TECNOLOGÍA "FILTROS HIDRÁULICOS"

FILTROS DE ACEITE O FLUIDO HIDRÁULICO

Francisco Javier Moreno Rivas
MK4B
N.C. 828815

Un filtro hidráulico es el componente principal del sistema de filtración de una máquina hidráulica, de lubricación o de engrase. Estos sistemas se emplean para el control de la contaminación por partículas sólidas de origen externo y las generadas internamente por procesos de desgaste o de erosión de las superficies de la maquinaria, permitiendo preservar la vida útil tanto de los componentes del equipo como del fluido hidráulico.

El sistema hidráulico del equipo pesado o maquinaria industrial es lo que termina haciendo el trabajo pesado. Cada partícula de desgaste del sistema reduce la eficiencia del equipo y aumenta el costo de operación. La sustitución de filtros solamente por la equivalencia de rosca o la empaquetadura puede producir serios daños, ya que los filtros hidráulicos tienen que resistir altas presiones y filtrar partículas muy pequeñas.

Un sistema típico tiene hasta cuatro filtros para el aceite hidráulico y uno de aire en el respiradero. Cada uno de estos filtros está diseñado para la presión y micronaje (o eficiencia) necesario. El uso de filtros que cumplen o sobrepasan los requerimientos del fabricante del equipo es determinante para una operación segura.

El uso de filtros de alto micronaje (baja eficiencia) permite alto desgaste.

Un filtro de baja resistencia a las presiones del sistema puede ocasionar daños al equipo y el personal, reventando o colapsando internamente.

Un filtro muy pequeño (área de filtraje) reduce el flujo del aceite o tapona muy rápidamente.

INSTALACIÓN

El objetivo del filtro hidráulico es extraer los contaminantes perjudiciales de la corriente de fluido hidráulico que pueden causar daños a los componentes internos del sistema. Es crítico que el filtro esté instalado correctamente para que funcione bien.

Para lograr los mejores resultados, todos deben instalar un filtro hidráulico de la misma manera y en forma correcta. Cada filtro hidráulico de conexión roscada Baldwin incluye diagramas para identificar el procedimiento correcto de instalación de ese filtro específico.

A continuación se indican los pasos para instalar correctamente un filtro de aceite hidráulico de conexión roscada típico.

NOTA: Cierre la válvula de cierre del sistema hidráulico antes de quitar el filtro usado.

 

 Quite todas las empaquetaduras viejas que puedan estar adheridas a la base.

 Limpie la superficie de sellado de la base de montaje con un paño limpio.

 Aplique una película delgada de fluido limpio a las empaquetaduras del filtro nuevo. ¡NO USAR GRASA!

 Enrosque el filtro nuevo hasta que la empaquetadura haga contacto con la base de montaje.
NOTA: Esto no significa "apretar a mano". Por ejemplo, "apretar a mano" para el instalador "A" podría significar 1 vuelta después de que la empaquetadura haga contacto, mientras que "apretar a mano" para el instalador "B" podría significar ½ vuelta después de que la empaquetadura haga contacto.

 Apriete el filtro la cantidad de vueltas requeridas mostradas en el diagrama después de que la empaquetadura haga contacto. Para este ejemplo, enrosque el filtro nuevo 1 vuelta después de que la empaquetadura haga contacto con la base.

Abra la válvula de cierre del sistema hidráulico.

 Arranque el motor y verifique que no haya fugas.

 Nunca utilice un filtro abollado.

TIPOS DE FILTROS

Es sumamente importante proteger los componentes del costoso sistema hidráulico contra el desgaste prematuro. Una mejor protección significa una vida útil más prolongada de los componentes, lo cual significa menos tiempo de paro. En un sistema hidráulico típico, el filudo hidráulico y los filtros trabajan juntos para proteger mejor a estos componentes.

Esta ilustración muestra un sistema hidráulico típico y los distintos tipos de filtros hidráulicos que se pueden usar para protegerlo. Es importante notar que no todos estos filtros se utilizarían típicamente en un sistema.

Filtros en el lado de succión:

Ubicados antes de la bomba hidráulica, estos filtros están diseñados para proteger a la bomba contra contaminantes nocivos en el fluido hidráulico.

Típicamente, el medio filtrante en este tipo de filtro tiene una clasificación de micrones más alta, como una malla de alambre.

Filtros en el lado de presión:

Situados corriente abajo de la bomba hidráulica, estos filtros están diseñados para limpiar el fluido que sale de la bomba y protegerlos componentes más sensibles del sistema como las válvulas de control y actuadores contra los contaminantes de la bomba. El medio filtrante típico utilizado en estos filtros es capaz de extraer un alto porcentaje de las partículas más pequeñas de contaminante.

Filtros en el lado de retorno:

Situados entre la válvula de control y el depósito de fluido, estos filtros están diseñados para capturar los residuos de desgaste de los componentes funcionales de los sistemas hidráulicos antes de retornar el fluido al depósito. El medio filtrante en estos filtros está diseñado para eliminar las partículas de desgaste de tamaño común que puedan ser producidas por los componentes de estos sistemas.

Filtros fuera de línea:

Independientemente del sistema hidráulico, estos filtros se utilizan para limpiar el fluido hidráulico antes de que entre al sistema hidráulico mismo. Se extrae fluido del depósito a través del filtro y se retorna al depósito.

Filtros de aireación dentro del tanque (no se muestran en esta ilustración):

Situado en el depósito, este filtro puede usarse para impedir la entrada de humedad y contaminantes al depósito.

COMPONENTES DEL SISTEMA DE FILTRACIÓN

En general, los filtros están constituidos por un conjunto formado por:

·         El elemento filtrante o cartucho.

·         La carcasa o contenedor.

·         Dispositivo de control de saturación.

·         Válvulas de derivación, anti retorno, purgado y toma de muestras.

Elemento filtrante l

El emplazamiento, características de viscosidad y naturaleza del fluido, presión, caudal o el tipo de sólidos a retener determinan la naturaleza de los materiales de construcción y del diseño de cada filtro hidráulico y en especial, del medio empleado para el elemento filtrante. Si todo se toma en cuenta así como lo es la viscosidad o cualquier otro tipo de fluido ese resultado será muy newtoniano En general, los elementos filtrantes hidráulicos emplean materiales sintéticos para conformar un medio filtrante profundo formado por fibras entrecruzadas resistentes que atrapan las partículas por mecanismos de bloqueo o adhesión, diseñados con una geometría plegada de manera a optimizar el máximo de medio filtrante en el menor espacio posible. Este tipo de filtros no permiten su regeneración y deben sustituirse una vez que resultan colmatados.

Los medios filtrantes metálicos suponen una resistencia menor o pérdida de carga en fluidos de alta viscosidad y permiten ser reutilizados tras algún proceso de regeneración o limpieza aunque su rendimiento y eficacia disminuye progresivamente.

Otro material de frecuente utilización es el empleado para los medios con base de fibras de papel o celulosa reforzada que representan un coste menor pero resultan de menor eficacia que los sintéticos.

Además del medio filtrante, se emplean diferentes materiales para construir el núcleo del filtro, en torno al cual se desarrolla el medio, capas de soporte y refuerzo para aumentar su resistencia o propiedades dinámicas o el cerramiento que le protege de deformaciones.

Las juntas o asientos permiten asegurar el ajuste necesario del filtro a su carcasa o contenedor de manera a asegurar la máxima estanqueidad del dispositivo.

Carcasa

La carcasa del filtro se compone en los filtros de presión, de retorno o de re circulación de una cabeza conectada de manera permanente a las líneas de conducción del fluido en el circuito. En su interior, la cabeza puede alojar una válvula de derivación o bypass que permite el paso libre de fluido en caso de colmatación del elemento filtrante. La cubeta del filtro es otro componente de la carcasa y permite albergar el cuerpo del elemento filtrante. Si se instala en una configuración en T y posición vertical hacia arriba, la cubeta se cierra en su extremo por una tapa mientras que en una configuración en L, como el caso de los filtros de retorno sumergidos en el depósito, se puede acceder al elemento por una tapa adaptada a la cabeza del filtro. En ciertos modelos llamados spin-on, comunes a los motores de automoción, la cubeta es también un componente desechable al contener el propio medio filtrante

Dispositivo de control

Mediante canales internos que entran en contacto con el fluido a la entrada y a la salida del sistema, en la cabeza se instala el dispositivo de control de saturación por medida de la presión diferencial. La misión del dispositivo es la de advertir del momento de sustitución del elemento filtrante ya que a medida que aumenta la retención de sólidos, aumenta la pérdida de carga.

Estos dispositivos pueden ser desde un simple manómetro hasta conjuntos electrónicos que registran la variación de presión con el tiempo.

Válvulas

El sistema se completa por diversas válvulas o llaves que permiten aislar el filtro para su manutención o prevenir los efectos asociados a las variaciones de presión. La válvula de bypass, normalmente alojada en la cabeza o la válvula anti retorno se emplean para evitar el «golpe de ariete». Otras válvulas permiten el purgado de aire o el vaciado de la cubeta. Accesoriamente, pueden incluirse válvulas especiales para la toma de muestras del fluido.

Especificaciones de filtración

Diversas normas internacionales especifican las características de construcción o diseño relativas a los sistemas de filtración hidráulicos:

ISO 2941: Elementos filtrantes –verificación del índice de presión de colapso/ruptura.

ISO 2942: Elementos filtrantes –verificación de la integridad de fabricación y determinación del primer punto de burbuja.

ISO 2943: Elementos filtrantes –verificación de la compatibilidad del material con los fluidos.

ISO 3724: Elementos filtrantes –determinación de la resistencia a la fatiga del caudal utilizando un contaminante formado por partículas.

ISO 3968: Filtros –evaluación de la presión diferencial frente a las características del caudal.

ISO 10949: Directrices para conseguir y controlar la limpieza de componentes que van de la fabricación a la instalación.

ISO 11170: Elementos filtrantes –secuencia de pruebas para verificar las características de rendimiento.

ISO 16889: Elementos filtrantes –Método de evaluación por re circulación del rendimiento de filtrado de un elemento filtrante.

ISO 18413: Limpieza de componentes –documento de inspección y principios relacionados con la recogida de contaminante, análisis y recopilación de datos.

ISO 23181: Elementos filtrantes –determinación de la resistencia a la fatiga del caudal utilizando fluidos de alta viscosidad.

SAE ARP4205: Elementos filtrantes –método para evaluar la eficiencia dinámica con un caudal cíclico.

MANTENIMIENTO DEL FILTRO HIDRÁULICO

El depósito de un central hidráulica, en sí mismo, es uno de los elementos principales del circuito hidráulico, ya que además de la bomba y el motor eléctrico, almacena y trata el fluido hidráulico mediante el cual se transmite la energía a los diferentes componentes de mando y control. Para mantener toda la instalación en buen estado y en pleno rendimiento, es necesario realizar un correcto mantenimiento de sus todos sus componentes, en este caso nos centraremos en el fluido y el depósito.

Criterios de mantenimiento del filtro hidráulico.

·         Controlar periódicamente los niveles del fluido.

·         Evitar la formación de espumas por defectos en la instalación.

·         Los retornos y la aspiración de fluido se harán por debajo del nivel mínimo del líquido.

·         Evitar la suciedad en el entorno del depósito y las contaminaciones.

·         Evitar las entradas de agua al depósito.

·         Realizar control químico del fluido de forma periódica.

·         Sustituir el fluido cuando se cumplan las horas de vida previstas por el fabricante.

·         Disponer de la ficha técnica del producto y las indicaciones concretas del fabricante.

·         Rellenado del depósito cuando los niveles lo indiquen.

·         Controlar la temperatura. Refrigeración adecuada.

·         Buen estado de la bomba. Que la capacitación del fluido se haga sin retomar aire, que luego da lugar a la cavitación de la bomba y a su rápido deterioro.

·         Purgar de aire la instalación cuando se haya intervenido en la misma o se detecten funcionamientos deficientes en el ascensor.

·         Vigilancia y limpieza periódica de los filtros.

·         Buena limpieza de la central y de todos sus componentes, incluido las tuberías/conducciones.

·         Proteger la central y sus componentes contra golpes de objeto por medio de protecciones.

·         Buen alumbrado de la zona para facilitar las intervenciones.

·         Por último, insistir en la necesidad de hacer funcionar la central hidráulica de acuerdo con las instrucciones dadas por el fabricante, así como emplear los fluidos hidráulicos que específicamente se señalan en el dossier técnico que acompañará a la central.

·         Cambio de fluido hidráulico

·         Para que el recambio de fluido se efectivo, debe ir acompañado de las siguientes operaciones:

·         Evacuar la totalidad del fluido, tanto el que está en el depósito como el que está en el circuito.

·         Limpiar el depósito y comprobar su estado.

·         Cambiar los filtros o, como mínimo, limpiarlos.

·         Comprobar el estado de todos los elementos auxiliares de la central hidráulica.

·         Rellenar el depósito con el fluido hidráulico que le corresponda, y no otro.

·         Purgar el aire contenido en tuberías y aparatos.

·         Dejar el nivel de fluido a la cota señalada. Rellenado si procede.

RESUMEN

“FILTROS HIDRÁULICOS”

Un filtro hidráulico es el componente principal del sistema de filtración de una máquina hidráulica, de lubricación o de engrase. Estos sistemas se emplean para el control de la contaminación por partículas sólidas de origen externo y las generadas internamente por procesos de desgaste o de erosión de las superficies de la maquinaria, permitiendo preservar la vida útil tanto de los componentes del equipo como del fluido hidráulico.

INSTALACIÓN

El objetivo del filtro hidráulico es extraer los contaminantes perjudiciales de la corriente de fluido hidráulico que pueden causar daños a los componentes internos del sistema. Es crítico que el filtro esté instalado correctamente para que funcione bien.

A continuación se indican los pasos para instalar correctamente un filtro de aceite hidráulico de conexión roscada típico.

NOTA: Cierre la válvula de cierre del sistema hidráulico antes de quitar el filtro usado.

·         Quite todas las empaquetaduras viejas que puedan estar adheridas a la base.

·         Limpie la superficie de sellado de la base de montaje con un paño limpio.

·         Aplique una película delgada de fluido limpio a las empaquetaduras del filtro nuevo. ¡NO USAR GRASA!

·         Enrosque el filtro nuevo hasta que la empaquetadura haga contacto con la base de montaje.
NOTA: Esto no significa "apretar a mano". Por ejemplo, "apretar a mano" para el instalador "A" podría significar 1 vuelta después de que la empaquetadura haga contacto, mientras que "apretar a mano" para el instalador "B" podría significar ½ vuelta después de que la empaquetadura haga contacto.

·         Apriete el filtro la cantidad de vueltas requeridas mostradas en el diagrama después de que la empaquetadura haga contacto. Para este ejemplo, enrosque el filtro nuevo 1 vuelta después de que la empaquetadura haga contacto con la base.
Abra la válvula de cierre del sistema hidráulico.

·         Arranque el motor y verifique que no haya fugas.

·         Nunca utilice un filtro abollado.

TIPOS DE FILTROS

Filtros en el lado de succión:

Ubicados antes de la bomba hidráulica, estos filtros están diseñados para proteger a la bomba contra contaminantes nocivos en el fluido hidráulico.  Típicamente, el medio filtrante en este tipo de filtro tiene una clasificación de micrones más alta, como una malla de alambre.

Filtros en el lado de presión:

Situados corriente abajo de la bomba hidráulica, estos filtros están diseñados para limpiar el fluido que sale de la bomba y protegerlos componentes más sensibles del sistema como las válvulas de control y actuadores contra los contaminantes de la bomba. El medio filtrante típico utilizado en estos filtros es capaz de extraer un alto porcentaje de las partículas más pequeñas de contaminante.

Filtros en el lado de retorno:

Situados entre la válvula de control y el depósito de fluido, estos filtros están diseñados para capturar los residuos de desgaste de los componentes funcionales de los sistemas hidráulicos antes de retornar el fluido al depósito. El medio filtrante en estos filtros está diseñado para eliminar las partículas de desgaste de tamaño común que puedan ser producidas por los componentes de estos sistemas.

Filtros fuera de línea:

Independientemente del sistema hidráulico, estos filtros se utilizan para limpiar el fluido hidráulico antes de que entre al sistema hidráulico mismo. Se extrae fluido del depósito a través del filtro y se retorna al depósito.

Filtros de aireación dentro del tanque (no se muestran en esta ilustración):

Situado en el depósito, este filtro puede usarse para impedir la entrada de humedad y contaminantes al depósito.

COMPONENTES DEL SISTEMA DE FILTRACIÓN

En general, los filtros están constituidos por un conjunto formado por:

·         El elemento filtrante o cartucho.

·         La carcasa o contenedor.

·         Dispositivo de control de saturación.

·         Válvulas de derivación, anti retorno, purgado y toma de muestras.

MANTENIMIENTO DEL FILTRO HIDRÁULICO

Criterios de mantenimiento del filtro hidráulico.

·         Controlar periódicamente los niveles del fluido.

·         Evitar la formación de espumas por defectos en la instalación.

·         Evitar la suciedad en el entorno del depósito y las contaminaciones.

·         Evitar las entradas de agua al depósito.

·         Sustituir el fluido cuando se cumplan las horas de vida previstas por el fabricante.

·         Controlar la temperatura. Refrigeración adecuada.

·         Buen alumbrado de la zona para facilitar las intervenciones.

·         Cambio de fluido hidráulico

·         Limpiar el depósito y comprobar su estado.

·         Cambiar los filtros o, como mínimo, limpiarlos.

·         Dejar el nivel de fluido a la cota señalada.

FORMULARIO
“FILTROS HIDRÁULICOS”

1.       ¿Qué es un filtro hidráulico?

a	Es el componente principal del sistema de filtración de una máquina hidráulica, de lubricación o de engrase.
b	Parte menos importante de un circuito hidráulico.
c	Elemento que sirve para separar contaminantes del medio ambiente.

2.-Un sistema típico tiene hasta cuatro filtros para el aceite hidráulico y uno de aire en el respiradero.

a	Verdadero.
b	Falso.

3.-Cada partícula de desgaste del sistema reduce la eficiencia del equipo y aumenta el costo de operación.

a	Verdadero.
b	Falso.

4.-El objetivo del filtro hidráulico es extraer los contaminantes perjudiciales de la corriente de fluido hidráulico que pueden causar daños a los componentes internos del sistema.

a	Verdadero.
b	Falso.

5.-Ubicados antes de la bomba hidráulica, estos filtros están diseñados para proteger a la bomba contra contaminantes nocivos en el fluido hidráulico.

a	Filtros en el lado de succión.
b	Filtros en el lado de presión.
c	Filtros en el lado de retorno.

6.-Situados corriente abajo de la bomba hidráulica, estos filtros están diseñados para limpiar el fluido que sale de la bomba y protegerlos componentes más sensibles del sistema como las válvulas de control y actuadores contra los contaminantes de la bomba.

a	Filtros en el lado de succión.
b	Filtros en el lado de presión.
c	Filtros en el lado de retorno.

7.-Situados entre la válvula de control y el depósito de fluido, estos filtros están diseñados para capturar los residuos de desgaste de los componentes funcionales de los sistemas hidráulicos antes de retornar el fluido al depósito.

a	Filtros en el lado de succión.
b	Filtros en el lado de presión.
c	Filtros en el lado de retorno.

8.-Independientemente del sistema hidráulico, estos filtros se utilizan para limpiar el fluido hidráulico antes de que entre al sistema hidráulico mismo.

a	Filtros en el lado de succión.
b	Filtros fuera de línea.
c	Filtros de aireación dentro del tanque.

9.-Situado en el depósito, este filtro puede usarse para impedir la entrada de humedad y contaminantes al depósito.

a	Filtros en el lado de succión.
b	Filtros fuera de línea.
c	Filtros de aireación dentro del tanque.

1.       Headquarters, Department of the Army (1997). Hydraulics, Field manual FM 5-499. Washington. 

2.       Vickers Training Center hola (1993). Industrial Hydraulics Manual. Rochester Hills. 

3.       La información anterior está disponible en el sitio Web de Baldwin en www.baldwinfilter.com/es/techtips.html.

4.       http://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica_hidraulica4A.htm