Cómo la Temperatura Afecta el Rendimiento y Eficiencia del Sistema Hidráulico

Los sistemas hidráulicos son cruciales para muchos aspectos de la vida moderna, desde plantas masivas que dependen de hidráulica para fabricar piezas hasta el sistema que impulsa un camión de basura local. Por masivos y poderosos que sean, tienen un talón de Aquiles proverbial: los extremos de temperatura. Tanto temperaturas bajas como altas pueden afectar el rendimiento y eficiencia de sistemas hidráulicos, grandes y pequeños. Si su sistema no rinde como se espera, quizás sea un problema de temperatura que necesite investigación.

Condiciones de Operación a Baja Temperatura

Cuando se piensa en efectos de temperatura en hidráulica, el pensamiento inmediato es calor; sin embargo, temperaturas frías pueden tener efecto devastador. Tales temperaturas subóptimas pueden resultar de temperaturas ambientales muy bajo cero o la operación a gran altitud, condiciones atmosféricas bajas. Los efectos de baja temperatura pueden ser especialmente problemáticos para sistemas hidráulicos móviles en equipos exteriores durante meses de invierno.

Efectos de las Bajas Temperaturas en Sistemas Hidráulicos

Materiales elastoméricos como el caucho son comunes en sistemas hidráulicos de todos los tamaños, y el caucho (así como otros elastómeros) es sensible al frío y puede comportarse como material frágil cuando las temperaturas bajan lo suficiente. Cuando el equipo hidráulico se expone a frío, componentes de caucho como sellos, racores, soportes y mangueras pueden dañarse seriamente durante la operación. Es importante verificar el estado de componentes exteriores de caucho por grietas o desgarros antes de arrancar y tener siempre repuestos a mano.

Las temperaturas frías afectan la viscosidad de los fluidos en su sistema —no solo fluido hidráulico sino lubricantes. Las bajas temperaturas aumentan la viscosidad, haciendo que se comporte como fluido más espeso. Si la viscosidad aumenta demasiado, el fluido no se comportará normalmente; por ejemplo, al arrancar, aceite con viscosidad superior a la normal puede no distribuirse uniformemente alrededor de partes críticas lo suficientemente rápido para prevenir daño. Los fluidos pueden incluso gelificar hasta no fluir. Esto resulta en bombas cavitadas, falta de lubricación y daño costoso.

Una práctica sabia es verificar los fluidos en su equipo —incluyendo no solo fluido hidráulico sino también fluido de motor y transmisión— antes de arrancar. No verifica niveles, sino viscosidad: si el fluido es demasiado espeso para gotear del extremo de la varilla medidora, es demasiado viscoso para funcionar. Intentar operar en esa condición dañará seriamente el sistema. Este aumento de viscosidad también es por qué es importante dar tiempo a su equipo para calentarse antes de usar. Arranque y deje ralentí para calentar el sistema y fluidos antes de trabajar.

En general, asegúrese de que los fluidos sean apropiados para las temperaturas esperadas, considerando presión atmosférica si hay condiciones de gran altitud. Busque orientación del fabricante si hay duda sobre qué fluidos son apropiados en frío.

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Efectos de las Altas Temperaturas en Sistemas Hidráulicos

Cuando fluidos y lubricantes se exponen a altas temperaturas por períodos prolongados, experimentan deterioro permanente y reducción severa de viscosidad (el fluido se vuelve mucho más delgado). El deterioro conduce a oxidación (la tasa aumenta significativamente con temperatura) y formación de lodo problemático. Al mismo tiempo, el fluido experimenta reacciones químicas entre aditivos degradados, comprometiendo seriamente el rendimiento del fluido y del sistema.

La viscosidad reducida puede tornar lubricantes e aceite inútiles para proteger componentes reduciendo fricción, previniendo daño abrasivo y minimizando velocidad de desgaste. Un cambio de viscosidad también afecta el comportamiento del fluido, impactando negativamente el rendimiento del sistema. Dependiendo de combinación de presión y temperatura, algunos fluidos pueden alcanzar estado de vapor —lo que obviamente daña sistemas y componentes.

Aunque el uso de fluido con aditivo mejorador de índice de viscosidad (VI) puede aliviar el problema de viscosidad reducida en altas temperaturas, es vital recordar que la exposición prolongada puede causar que este aditivo se degrade —lo que significa que no son una solución fácil. Aún más interesante: la operación prolongada a alta temperatura puede agotar otros aditivos críticos, incluyendo depresores de espuma, inhibidores de óxido, ingredientes antidesgaste y antioxidantes.

A medida que el deterioro continúa y aditivos clave como inhibidores de óxido y antidesgaste se agotan, los componentes (motores, bombas, válvulas) experimentarán desgaste acelerado. El rendimiento y eficiencia continúan cayendo y el sistema genera su propio calor. El resultado es un ciclo letal de daño. Si el desgaste acelerado continúa, trozos de metal pueden desgastarse, formando escamas y partículas que contaminan el fluido y exacerban el desgaste.

En resumen, la exposición prolongada a altas temperaturas puede destruir un sistema hidráulico con el tiempo.

Causas de Generación de Calor en Sistemas Hidráulicos

Las altas temperaturas pueden resultar de temperatura ambiente extrema pero son más probables por generación de calor dentro del sistema. Como el calor puede ser tan dañino, es importante rastrear la fuente. La generación de calor resulta comúnmente de fluido fluyendo de alta a baja presión sin salida de trabajo mecánico. Una fuente de pérdida de presión es la fricción. La fricción alta genera calor, y las fuentes pueden incluir:

• Componentes mal lubricados (ej. insuficiente lubricación o tipo incorrecto)
• Uso de fluido con viscosidad demasiado alta, resultando en fricción interna
• Uso de fluido con viscosidad demasiado baja que no protege superficies
• Sellos de pistón activados por presión
• Fluido pasando por orificio restrictivo o restricción a alta velocidad
• Fluido fluyendo a través de paso restringido

Otras fuentes de calor incluyen compresión de fluidos aireados, que ocurre cuando el fluido está contaminado con aire. La compresión de fluido aireado en una bomba puede llevar rápidamente a temperaturas alrededor de 1100 °C (2000 °F).

En algunos casos, el calor no es generado por el sistema. Si el sistema opera cerca de una fuente de calor, eso podría causar problemas. La falta de ventilación adecuada también puede resultar en temperaturas elevadas.

Conclusión

Los extremos de temperatura afectarán el rendimiento de su sistema y resultarán en daño serio (y costoso) si no se aborda o protege el sistema. Esto es cierto ya sea un quitanieves pequeño en frío extremo o un sistema en planta que genera calor suficiente para exceder límites recomendados. El efecto más inmediato involucra la viscosidad: frío la aumenta (más espeso); calor la disminuye. Tales cambios pueden llevar rápidamente a daño permanente.

Los cambios en rendimiento pueden deberse a temperaturas de operación, y abordar situaciones de alta temperatura implica trabajo de investigación para determinar la fuente y causa de la generación de calor.

MAC Hydraulics

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