En el entorno empresarial actual, los equipos de fabricación se llevan constantemente al límite, con la expectativa de funcionar continuamente para mantener las operaciones sin interrupciones.
Los propietarios de equipos son cada vez más conscientes del costo total de propiedad, lo que ha llevado a impulsar máquinas que requieran poco mantenimiento y tengan alta confiabilidad, alta precisión, tiempos de ciclo cortos y bajo consumo de energía.
En un estudio realizado en conjunto con Schoen + Sandt Machinery, un fabricante líder alemán de prensas hidráulicas, el impacto en la eficiencia energética de un fluido hidráulico con un alto índice de viscosidad (VI) resultó en ganancias de hasta un 10 por ciento menos en el consumo de kilovatios hora (kWh).
Estos especialistas en máquinas hidráulicas no se limitan a diseñar y fabricar cortadores hidráulicos y sistemas de control de primera línea, sino que también van más allá para ayudar a lograr ahorros continuos a través de un menor consumo de energía, mayor producción mediante una mayor precisión de la máquina y confiabilidad de la máquina con una vida útil prolongada.
La viscosidad tiene un impacto importante en la eficiencia y el consumo de energía
En el mercado actual de máquinas de corte hidráulicas, la eficiencia energética se ha vuelto casi tan importante como la innovación técnica. El fluido hidráulico transmite potencia, lo que lo convierte en uno de los componentes clave de un sistema hidráulico. El uso de un fluido hidráulico monogrado da como resultado una mala transferencia de calor, pérdidas de transmisión de potencia, menor capacidad de respuesta a los controles y estrés oxidativo en el sistema hidráulico.
Cuando el fluido hidráulico está frío, es espeso y su viscosidad es alta. Esta mayor viscosidad crea altos niveles de fricción. Sin embargo, el fluido hidráulico caliente se vuelve más fluido y su menor viscosidad puede provocar fugas de flujo y daños por desgaste. En cualquier caso, el rendimiento se ve afectado. Este tipo de fluido hidráulico en el que la viscosidad varía mucho según la temperatura se denomina fluido monogrado.
Las altas temperaturas son enemigas de la viscosidad estable. A medida que aumenta la temperatura, el fluido se vuelve más fluido, lo que crea contacto metal con metal en algunos casos. Este fluido de baja viscosidad provocará un mayor desgaste, lo que dará lugar a reparaciones costosas y tiempo de inactividad de la máquina.
Los fluidos hidráulicos que están especialmente formulados para mantener un nivel óptimo de viscosidad en amplios rangos de temperatura se denominan multigrado. Los fluidos multigrado protegen las máquinas al equilibrar la eficiencia hidromecánica y volumétrica del equipo.
Déjalo fluir
Sin un equilibrio, los sistemas hidráulicos pueden enfrentarse al dilema de pérdidas hidromecánicas con un fluido de alta viscosidad y pérdidas de potencia volumétrica con un fluido de viscosidad demasiado baja. Por un lado, la eficiencia mecánica del sistema hidráulico se beneficiaría de un fluido que fuera muy fluido y fluyera con facilidad.
Sin embargo, un fluido demasiado fino proporciona una eficiencia volumétrica deficiente, ya que las fugas internas consumen gran parte de la energía de la bomba y el fluido proporciona una lubricación deficiente.
Por otro lado, un fluido espeso es bueno para la eficiencia volumétrica, ya que la pérdida por fugas internas de la bomba es mínima. Sin embargo, este fluido espeso sería difícil de fluir y daría como resultado fricción hidrodinámica y pérdidas por agitación en el sistema. La elección ideal del fluido es un compromiso.
Misión y Maquinaria
La prueba de fluidos se realizó en una prensa hidráulica 6005BA con una fuerza de corte de 1250 kilonewtons (kN). Estas cortadoras hidráulicas con vigas retráctiles son prensas punzonadoras de uso general para tamaños de lote pequeños y medianos para procesar materiales en láminas y rollos.
Para la prueba se midieron la potencia en kW, la presión de la bomba en bar y la temperatura del aceite y del ambiente para determinar la influencia de la viscosidad en el rendimiento de la máquina.
En este estudio de caso, el fabricante de equipos originales (OEM) comparó dos fluidos hidráulicos multigrado con un aceite de referencia monogrado. El aceite de referencia era un fluido típico, con un grado de viscosidad común de ISO 46 y una viscosidad que no estaba formulada para soportar cambios de temperatura de funcionamiento.
El primer aceite de prueba, el fluido A, era el mismo que el fluido de referencia, excepto que había sido formulado para estabilizar la viscosidad en un rango de temperaturas. El segundo aceite de prueba, el fluido B, tenía un grado de viscosidad ISO de 32 y era un fluido hidráulico más fluido que también era capaz de estabilizar la viscosidad en un rango de temperaturas.
Fórmula para el éxito
El fluido multigrado A no mostró ventajas significativas en comparación con el fluido monogrado de referencia convencional. Esto se puede explicar por la influencia de la pérdida mecánica en la eficiencia general del sistema hidráulico, que es mucho mayor que la ganancia de eficiencia volumétrica.
La elección del fluido contribuye a mejorar la confiabilidad y la productividad, al tiempo que reduce el tiempo de inactividad del equipo y el costo total de propiedad. Por lo tanto, la viscosidad del fluido tiene un impacto importante en la eficiencia del sistema.
El fluido multigrado B mostró ganancias de eficiencia de hasta un 10 por ciento en comparación con el fluido de referencia monogrado convencional. Cuando un sistema hidráulico se expone al calor y la presión, un fluido optimizado en cuanto a viscosidad, como el fluido B, transporta más energía de la bomba debido a una mayor viscosidad y una menor pérdida por fugas. A temperaturas normales, fluye mejor y crea menos resistencia a la bomba.
Un enfoque en la confiabilidad y la eficiencia de los recursos
Probado en el laboratorio y corroborado por las propias pruebas de equipos del OEM y en el campo por los usuarios finales, el rendimiento y los ahorros se pueden predecir con confianza utilizando un fluido hidráulico ISO 32 formulado para soportar y estabilizar la viscosidad en un amplio rango de temperaturas.
Se han medido consistentemente ganancias de eficiencia de 4 a 11 por ciento en comparación con los fluidos de referencia monogrado, junto con beneficios adicionales como menor temperatura del aceite, protección del equipo e intervalos de drenaje más prolongados.
Los beneficios no faltan. Ahora existe la oportunidad de aumentar la confiabilidad, prolongar la vida útil de los equipos, reducir el costo total de propiedad, extender los intervalos de cambio de aceite y convertirse en un pionero en eficiencia energética.
