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Nuevas normas de ensayo Alpha para evaluar los filtros hidráulicos

Paul Klick de Donaldson fue invitado por Fluid Power Journal para discutir la importancia de la tecnología de filtración hidráulica y cómo las nuevas normas de prueba ISO juegan un papel importante con la filtración.

Por Paul Klick, Director Global de Productos Hidráulicos y de Combustible a Granel de Donaldson

Un camión que no puede descargar no vale mucho.

Por eso, con los actuales retos de la cadena de suministro y los plazos de entrega de las piezas de repuesto, es más importante que nunca proteger los componentes hidráulicos sensibles: bombas, válvulas y actuadores. Estos retos también ponen de relieve la importancia de una filtración hidráulica eficaz y, por extensión, de las pruebas de filtración hidráulica.

Si no ha pensado mucho en cómo se prueban los productos de filtración hidráulica, no es el único. La mayoría de los gestores de flotas y operadores de equipos se limitan a confirmar que se han instalado los filtros, y a menudo no preguntan si el filtro protegerá los componentes hidráulicos y mantendrá el equipo en funcionamiento.

Si fuera tan sencillo. Si todos los estándares de las pruebas fueran iguales.

Para que los fabricantes de filtros hidráulicos publiquen el índice de micras y la eficacia de sus filtros, deben seguir las normas de ensayo ISO y el rendimiento debe medirse mediante pruebas de laboratorio ajustadas a dichas normas. La norma de ensayo actualmente aceptada, la ISO 16889, se publicó hace 23 años y no refleja con exactitud las condiciones del mundo real en las que tiene que actuar un filtro hidráulico. La prueba imita el caudal constante de la bomba hidráulica, pero no la verdadera naturaleza agitadora de las válvulas que se abren y cierran y de los cilindros que se expanden y contraen, lo que suele suponer un cambio en el caudal de hasta el 400%.

Un nuevo estándar de prueba alfa

Los equipos hidráulicos suelen funcionar en entornos que no se pueden reproducir con exactitud en las pruebas de laboratorio. Nunca se pueden recrear realmente todas las variables y tensiones que, por ejemplo, una obra de construcción puede ejercer sobre un sistema hidráulico, y las normas anteriores no exigían procedimientos de prueba que se acercaran a esas variables. Los fabricantes de filtros pueden ahora imitar esos parámetros según la nueva prueba ISO y evaluar la eficacia, la capacidad y la captura y retención de partículas de suciedad del filtro con caudales dinámicos que reproducen las condiciones del mundo real. Con la ratificación en 2021 de la norma ISO 23369 por parte de la industria, las pruebas de laboratorio según esta nueva norma reproducen ahora con mayor precisión las condiciones de trabajo de los filtros en el mundo real. Esto significa que la tecnología de filtración hidráulica de eficiencia Beta de ayer necesita mejorar para rendir bien en las normas de prueba de eficiencia Alfa de hoy.

En el pasado, los filtros estaban clasificados para retener una cantidad específica de contaminante, pero esa cantidad no consideraba la cantidad de contaminante que el filtro realmente retendría bajo estrés o durante esas paradas y arranques. Resulta que los filtros hidráulicos expuestos a caudales y presiones variables son menos eficaces de lo que indicaban los métodos de prueba de laboratorio anteriores.

Para ponerlo en términos más visuales: Llena un vaso de agua con tierra o limo. Con el tiempo, la suciedad se depositará en el fondo y el agua parecerá mayoritariamente clara. Ahora golpea el vaso ligeramente. ¿Ves cómo el agua se nubla un poco? Imagínese que el vidrio es constantemente sacudido y empujado de manera impredecible. El fondo del vaso es un filtro hidráulico que cumple las normas ISO anteriores. Es excelente para mantener la suciedad fuera del fluido en condiciones ideales, pero si se añade cualquier variable, como la fluctuación del flujo, se liberan algunos de los contaminantes.

Los productos de filtración diseñados y probados según la norma ISO 23369 serán mucho mejores a la hora de mantener la suciedad fuera del fluido bajo tensión, gracias a las pruebas de flujo cíclico y de "capacidad bajo flujo dinámico" requeridas.

Comprobación de la eficacia de los filtros

Para los gestores de flotas, un filtro hidráulico debe capturar contaminantes de un tamaño específico con una eficiencia determinada. Si no puede, el equipo acaba fallando. Pero, ¿cómo se puede saber cuál debe ser ese tamaño de partícula y la eficiencia? La nueva norma ISO servirá de guía, pero no todos los filtros están diseñados para cumplir la nueva norma.

Fórmula de la relación alfa

En general, un producto de filtración de primera calidad ofrece resultados de primera calidad. Se puede saber la calidad de los filtros observando la proporción Beta, si el producto la indica en la lata. Sin embargo, no todos los fabricantes de filtros hidráulicos indican su relación Beta, lo que es una razón para ser precavidos. La antigua forma de calcular la eficiencia se denominaba "nominal", y generalmente significaba que el filtro capturaría 1 de cada 2 (Beta 2) partículas que lo desafiaran a un tamaño determinado. Una relación Beta de 10 micras nominales significa que el filtro es aproximadamente un 50% eficiente en la captura de partículas de 10 micras y mayores. El Absoluto, o Beta 75, se considera generalmente como un 98,7% de eficiencia o la captura de 74 de cada 75 partículas con las que se enfrenta a una micra determinada.

Desde hace dos décadas, la mayoría de los fabricantes de filtros de calidad califican sus filtros con una eficacia Beta 200 (99,5%) o Beta 1000 (99,9%) para una micra determinada. Con la nueva norma ISO 23369, la clasificación Alpha identifica ahora la eficacia de un filtro hidráulico en condiciones de flujo dinámico en el mundo real. Una relación Beta de "10 micras Alfa 1000" captura 999 partículas de cada 1.000 con las que se enfrenta (99,9%) de 10 micras y más de tamaño, mientras que el caudal fluctúa por un factor de 4. 

Cuando se trata de proteger los sistemas hidráulicos, la eficacia de los filtros es fundamental. La razón número uno de los fallos del sistema hidráulico es el desgaste de la superficie causado por el fluido contaminado. De hecho, hasta el 70% de las averías se deben a un fluido contaminado. Cualquier contaminación de en el fluido puede causar desgaste y abrasión. Incluso las partículas de suciedad más pequeñas que un glóbulo rojo pueden causar problemas importantes. Por ejemplo, un glóbulo rojo sólo mide 8 µm.

Otra cosa que hay que recordar es que la contaminación siempre lleva a más contaminación. Imagine una partícula de suciedad circulando por su sistema a 10.000 psi. Desgrana o desgasta un componente, rompe su tamaño y ahora hay más partículas. El problema crece exponencialmente, y un centenar de partículas microscópicas se convierte en un millar, y un millar en un millón. Luego, llama al departamento de mantenimiento para que le devuelvan la excavadora porque una servoválvula o un pistón están dañados. Y el tiempo de inactividad no planificado es una pérdida de ingresos.

Entonces, ¿cuánto vale una filtración eficaz para su empresa? ¿Cuántos ingresos perderá si su equipo se estropea?

Porque, al fin y al cabo, un camión que no vierte no vale mucho.

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