estos requerimientos. Si no existe la práctica de Chequear el nivel de limpieza de un sistema luego de ser intervenido, se expone al sistema y componentes que lo constituyen al riesgo de operar en condiciones poco favorables, aumentando con ello el desgaste abrasivo de piezas, perjudicando la confiabilidad general del equipo.

fig.6

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4.- Dos tipos de Contaminación Genéricamente hemos definido a la contaminación como toda partícula que no forma parte del fluido, pero ahora es necesario hacer una división de las partículas contaminantes, entre las que podemos ver a simple vista y aquellas que no podemos visualizar (partículas pequeñas), siendo estas últimas las más importantes de controlar. Las partículas visibles a nuestros ojos por lo general poseen dimensiones mayores a 40 Um© (Um© Unidad de medida, llamada micrón, la cual se verá en detalle en capítulos siguientes) Al interactuar en los sistemas hidráulicos de equipos Caterpillar son fácilmente atrapadas por los elementos filtrantes, así también por elementos de retención como rejillas y tapones magnéticos. Ejemplos de partículas generalmente visibles son: ¾ Fibras de paños ¾ Restos de soldadura ¾ Restos de pintura ¾ Otras.

fig.7 Las partículas no visibles a nuestros ojos, en general poseen un tamaño inferior a 40Um©, siendo posible verlas solo mediante el uso de instrumentos tales como microscopios y solo cuantificables mediante métodos tales como el conteo de partículas y espectrometría. Ejemplos de partículas pequeñas son: ¾ Sílice. ¾ Hollín ¾ Metales de desgaste. ¾ Otras.

fig.8

8


5.- Que es un Micrón La unidad de medida universalmente utilizada para dimensionar los tamaños de partículas, especialmente las no visibles, es el Micrómetro (Um©) normalmente llamado Micra o Micrón, unidad que es equivalente a la Millonésima parte de un metro. La norma ISO (4406) que estandariza el método de cuantificación de partículas presentes en un fluido utiliza al micrón como dimensión de referencia para medir concentraciones de partículas. Así también las tolerancias de los distintos sistemas hidráulicos Caterpillar son generalmente dimensionadas en Micrones. De ahí la importancia de conocer esta unidad y entender de qué ínfimas dimensiones estamos hablando. En la fig. 9 se muestra la diferencia de tamaños al comparar la sección de un cabello humano con los diámetros de una partícula de aproximadamente 40 Um© (1/1000 in) y otras de 4 Um© (1/10000 in) y 1 Micrón (4/100000 in)

fig.9

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6.- Video Ladrón Silencioso Caterpillar ha generado un video instructivo referente al Control de Contaminantes el cual detalla gráficamente los efectos nocivos de la contaminación en sistemas hidráulicos, así también recomendaciones básicas apuntadas a controlarla, logrando con ello beneficios en la confiabilidad del los equipos.

fig.10

7.- Efectos de la contaminación Sabemos que el hecho de no controlar oportunamente la contaminación en sistemas hidráulicos, puede ocasionar la falla catastrófica de componentes del sistema, de lo que existen numerosos ejemplos al respecto, pero producto de este evento se generan además una serie de otras consecuencias, tales como: ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾

Indisponibilidad del equipo. Aumento de costos operacionales. Perdida de confiabilidad del equipo Pérdida de Productividad del Cliente. Insatisfacción del Cliente. Fallas erráticas. Fallas repetitivas. Pérdidas de rendimiento del equipo. La eficiencia de un sistema puede disminuir hasta un 20% antes de que el operador detecte el problema, lo cual representa la pérdida de 1 día por semana.

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Las fotos colocadas a continuación exponen el efecto de la contaminación sobre dos placas de bombas, las cuales sufrieron desgaste prematuro.

fig.11

fig.12

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La operación y mantenimiento de equipos sin considerar los aspectos asociados al Control de Contaminantes puede afectar de manera negativa los costos operacionales de cualquier equipo en el mediano y largo plazo. El no tomar acciones oportunas que posibiliten controlar de manera efectiva las consecuencias de la contaminación es la principal causa de la falla en los sistemas hidráulicos. Por el contrario acciones preventivas respecto a la condiciones de los lubricantes minimizará los efectos producidos por potenciales fallas asociadas al desgaste de piezas. La lamina a continuación muestra un ejemplo de ahorro gavillado por actividades preventivas de control de contaminación

fig.13

8.- Experiencia externas sobre Control de Contaminantes. Numerosos son los ejemplos que demuestran el negativo impacto que provoca la contaminación en la vida útil de las piezas lubricadas, así también los beneficios que se obtienen controlando la contaminación. A continuación se hace mención a uno de ellos referido a una empresa líder en el rubro de Rodamientos. La fábrica de rodamientos TIMKEN ha realizado un estudio debido a la disminución de la vida útil de sus productos (8000hs Vs 12000Hs). El estudio consistió en introducir en rodamientos nuevos partículas contaminantes de 20 a 30 micrones de tamaño, haciéndolos funcionar bajo esas condiciones. El resultado fue disminución de la vida útil por “Contaminación”. Los esquemas que se exponen a continuación muestran los efectos sobre superficies de distintas clases de partículas contaminantes.

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fig.14

fig.14

fig.15

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El siguiente esquema pretende dar idea de cuál es el daño, en dimensiones, de una partículas contaminantes sobre una cubeta de rodamiento colocada en una maza de rueda trasera. Las medidas se detallan en micrones.

fig.16 El desgaste significativo que puede sufrir una pieza lubricada, será paulatinamente acrecentado si no se toman las medidas correctivas adecuadas, la contaminación puede desencadenar fallas catastróficas de altos costo e incidir en la seguridad de equipos e instalaciones. Finning, se ha comprometido a incorporar el control de contaminación en sus procesos, como una herramienta de gestión que aporte a la confiabilidad operacional de los productos Caterpillar.

Según los peritos de sistemas hidráulicos, el 75% al 85% de las fallas que se producen en ellos se debe a contaminación y no a falencias en el diseño de sus piezas. 14


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Otras experiencias

El siguiente gráfico, generado por un fabricante de bombas hidráulicas, relaciona el grado de limpieza de los fluidos en función a la durabilidad de componentes, medido en horas. De aquí, se puede observar que un componente que opera con un aceite a un código ISO 20/15 (Sucio para los estándares de CAT, salvo para transmisiones mecánicas) tiene una durabilidad de 2500hs Vs 25000hs que podría rendir utilizando un fluido con un ISO 16/13.

C o n t a m i n a c i ó n

22/19 21/17 20/15 19/16 18/15 17/14 16/13 15/12 14/11 13/10 12/09

2,500 -------------------

Duración de componentes 10,000 25,000

Aceite limpio nuevo

Vida útil del componente con el tiempo fig.17

9.- Prevención de la contaminación. El poder minimizar los efectos producidos por la contaminación esta estrechamente relacionado con las acciones preventivas que se implementen. En la Prevención Contra la Contaminación existen funciones y responsabilidades por parte de Caterpillar, distribuidores y Clientes. • Caterpillar ¾ Fabricar y embarcar productos y componentes limpios. ¾ Desarrollo de normas nuevas. ¾ Equipo asesor en Control de Contaminación. ¾ Equipos para Control de Contaminación en todas las plantas a nivel mundial. ¾ Diseñar máquinas para mantenerlas siempre limpias. ¾ Proporcionar medios. ¾ Educar a distribuidores, empleados y clientes. • Distribuidores ¾ Nombrar a un líder en Control de Contaminantes. ¾ Educar a empleados y clientes. ¾ Adquirir medios que permitan llevar adelante las normas CC. ¾ Poner en práctica las normas de Control de Contaminantes.

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• Clientes ¾ Educar a operadores y personal de servicio. ¾ Poner en práctica normas de Control de Contaminantes.

Las principales tareas a considerar en el Control de la Contaminación son: -

Trabajo de limpieza. Almacenamiento y transferencia de aceite. Cambiar filtros cuidadosamente. Manejo y almacenaje de piezas. Montaje y almacenamiento de mangueras. Cuidado en mantenimientos y reparaciones. Intervalos de mantenimiento apropiados. Conteo de partículas.

10.- Trabajo de limpieza.

Las prácticas referidas a los trabajos de limpieza y control de contaminantes son imprescindibles en todo taller que funcione bajo normas de calidad de clase mundial e involucran básicamente las siguientes prácticas: ¾ Aseo y Orden periódico en todas las áreas de taller. ¾ Implementar Lay-Out de taller. ¾ Limpiar derrames de inmediato utilizando paños absorbentes. Bajo ninguna circunstancia se admite la utilización de cualquier material granular (aserrín, arena, u otros) para atender derrames de fluidos dentro del taller. ¾ Mantener bancos de trabajo despejados y limpios. No almacenar sobre ellos componentes en proceso de reparación y tampoco repuestos en cajoneras que pudiera tener. ¾ Mantener limpias columnas y paredes y rincones de difícil acceso. ¾ No acumular desechos o elementos deteriorados en bodegas o cuartos destinados para otras funciones. ¾ Mantener cajas de herramientas manuales limpias, ordenadas y en buen estado. ¾ Mantener máquinas herramientas limpias, ordenadas y correctamente operativas. ¾ Mantener vehículos de servicio limpios y ordenados. ¾ Contar con depósitos apropiados para residuos ¾ Generar la correcta segregación de los residuos ¾ Equipos y componentes atendidos en las instalaciones de taller deben ser previamente lavados ¾ Mantener limpias áreas de almacenaje de fluidos y lubricantes. ¾ Mantener orden y aseo en bodega y sectores de almacenaje de repuestos.

Las siguientes fotografías ejemplifican talleres con condiciones no recomendadas y otros en los cuales el control de contaminación y housekeeping es realizado como hábito.

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fig.18

fig.19

Condiciones no recomendadas

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fig.20

fig.21 Housekeeping de taller adecuado

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11.- Almacenamiento y Transferencia de aceite. La manera en que se almacenan y tratan los aceites es cuestión central para el programa de Control de Contaminantes, dado que el objetivo principal es lograr reparaciones “lo más limpias que sea posible” disminuyendo al máximo las probabilidades de fallas o desgastes prematuros por contaminación. Las principales tareas que se deben realizar para un buen manejo de los fluidos son las siguientes: ¾ Filtrar todos los aceites nuevos a ISO16/13 ó menor. ¾ Filtrar todos los sistemas sucios en equipos a ISO18/15 ó menor. ¾ Utilizar cubiertas protectoras para el almacenamiento de tambores de aceite de 205L, si es que estos no permanecen bajo techo. ¾ Almacenar con respiradero los tambores o recipientes a granel con aceite dializado. ¾ Identificar el aceite dializado que se utilizará para el llenado de máquinas o para abastecimiento en el taller. ¾ Proteger con tapas o tapones mangueras y tubos de equipos de filtrado o trasvasije. ¾ En los casos de almacenamiento a granel se debe contar con medios de filtración a la entrada, para detener partículas metálicas y suciedad que pueda ingresar desde tanques de refinerías, tuberías, camiones cisternas y demás medios por donde el fluido circula durante el traslado. También se deben considerar un medio de filtración a la salida para asegurar buena limpieza del fluido a punta de pistola. Las fotos muestran los resultados de un combustible almacenado de manera incorrecta.

fig.22 ¾ Considerar una rutina de mantenimiento para los tanques de almacenamiento a granel, la cual deberá incluir mínimamente cambios de filtros, respiraderos y purga (para el caso de tanques de combustible). ¾ En los tanques para almacenamiento de combustible se deberán tener en cuenta factores de mantenimiento de importancia para conservar la limpieza del fluido: Intervalo de 2 a 3 meses para el cambio de filtros si el tanque permanece lleno con la mitad de su capacidad. Intervalo de 2 o 3 veces al día el cambio de filtros, si el tanque permanece con ¼ o menos de su capacidad Intervalo de 1 vez al año , drenar 100-150 gal de combustible con agua y suciedad para un tanque de 6000 gal.

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El siguiente esquema muestra un medio de filtración para almacenamiento de combustible a granel.

fig.23

12.- Filtración tipo diálisis (off Board)

Consiste básicamente en recircular un fluido a través de un batería de filtros de alto desempeño. La cantidad de veces que esta acción se repetirá, depende de la obtención del código de limpieza ISO ó lo que es lo mismo, dependerá de la cantidad de contaminantes que se encuentren contenidos en el fluido. Para llevar a cabo esta práctica, Caterpillar dispone de una amplia gama de equipos de filtración (dializadoras), las cuales se diferencian de acuerdo a la aplicación que poseen. Cabe mencionar que FINSA cuenta también con equipos de filtración de diseño propio. Fábrica dispone de procedimientos mediante SIS, en donde se detallan accesorios necesarios y pasos a tener en cuenta en la realización de las diálisis.

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fig.24

fig.25

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Gracias a la filtración de este tipo es posible mejorar la limpieza de los lubricantes obteniendo como beneficio confiabilidad del equipo y durabilidad de componentes, los elementos que constituyen los nuevos sistemas hidráulicos, son cada vez mas sensibles a la contaminación, por lo que mantener la buena práctica de diálisis o filtración externa en cada actividad de mantenimiento y/o reparación beneficiará la condición de la maquinaria. Es recomendable contar con la cantidad de dializadoras necesarias, de acuerdo a los tipos de aceite ó compartimientos a filtrar. El objetivo es no contaminar un determinado aceite con remanentes en filtros, bomba y mangueras de otro tipo. Ej: si se deben dializar los sistemas de transmisión e hidráulico de una máquina debemos contar con mas de un equipo de filtración. La filtración tipo diálisis o denominada Off Board ha ganado terreno como una excelente práctica de mantenimiento, la cual puede ser complementada con el uso de filtros UHE en los sistemas intervenidos y/o dializados y así cautelar de la mejor forma la limpieza permanente del lubricante. No obstante es necesario hacer notar que la diálisis de un equipo solo elimina el síntoma presente, en este caso la contaminación, por tanto esta actividad debe ser también complementada con la evaluación del sistema a fin de determinar la causa origen de la contaminación presente.

13.- Cambiar filtros Cuidadosamente Si bien entre las actividades de mantenimiento para la maquinaría, la tarea de cambio de elementos filtrantes es quizás considerada un aspecto menor, cobra vital importancia si consideramos que el cambio de los elementos filtrantes puede implicar el aporte de contaminación, la cual puede recorrer la totalidad del sistema hidráulico y/o admisión afectando seriamente a sus componentes, en general toda intervención a un sistema confinado implica la necesidad de minimizar el riesgo de exposición del sistema al ambiente exterior . Recordemos que mucha de la contaminación que ingresa corresponde a partículas de tamaños no visibles a simple vista.

fig. 26

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Se recomiendan cuidados básicos y correctas prácticas para la instalación de filtros, entre ellos podemos destacar: • • • •

Rechazar cualquier filtro que presente deterioro evidente en su embalaje o estructura, puesto que pudo haber estado expuesto al ambiente por un período de tiempo descocido. No abrir el embalaje de filtros hasta el momento preciso de la instalación. No rellenar filtros con lubricante. Utilizar lubricantes limpios para la lubricación de sellos de ajuste, nunca usar aceite de desecho o sucio.

14.- Manejo y almacenamiento de piezas

El almacenaje es una etapa crítica en el proceso de vida útil de un repuesto. El preservar de manera correcta las piezas garantiza su oportuno uso cuando sea requerido, así también su buen funcionamiento en el sistema del que formará parte, aportando confiabilidad a la operación general del equipo. El desgaste prematuro de piezas, disminuye la vida útil de componentes y sistemas, afectando severamente el desempeño del equipo.

fig. 27 Una pieza almacenada de manera deficiente posibilitará su contaminación, la cual será traspasada al fluido en el momento de montaje y operación del equipo. Dentro de la gama de repuestos administrados por Bodegas y CDR, las líneas hidráulicas, filtros y sellos son considerados como repuestos críticos, debido a la facilidad de estos para acumular contaminantes, los cuales ingresan al sistema hidráulico. Sólo a través de microscopio es posible ver la contaminación de partículas pequeñas, por tanto una caja de filtro abierta, una línea hidráulica no protegida entre otros hará posible el ingreso de estas partículas al repuesto y posteriormente al fluido.

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fig. 28 El control de contaminación debe estar inserto en los proceso de almacenaje de partes y repuestos, se requiere para ello la participación activa del personal de bodega para poder identificar las no conformidades y tomar acción sobre embalajes y condiciones defectuosos. Una pieza sucia o peor aún, corroída por oxidación producto de un almacenaje defectuoso, implica un detrimento económico que la compañía debe absorber.

15.- Líneas hidráulicas Dentro de los sistemas hidráulicos de cada maquinaria siempre encontraremos líneas hidráulicas, ya sean mangueras o tuberías, las cuales requieren una atención especial respecto de la contaminación. Inicialmente el proceso de confección o armado de una manguera hidráulica implica actividades de corte y prensado, esto posibilita la generación de partículas contaminantes que son ingresadas al interior de la línea confeccionada. Por tal motivo Caterpillar promueve como obligación la actividad de limpieza interna de cada línea confeccionada. Para esto se utilizan en general los kit de limpieza de mangueras y tubería, el procedimiento consiste en el disparo de proyectiles de esponja al interior de la línea mediante aire a presión, tantas veces como sea necesario, de esta manera barrer toda partícula adosada al interior de la línea. Indistintamente mangueras o tuberías pueden ser limpiadas internamente, controlando de esta manera la contaminación que pueda ser aportada al sistema hidráulico cuando estas sean instaladas en la maquinaria.

fig. 29

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Es recomendable el uso de etiquetas de certificación para líneas que han sido limpiadas usando el método descrito, de esta manera conocer por el usuario que las líneas a utilizar poseen la limpieza necesaria. No sólo líneas confeccionadas deben ser limpiadas internamente, mediante el uso de proyectiles de esponja, esto también aplica a líneas hidráulicas removidas de equipos intervenidos y que serán reinstaladas nuevamente en la maquinaria. Es considerado como una buena práctica mantener al interior de taller un mueble de fácil acceso que contenga el kit de limpieza y a los diferentes tipos de proyectiles.

fig. 30 Hemos visto la necesidad de limpiar internamente cada línea hidráulica que sea armada o confeccionada, así también aquellas que producto de una intervención en el sistema han sido retiradas y serán vueltas a montar. Paralelamente CAT recomienda el uso de elementos de control para proteger aquellas líneas que ya han sido limpiadas internamente, y quedaran almacenadas como Stock o a la espera de montaje. El control al que nos referimos implica cubrir sus extremos principalmente con tapas plásticas, ya sean cónicas o roscas según se requiera, de esta manera impedir que ingresen partículas contaminantes al interior de la línea.

Almacenaje No recomendado

Almacenaje recomendado

fig.31

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16.- Cuidados en la operación

En uno de los capítulos anteriores vimos que la operación de la maquinaria puede incidir en los niveles de limpieza de un sistema, si no existe un conocimiento por parte del personal de operación referente al Control de Contaminación es posible que no se tome acción sobre prácticas y condiciones que atenten contra la limpieza de los fluidos y en definitiva contra la confiabilidad de la maquinaria. Un respiradero roto, fugas de lubricante, cilindros picados o corroídos son ejemplos de condiciones que potencian el ingreso de contaminantes al interior de los sistemas hidráulicos, así también malas prácticas asociadas al almacenaje, trasvasije y suministro de combustible y lubricantes potencian la contaminación interna de los diferentes sistemas.

fig.32

Cada técnico que haya sido instruido en Control de Contaminación posee la responsabilidad de irradiar esta iniciativa a Clientes u otro personal de mantenimiento y operación.

El personal técnico de Finning debe procurar entregar un servicio de excelencia y aportar hacia cliente las recomendaciones de las oportunidades de mejoras que se identifiquen en sus instalaciones y operación de equipos Caterpillar. De esta manera fortalecer la toma de acciones preventivas que cautelen la confiabilidad del producto, creando nuevos puntos de contacto que potencien la relación ganar – ganar con nuestros Clientes.

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17.- Como medir la contaminación

Hasta ahora hemos hablado de la contaminación de manera genérica, pero debemos considerar que el tipo de partículas presentes en un fluido dependerá del tipo de sistema hidráulico o componente, así también su concentración estará relacionada al desgaste mecánico propio del circuito. Por lo tanto distintos sistemas mostrarán distintas cantidades y tipos de partículas consideradas contaminación o partículas de desgaste fuera de norma. Es por ello que existen diferentes formas de verificar la contaminación o presencia de partículas de desgaste de un determinado sistema hidráulico o componente lubricado. No obstante independiente del sistema o componente, la acumulación de partículas de desgaste en el aceite es un indicador de posibles problemas de la máquina. Observar el aumento en la cantidad de pequeñas partículas de cierto elemento puede ayudar a identificar el componente que se está desgastando. Además siguiendo la cantidad y la velocidad de acumulación de partículas grandes y pequeñas con el paso del tiempo puede indicar la severidad del desgaste del sistema o componente. Existen métodos básicos y simples que permiten identificar partículas existentes en los fluidos, así también otros que implica el uso de elementos electrónicos de tecnología avanzada, a continuación detallamos algunos de ellos: • Inspección de rejillas y tapones magnéticos. Mediante esta técnica es posible apreciar a simple vista partículas de hierro adheridas a la superficie de los imanes, se puede establecer patrones de comparación con distintos grados de severidad para la presencia de partículas en estos elementos. El seguimiento e interpretación de estos datos es una actividad recomendable de monitoreo de la contaminación existente en el sistema, siendo en algunas ocasiones la fuente de datos más representativa de la condición del sistema o componente.

fig.33

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• Corte de filtros Hidráulicos Método que implica examinar a simple vista una sección del elemento filtrante a fin de constatar la presencia de partículas contaminantes de todo tipo y no solo ferrosas como la técnica anterior, también es posible indicar la severidad de un filtro cortado en base al uso de un patrón de comparación. Para el corte del filtro es recomendado el uso de exclusivo de la herramienta 175-7446 de Caterpillar y en ningún caso el uso de sierras u otras herramientas que puedan generar partículas en la sección de filtro a examinar.

fig.34

La inspección de partículas de desgaste o contaminación presente en un fluido implica muchas veces el muestreo del fluido a evaluar. Por tanto la actividad de toma de muestras para un sistema o componente es un aspecto crítico que se debe ejecutar de acuerdo a procedimiento. Es fundamental cautelar la representatividad de la muestra de fluido a evaluar. Una muestra de aceite mal tomada no será representativa del sistema y puede originar la tomas de acciones erróneas que no se orienten a la causa raíz de la contaminación. Caterpillar promueve el muestreo periódicos de lubricantes, combustibles y refrigerantes, como una herramienta efectiva para el monitoreo de condiciones de componentes y sistemas en general. El análisis de fluidos ha sido por décadas un excelente método que nos permite adelantarnos a la falla en base de conocer las anormalidades observadas en los análisis de fluidos. La toma de muestras de fluidos pareciera ser una tarea menor dentro de las actividades de mantenimiento, sin embargo es fundamental ejecutar esta actividad de manera apropiada. Todo técnico debe conocer el procedimiento adecuado de muestreo y ejecutarlo de manera correcta, Caterpillar ha generado un video instructivo para este fin, el cual se llama “Toma de muestras, la manera correcta”. Idealmente toda persona que realice tareas de muestro debe haber visto este video a fin de conocer y ejecutar el muestreo de manera idónea.

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Fig.35 • Test de Parche Esta técnica es recomendada frecuentemente como método de terreno y consiste en hacer pasar un volumen determinado de lubricante del sistema a muestrear a través de una membrana filtrante (parche) la cual poseen un micronaje mínimo conocido, de esta manera toda partícula mayor a al tamaño establecido quedará atrapada en el parche. Posteriormente este es observado mediante un microscopio, dejando ver la morfología de las partículas presentes en la muestra. El intérprete podrá identificar diferentes elementos y aleaciones, lo que puede indicar la fuente origen del desgaste del sistema o contaminación presente en el fluido, definiendo de mejor forma las acciones a tomar.

fig.36

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Existen otras pruebas que implican el uso de herramientas más específicas para determinar si existe contaminación en el lubricante, algunos ejemplos de estas son las pruebas de crepitado para determinar presencia de agua libre en el fluido, así también el comparados de viscosidad para determinar dilución o aumento de viscosidad del lubricante.

fig.37 Diversos son los métodos existentes para conocer la presencia o no de contaminación en fluidos, de los cuales hemos comentado algunos. Ahora bien en general hemos visto que los métodos mostrados son principalmente cualitativos, no siendo precisos para cuantificar la presencia de materia considerada contaminación. Esto se debe principalmente a que no todos los métodos han sido normados, por tanto solo en base a patrones de comparación podemos establecer un cantidad referencial para estas actividades de medición, así también algunos métodos mostrados solo persiguen saber si existe un tipo de contaminación en particular, como lo es el la prueba de Crepitado (on-off) Para poder conocer de manera precisa el nivel de contaminación existente en un determinado volumen de fluido hay técnicas mucho más desarrolladas que implican el uso de instrumentos de alta tecnología, los que permiten conocer en base a normas y estándares definidos la cantidad y tipo de contaminación o elementos libres presentes en el fluido lo que permite discriminar de mejor forma el origen de la contaminación o elementos observados. Dos de estas técnicas son el Análisis Espectrográfico y el Conteo de Partículas. • Análisis Espectrográfico. Consiste en identificar los componentes elementales presentes en el fluido, es decir el metal o aleación específico de que están formadas las partículas. De esta forma después de analizar varias muestras se puede identificar partículas de varios metales que pueden estar aumentando en volumen, lo que indica frecuentemente problemas. Al identificar los tipos y combinaciones de metales se puede conocer específicamente que componentes o elementos del sistema se están desgastando. Lamentablemente este tipo de análisis posee una limitación en el tamaño de partículas que puede analizar y son sólo hasta 10 Um©; no detecta mayores partículas que puedan indicar una avería que pueda ocurrir en el corto plazo.

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fig.38 • Conteo de Partículas. Esta técnica puede cuantificar partículas desde un micrón hasta 200 micrones de tamaño, por lo tanto puede detectar indicios adicionales de desgaste anormal y fluido sucio, lo que el análisis espectrográfico no puede hacer. Esta técnica puede contar las partículas presentes en un fluido indistintamente si son metálicas o no, pero no las puede distinguir entre sí. Aquí es donde los dos métodos se complementan: el análisis espectrográfico cuantifica e identifica las partículas de desgaste hasta 10 micrones y para que el conteo de partículas cuantifica partículas mayores informando sus respectivas concentraciones por cada tamaño establecido. El conteo de partículas ha sido usado durante muchos años por la industria de potencia hidráulica a fin de detectar los niveles de suciedad en sistemas hidráulicos de baja tolerancia. Su capacidad de advertir cuando ocurre un desgaste grave en una amplia gama de materiales y tamaños de partículas lo convierte en una herramienta muy útil para determinar las tendencias de los niveles de desgate en la mayoría de los compartimientos de la maquinaría Caterpillar. Finning ha implementado el conteo de partículas no tan solo como una actividad integrada en el programa S*O*S de muestreo y análisis de lubricantes si no también como una actividad rutinaria de mantenimiento y reparación en todos los servicios técnicos de Finsa. Entre el análisis espectrográfico y el conteo de partículas se establece una colaboración muy eficaz a la hora de identificar desgate anormales. Las partículas de metal que el análisis espectrográfico detecta pueden aumentar bruscamente y luego mantenerse constante pero al mismo tiempo las partículas más grandes pueden mostrar una tendencia abrupta de aumento indicando que está ocurriendo una falla y en este caso solo el conteo de partículas puede detectar el al tamaño de las partículas de desgaste originadas. De esta manera se pueden complementar de buena forma ambas actividades orientando así al intérprete a determinar la causa origen del desgaste o contaminación presente.

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fig.39

18.- Códigos ISO 4406 Los Códigos ISO son una forma sencilla de cuantificar partículas de acuerdo con su tamaño. Estos códigos han sido establecidos por la Organización Internacional de Normas (ISO) y son el método más usado para identificar la limpieza de un fluido. En nuestra industria, se aplican a todos los fluidos lubricantes utilizados en los equipos CAT, excepto el aceite usado de motor El sistema de Códigos ISO establece 28 códigos numéricos, representado cada uno de ellos un cierto intervalo de partículas por mililitro, desde 0,01 hasta 2.500.000 partículas. Cuanto más pequeño el número de código, menos es el número de partículas, donde el tamaño del intervalo de cada código es el doble del tamaño del intervalo que le precede.

fig.40

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Por ejemplo, el código ISO 10 tiene un intervalo de 5 partículas, el código ISO 11 tiene un intervalo de 10 partículas, esto significa que cada aumento de una unidad en el código ISO, indica que el fluido está el doble de sucio ( en partículas de esos tamaños) que el código precedente. • Como usar los códigos ISO La norma ISO en vigor (ISO 4406 ©) establece un código de tres factores (X / Y / Z) para expresar la limpieza de un fluido, el primer factor (X) representa el numero de partículas más grande que 4 micrones, el segundo (Y) representa el numero de partículas mayores a 6 micrones, por último el tercer factor (Z) representa a las partículas mayores 14 micrones. Caterpillar utiliza los factores (Y / Z) para los lubricantes en general y sólo para el combustibles utiliza los tres factores (X / Y / Z) Por ejemplo, si en una cierta muestra la concentración por mililitro de partículas mayores a 6 micrones es de 1350 y la concentración de partículas mayores a 14 micrones es 105, el código ISO de limpieza sería 18/14. Se utilizan en lubricantes los tamaños de partículas mayores a 6 y mayores a 14 micrones por que el tamaño más pequeño indica partículas de desgate que pueden causar sedimentos en el fluido (y cuya composición metálica especifica puede determinarse mediante análisis espectrográfico), mientras que el tamaño de partículas mayores a 14 micrones puede indicar la presencia de un desgaste rápido y la posibilidad de fallas prematuras. Un código ISO es una especie de abreviatura de limpieza que es fácil de entender, un identificador instantáneo que resume la contaminación del fluido utilizando los números solamente. A medida que esos dos números cambian de una muestra a otra del fluido del mismo compartimiento, pueden ser los primeros indicadores de que hay un problema.

fig.41

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19.- Contador de partículas Pamas y Hydac

Finning ha implementado en todas sus operaciones el uso de contadores de partículas para sus servicios técnicos. De acuerdo a esto el chequeo de los niveles de limpieza de sistemas y componentes es realizado a fin de cumplir las recomendaciones de Caterpillar para el control de contaminación. Existen en la actualidad dos alternativas de contadores de partículas ópticos ofrecidos por Caterpillar, ellos son confeccionados por las empresas Pamas y Hydac, siendo los modelos en cuestión el S40 y FCU1000 respectivamente. Inicialmente comercializado por Caterpillar el Pamas S40 es masivamente usado en las distintas operaciones de Finning, siendo una herramienta confiable y de alto desempeño que habitualmente ha sido utilizado en talleres, no obstante su diseño le permite también realizar conteo de partículas en terreno y directamente en equipos. El modelo FCU1000 de Hydac es un contador diseñado específicamente para los servicios de terreno. No posee tantos atributos técnicos como el pamas, pero permite conocer los niveles de limpiezas de los diferentes fluidos. Si bien el Hydac posee un precio de adquisición tres veces menor que el de un pamas, ambos instrumentos corresponden a herramientas de precisión, lo que implica la necesidad de una correcta manipulación y operación. Todo técnico en Finsa debe conocer y operar correctamente alguno de estos instrumentos, así también saber interpretar la información que entregan, a fin de tomar las correctas acciones en base a la condición de los sistemas evaluados.

Pamas S-40

Hydac FCU100

fig.42

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20.- Metas de limpieza recomendadas Caterpillar ha establecido metas de limpieza generales para los distintos fluidos, ya sea para combustible y lubricantes nuevos, así como para lubricantes ya operando en sistemas filtrados de los diferentes equipos CAT.

• • • • •

Todo Aceite nuevo de llenado ………………………………..

ISO16/13

Sistemas Hidráulicos (Implementos y dirección) …………...

ISO18/15

Sistemas de Transmisión Controladas Electrónicamente…

ISO18/15

Combustible………………………………..……………………

ISO18/16/13

Fluido de Calibración equipo de prueba de inyectores: …..

ISO15/13

fig 43 El mantener de manera constante estas metas de limpieza o mejor aún menores niveles de contaminación en los fluidos, posibilita lograr la vida útil esperada de componentes, así también incrementar la confiabilidad de los equipos. La intervención de sistemas hidráulicos implica el chequeo del nivel de limpieza del fluido una vez que ha terminado la intervención, de esta manera saber si es necesario generar la acción correctiva correspondiente si es que no se cumple con el código ISO recomendado. Dentro de las acciones propuestas la filtración es la tarea recomendada para regularizar el nivel de limpieza en un sistema de terminado, por tanto la necesidad de contar con equipos de filtración es fundamental. El uso de filtros UHE es complementario a la filtración tipo diálisis y su uso es una buena práctica para mantener los niveles de limpieza recomendados por CAT

fig.44

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21.- Guía de conformidades 5 estrellas A fin de poder conocer el nivel respecto al CC que cada distribuidor posee, Caterpillar ha generado una guía de evaluación llamada “Guía de conformidades para el Control de Contaminación” Documento que entrega parámetros de comparación para condiciones y practicas de taller asociadas al correcto mantenimiento y reparación de equipos. Caterpillar ha establecido Guías de conformidades para las distintas unidades operativas, entre ellas: Minería, Sucursales, Power System y CRS. Estas detallan los requerimientos específicos para cada unidad, en base a ejemplos de condiciones y procesos no recomendados, aceptables y buenos. Cada Item requerido en la guía de conformidades es comparado con el estándar existente en la operación evaluada, logrando con ello un puntaje determinado por el apego o no al estándar ideal expuesto por la guía de conformidad. El ejecutar la Guía de evaluación implica registrar el puntaje logrado en una planilla de calculo llamada “Calculador” en la cual la suma de puntos de cada sección genera un puntaje final y un porcentaje (%) de cumplimiento respecto del máximo posible a lograr. El % de cumplimiento obtenido será equivalente a una determinada cantidad de estrellas. La cantidad de estrellas posibles de obtener es de 0 a 5 siendo este último número el máximo nivel de excelencia. Las operaciones que a nivel mundial han logrado la categoría de 5 estrellas son muy pocas, el estándar implica compromiso y participación de directa de todos los involucrados, consolidando una cultura de trabajo, que logre entregar valor al producto CAT y a los servicios de Finning. Medium to high volume wash equipment to remove heavy deposits of mud • Good - machines are washed with high volume water source such as a fire hose

• Acceptable - machines are washed with medium pressure washer

• Not recommended - machines are washed with

Good = 8

Acceptable = 4

“home owner” type pressure washer or low pressure source such as a garden hose

Not recommended = 0 Caps & plugs for hoses used •Good – plastic or metal plugs and caps •Acceptable - plastic taped over hose ends •Not recommended - no caps used, rags stuffed in holes or tape used to close open oil lines, ports, etc.

Good = 8

¡

Acceptable = 4

fig. 45

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Not recommended = 0


22.- Comentarios finales.

El control de contaminación es una iniciativa que mejora y beneficia las operaciones de Finning y las de nuestros Clientes. Para esto se requieren inversiones que sustenten condiciones aceptables en las distintas unidades operacionales, elevando con ello la calidad de nuestros procesos, no obstante el éxito de esta iniciativa depende del estricto compromiso de todo el personal de Finning. El Control de Contaminantes ya no es una opción sin un completo compromiso a todo nivel, la contaminación continuará siendo un ladrón silencio, robando el rendimiento de los sistemas de fluidos, incrementando tiempos de reparación y costos. Caterpillar, Proveedores, distribuidores y clientes todos deben mantener en jaque a la contaminación a lo largo de la vida útil del producto. Juntos podemos ser los líderes en el control a la contaminación, Juntos podemos ayudar a mantener los productos CAT como lideres en rendimiento y confiabilidad.

fig. 46

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Control de Contaminantes i

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