Contaminantes sólidos en los procesos de mecanizado, ¿por qué es tan difícil controlarlos?

Los contaminantes sólidos en los procesos de mecanizado son el tipo de contaminación más difícil de controlar en los lubricantes, especialmente las partículas procedentes de la propia operación como virutas, polvo metálico o residuos abrasivos.

Aunque existen varios tipos de contaminantes que pueden afectar los lubricantes, como la contaminación con agua, la cruzada, o incluso productos químicos, los sólidos son, por varias motivos, los más difíciles de controlar en entornos de mecanizado. 

Estos contaminantes sólidos se generan constantemente durante el proceso de corte, fresado, torneado y otros métodos de mecanizado, debido al desgaste natural de las herramientas y los componentes. La acumulación de estos residuos tienen efectos adversos sobre el rendimiento de las operaciones y la vida útil de los equipos.

Tipos de contaminantes sólidos más comunes

Estos contaminantes pueden estar presentes en forma de partículas metálicas, fragmentos de abrasivo, polvo o incluso subproductos de la oxidación. Veamos cuales son los más comunes. 

Virutas metálicas

En las operaciones de mecanizado, es común que se generen virutas o partículas metálicas debido al corte, fresado, taladrado y torneado. Estas partículas son extremadamente pequeñas, pero a pesar de su tamaño, pueden dañar de manera significativa las superficies internas de las máquinas o generar desgaste acelerado en componentes móviles. Su tamaño y distribución varía, lo que hace que su filtración sea complicada.

Partículas abrasivas

Las herramientas de corte, como las muelas abrasivas, liberan pequeñas partículas al desgastarse que, no solo contaminan el lubricante, sino que también tienen una capacidad destructiva sobre las superficies metálicas, ya que pueden actuar como micro-esmeriladores, aumentando el desgaste de las superficies de contacto.

Óxidos y corrosión

Los lubricantes pueden entrar en contacto con superficies metálicas que ya presentan corrosión o productos de oxidación. Estas pequeñas escamas de óxido se disuelven o suspenden en el fluido de corte, contaminándolo y afectando la estabilidad de las propiedades del fluido. Además, la presencia de óxidos aumenta la posibilidad de fallos prematuros en los componentes de precisión.

¿Por qué es difícil controlar los contaminantes sólidos en los procesos de mecanizado?

El control de estos contaminantes sólidos en los lubricantes de mecanizado es difícil de gestionar por varias razones:

Tamaño microscópico

Muchas de las partículas son extremadamente pequeñas, lo que dificulta su detección temprana y efectiva. Si bien algunos sistemas de filtración pueden eliminar partículas más grandes, las más finas, en el rango de micrómetros o nanómetros, a menudo pasan desapercibidas a través de los filtros estándar.

Contaminación continua

A diferencia de otros tipos de contaminación (como el agua o los productos químicos), los contaminantes sólidos se generan de manera constante durante el proceso de mecanizado. Cada vez que una herramienta corta o desgasta una pieza, hay partículas que ingresan al sistema de lubricación. Esto significa que, sin un sistema de filtración robusto y continuo, la contaminación puede acumularse rápidamente.

Dificultad para la eliminación total

Los contaminantes sólidos no siempre se separan naturalmente del lubricante debido a la gravedad o sedimentación. Muchos de ellos permanecen suspendidos en el fluido, lo que requiere sistemas especializados de filtración de alta eficiencia, como separadores centrífugos o filtros de banda, para removerlos.

Alteración de las propiedades del lubricante

Las partículas sólidas pueden modificar las propiedades del lubricante, como su viscosidad o capacidad de formar películas protectoras, lo que compromete la lubricación y genera más fricción y calor.

Contaminación cruzada

En sistemas que comparten lubricante para diferentes componentes o máquinas, las partículas pueden transferirse entre sistemas, afectando múltiples áreas.

Consecuencias de la contaminación sólida en los lubricantes

La presencia de contaminantes sólidos en los lubricantes de mecanizado influye negativamente en la operación. ¿Cómo afectan estas partículas al fluido?

• Desgaste acelerado de herramientas: la acción abrasiva de los contaminantes sólidos aumenta el desgaste de las herramientas de corte, lo que reduce su vida útil y requiere reemplazos más frecuentes.
• Deterioro de la calidad de las piezas mecanizadas: las partículas sólidas pueden introducirse en las superficies de contacto entre la herramienta y la pieza, afectando la precisión y el acabado superficial de los productos.
• Aumento del consumo de energía: la presencia de residuos abrasivos en el lubricante genera fricción adicional entre los componentes, aumentando el consumo energético de las máquinas.

Soluciones para minimizar la presencia de contaminantes sólidos

Entre las soluciones para minimizar este tipo de partículas, destacan:

1. Sistemas de filtración avanzados: los filtros con capacidad de retener partículas microscópicas son una de las mejores soluciones para controlar los contaminantes sólidos. Los sistemas de filtración por banda, centrífugos o magnéticos pueden ser efectivos para reducir la carga de partículas en el lubricante.
2. Monitoreo continuo: implementar sensores y sistemas de monitoreo para detectar niveles crecientes de contaminación en tiempo real puede ayudar a tomar medidas correctivas antes de que el daño sea irreparable.
3. Uso de lubricantes con propiedades auto limpiado: algunos fluidos más modernos contienen aditivos que ayudan a las partículas a agruparse, facilitando su remoción en los sistemas de filtración.
4. Mantenimiento y limpieza regular: mantener un programa de mantenimiento y limpieza tanto de las herramientas como de los sistemas de lubricación es esencial para evitar la acumulación excesiva de contaminantes.

La clave está en entender que los contaminantes sólidos, aunque pequeños, pueden tener un impacto considerable en el rendimiento del proceso y en la vida útil de los equipos, por lo que su control es esencial para la eficiencia y la calidad del mecanizado.

El control de la contaminación sólida supone un auténtico desafío dado que las partículas se generan constantemente durante las operaciones de mecanizado. Sin embargo, con la implementación de sistemas de filtración adecuados y el control de los niveles de contaminación, es posible mitigar sus efectos negativos.

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