Detección de humedad en fluidos hidráulicos, aceite y combustibles

Resumen

La monitorización de la cantidad de humedad en los fluidos basados en petróleo antes de que se produzca una saturación del 100 % reducirá la degradación y aumentará la vida y el rendimiento de los componentes del equipo. Los avances tecnológicos han permitido a Beckman Coulter añadir un sensor de humedad a nuestros contadores de partículas líquidos portátiles HIAC PODS+. Un instrumento, una muestra, un botón, porcentaje de humedad relativa, análisis de recuento de partículas; todo en menos de 60 segundos. El agua libre es el problema real y es imprescindible saber cuándo existe agua libre en el fluido.

Realmente no hay nada que pueda hacer

Es inevitable, la humedad va a entrar en sus fluidos con base de petróleo (fluido hidráulico, aceite y combustible) y no hay nada que pueda hacer al respecto. La humedad puede invadir el sistema de tres formas diferentes; puede encontrarse como gas (vapor de agua), líquido (disuelto en líquido) y sólido (agua libre). La humedad se condensará, pasando de vapor a líquido, ya que se disuelve en el líquido. El fluido solo puede soportar cierta cantidad de humedad disuelta antes de empezar a precipitar agua libre, y todos sabemos que el agua libre es el principal factor contribuyente a las costosas averías. El agua libre crea corrosión superficial, oxidación, cavitación de bombas, fallo de bombas, pérdida de lubricación, daños en los cojinetes, hidrólisis, cristalización, espuma, formación de lodos y pone en riesgo la eficiencia del combustible a la vez que crea una pérdida de energía. En un mundo perfecto, los niveles de humedad en el fluido se medirían constantemente para poder predecir o determinar cuándo la humedad pasa de estar disuelta a “agua libre”. Una forma de reducir o prevenir la cantidad de humedad que invade su sistema es sustituir la tapa de ventilación estándar del depósito con una tapa de ventilación higroscópica. Estas tapas higroscópicas tienen una capa de poliéster y un desecante de gel de sílice que elimina la mayor parte del vapor de agua del aire entrante, reduciendo drásticamente la condensación en el depósito.

Monitorización de la humedad usando humedad relativa

La medición de la humedad en los fluidos basados en petróleo existe desde la década de 1930. Los métodos comunes son el método de espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR) y el método de ajuste de Karl Fischer (KF), que es de lejos el más popular debido al hecho de que lleva casi 90 años con nosotros. En resumen, el análisis KF determina la cantidad de agua añadiendo reactivos a la muestra hasta que se completa una reacción química. El método KF es complicado, lento y debe ser realizado en un laboratorio por un experto. Recuerde que el objetivo es controlar los niveles de humedad en su fluido como indicador temprano del desarrollo final de agua libre.

Los avances tecnológicos nos han permitido en Beckman Coulter integrar un sensor de humedad (característica opcional) en nuestros Contadores de partículas líquidas portátiles HIAC PODS+. Ahora los operadores pueden procesar una muestra y observar tanto un porcentaje de humedad relativa (RH%) como un recuento de partículas. Medir el RH% en los fluidos con base de petróleo es muy fácil con el HIAC PODS+. Solo tiene que preparar la muestra, pulsar un botón para ejecutar el muestreo, esperar 60-90 segundos (a veces se tarda más en analizar el RH% porque el instrumento necesita un RH% constante antes de determinar los resultados). Entender e interpretar los resultados es igual de fácil.

Los cuatro frascos de la figura 1 ilustran visualmente cómo la humedad en el fluido pasa de “no es probable que cause daños” a “daños catastróficos”. Al 10 % de humedad relativa (frasco A) hay mucho espacio para que la humedad adicional se disuelva en el líquido antes de que llegue a un punto donde se produzcan daños. Encontrará que la mayoría de los fluidos a base de aceite contendrán humedad disuelta en el momento de la compra. No se asuste si su nuevo fluido tiene entre un 20 % de RH y un 35 % de RH; en la mayoría de las situaciones, el RH% pondrá su líquido en la categoría “Menos probable que cause daños”. Sin embargo, una vez que el líquido alcanza un nivel superior al 70 % de humedad relativa, podemos estar adentrándonos en la zona “Más probabilidades de causar daños”. En el 100% de humedad relativa no hay espacio para que la humedad se disperse, y cuando la humedad aumente dentro del líquido y no se disuelva, esta se convertirá en agua libre. Controlar el RH% de los fluidos le permitirá determinar cuándo debe sustituir el fluido o bien le proporcionará información sobre cuándo debe eliminar la humedad de su líquido. Controlar el RH% de su fluido aumentará la vida útil de su equipo, mejorará la eficiencia del fluido y reducirá el tiempo de inactividad no planificado.

 

Los frascos 1 ilustran visualmente cómo la humedad en el fluido pasa de “no es probable que cause daños” a “daños catastróficos”.

Preguntas más frecuentes

P. ¿Qué hace un sensor de humedad?

R. Un sensor de humedad detecta la cantidad de agua disuelta en los fluidos basados en petróleo, con un porcentaje de saturación o humedad relativa. Cuando el fluido con base de petróleo esté seco, la lectura estará cerca del 0 %. Cuando el fluido con base de petróleo esté seco, la lectura estará cerca del 100 %.

P. ¿Por qué es importante detectar la humedad en los fluidos basados en petróleo?

R. Cuando el fluido con base de petróleo se satura con un fluido basado en agua, el agua ya no puede absorberse y comienza a precipitarse como gotitas de agua que pueden contar falsamente como partículas. En este punto, los recuentos de partículas empiezan a aumentar drásticamente, lo que produce un resultado inexacto en el recuento de partículas. Y lo que es más importante, el nivel de humedad indica la calidad del fluido basado en petróleo en lo que respecta al contenido de humedad. En otras palabras, las propiedades del líquido primario pueden verse afectadas cuando el fluido se satura con agua.

P. ¿Incluyen todos los modelos PODS+ nuevos el sensor de humedad?

R. No, el cliente debe especificar que desea esta funcionalidad en el momento del pedido.

P. Si mi PODS+ incluye un sensor de humedad, ¿puedo utilizarlo para todos los tipos de fluidos, incluidos el agua y los líquidos a base de agua como los glicoles?

R. No, el sensor de humedad es para uso exclusivo en fluidos basados en petróleo y, dado que se coloca en la trayectoria del fluido, se saturará y dejará de funcionar si se expone a cantidades excesivas de agua libre.

P. Si se detecta humedad en mi fluido, ¿qué significa eso?

R. Siempre hay un poco de humedad disuelta en los combustibles y aceites industriales. Cuando el valor de la humedad relativa se aproxime al 90 %, el fluido está llegando a un punto de saturación donde la cantidad de agua no disuelta libre alterará (aumentará) sus recuentos de partículas y, por consiguiente, afectará negativamente al rendimiento de los aceites o combustibles.

P. ¿Por qué el “RH%” es la unidad de medida (UOM) para informar del contenido de humedad en el PODS+?

R. Esto se debe al hecho de que el valor de la humedad es relativo al fluido circundante a una temperatura determinada y es la descripción técnicamente precisa
del parámetro.

P. ¿Por qué el instrumento en ocasiones se pausa antes de mostrar el valor de RH%?

R. El sensor de humedad reacciona a los cambios en el contenido de humedad en unos segundos. Si el instrumento detecta que un cambio se produce en el valor de RH%, espere a que el valor se estabilice antes de mostrar el valor final. Por consiguiente, si hay poco o ningún cambio en el contenido de humedad de una muestra a otra, la lectura se mostrará inmediatamente.

 

Conclusión

El HIAC PODS+ no requiere formación ni experiencia para utilizarlo y mide tanto la contaminación de partículas como la contaminación por humedad; dos problemas principales, un único instrumento inteligente. Evitar el agua libre en su fluido de base de petróleo reducirá las costosas reparaciones. El uso de RH% como medida predictiva le permitirá evitar que se forme agua libre.