Fluidos resistentes al fuego

Por Marcelo E. Martins
Ingeniero de Lubricación Senior
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Consejo de la semana
Fluidos resistentes al fuego
Ø Antecedentes
La gran mayoría de los sistemas y componentes
hidráulicos industriales están diseñados para utilizar
fluidos hidráulicos minerales. Usualmente, estos fluidos
presentan muy pocos problemas de seguridad. Cuando
existe la posibilidad de que el fluido hidráulico tome
contacto con una fuente de ignición y cause daños serios
a los activos, lesiones personales o muerte, se llama al
servicio a los fluidos hidráulicos resistentes al fuego. El
uso de cualquier fluido resistente al fuego significará
costos adicionales, pero los mismos pueden verse
compensados por factores de seguridad así como los
altos costos de los equipos en el caso de incendios. El
riesgo de incendios existe en aplicaciones tales como
colado en molde, hidráulica de coladas continuas en
acerías o prensas que se operan cerca de hornos. En
estos y otros tipos de servicio, la ruptura de las líneas
hidráulicas puede resultar en incendios importantes.
A continuación se detallan tres formas de solucionar este
problema. Puede adoptarse uno o la combinación de
varios, dependiendo del costo en cada aplicación:
1.
Rediseñar o reubicar las máquinas para remover
o aislar las fuentes de ignición.
2.
Instalar medidas de control de incendio tales
como dispositivos de apagado de incendios para
asegurar la seguridad del personal y evitar o
localizar daños a la propiedad.
3. Utilizar un fluido hidráulico resistente al fuego.
Ø Tipos de fluidos resistentes al
fuego
Hay tres tipos básicos de fluidos hidráulicos resistentes al
fuego de us o general: sintéticos, emulsiones y mezclas
agua-glicol. El término "resistente al fuego" puede
confundir un poco si se interpreta completamente en el
sentido literal ya que los fluidos resistentes al fuego no
son totalmente inmunes a quemarse. Por ejemplo, las
emulsiones y los fluidos agua-glicol dependen del
contenido de agua para sus propiedades de resistencia al
fuego. Una vez que el agua se evaporó, estos materiales
se quemarán cuando se someten a una fuente de
ignición. Aún los sintéticos se quemarán si se someten a
suficiente temperatura.
Debe notarse que las bombas y otros componentes de
sistemas deben estar especialmente diseñados o las
condiciones de operación deben ser especiales para el
uso de ciertos fluidos resistentes al fuego. En la mayoría
de los casos, las bombas están diseñadas con materiales
especiales para proveer un servicio satisfactorio en
equipos que usan fluidos con alto contenido de agua.
Además, las bombas poseen límites máximos para los
parámetros operativos, como por ejemplo, presiones,
temperaturas y velocidad. Debe consultarse a los
fabricantes de componentes así como los de los sistemas
antes de diseñar sistemas o utilizar fluidos resistentes al
fuego.
Ahora veamos más de cerca cada uno de los tres tipos
principales de fluidos hidráulicos resistentes al fuego.
Sintéticos - Los fluidos sintéticos resistentes al fuego,
típicamente fabricados con ésteres fosfatados (como la
línea Mobil Pyrogard), son la opción más costosa.
Proveen buen desempeño en general versus otros
fluidos, y menos mantenimiento. Sus densidades son
altas (son más pesados que el agua) y su índice de
viscosidad (IV) es bajo. Poseen problemas potenciales
de compatibilidad con los elastómeros (sellos y
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mangueras), las pinturas y otros materiales de los
sistemas. No son compatibles con las emulsiones o los
agua-glicol, y son necesarias precauciones especiales al
convertir a estos productos desde otro fluido hidráulico
resistente al fuego. Un fluido sintético puede ser total o
parcialmente
compatible
con
aceites
minerales
convencionales. Ya que la densidad de estos fluidos es
relativamente alta, pueden ser necesarios requerimientos
adicionales de bombeo. Los Poliol Esteres (POE) son
también fluidos sintéticos resistentes al fuego comunes y
aunque proveen mejor compatibilidad, no brindan el
mismo nivel de resistencia al fuego.
Emulsione s - Las emulsiones se clasifican en dos
categorías:
1.
2.
Convencionales - tales como emulsiones
solubles
aceite-en-agua
conteniendo
aproximadamente 95% de agua y 5% de aceite
soluble y fluidos de alto contenido de agua
conteniendo 95% de agua y 5% de químicos
solubles en agua .
Emulsiones invertidas - son emulsiones agua-enaceite conteniendo entre 40 y 45% de agua .
Las emulsiones invertidas son más comúnmente usadas
en sistemas hidráulicos como fluidos resistentes al fuego
ya que son emulsiones de aceite-en-agua que poseen al
aceite como la fase continua.. Las características de
resistencia al fuego son provistas por el agua y es
necesario mantener el contenido correcto de agua para
asegurar las propiedades de resistencia al fuego. Las
emulsiones invertidas proveen buenas características de
lubricación y varios productos poseen un rango de
viscosidad desde 65 hasta 129 cSt a 40 °C (300 a 600
SUS a 100 °F).
La viscosidad de tanto las emulsiones invertidas como las
convencionales se ve afectada por el contenido de agua.
Las emulsiones invertidas aumentarán su viscosidad a
medida que aumente el contenido de agua, mientras que
las emulsiones convencionales disminuirán su viscosidad
a medida que el agua aumenta. Para mantener la
viscosidad adecuada y la resistencia al fuego, las
temperaturas operativas deben limitarse a 60 °C (140 °F)
y preferentemente deben permanecer debajo de 49 °C
(120 °F) para evitar la evaporación del agua. En sistemas
adecuadamente diseñados y mantenidos, las emulsiones
invertidas proveerán una alternativa de costo razonable
donde se usen fluidos resistentes al fuego.
Agua-glicoles -Los fluidos agua-glicol (como el Mobil
Nyvac FR 200D Fluid) son verdaderas soluciones que
contienen cerca de 40 a 45% de agua y glicol
(típicamente dietilenglicol), y aditivos para impartir niveles
específicos de desempeño. A causa del contenido de
agua, contienen inhibidores de herrumbre de fase líquida
y fase vapor. Ya que los glicoles no proveen buena
protección antidesgaste sin el uso de aditivos
antidesgaste, los mismos se usan en la mayoría de las
formulaciones para aplicaciones hidráulicas. El contenido
de agua controla la viscosidad del fluido así como la
resistencia al fuego. Las temperaturas de operación
máxima deben limitarse a 60 °C (140 °F).
Ø Cambiando o convirtiendo
fluidos resistentes al fuego
a
Cambiar a un fluido hidráulico resistente al fuego requiere
generalmente un drenaje del fluido existente y un flushing
y limpieza exhaustivo del sistema para asegurar mínima
contaminación. Si el sistema contiene superficies
pintadas, debe verificarse la compatibilidad del fluido con
la pintura, así como con sellos, mangueras y otros
componentes. Deben consultarse a los fabricantes del
sistema o del fluido por cuestiones de compatibilidad y
procedimientos de cambio. En algunos sistemas puede
ser necesario cambiar las dimensiones de cañerías de
succión para permitir un flujo adecuado a la succión de la
bomba de manera de evitar la cavitación. Ciertos fluidos
pueden requerir filtración especial.
Consulte a su ingeniero ExxonMobil por más detalles.