El análisis de aceite es una actividad rutinaria que permite evaluar el estado del lubricante, detectar contaminaciones y conocer el desgaste de la máquina. El objetivo de un programa de análisis de aceite es verificar que una máquina lubricada esté operando según lo esperado. Cuando se identifica una condición o parámetro anómalo mediante el análisis de aceite, se pueden tomar acciones inmediatas para corregir la causa raíz o mitigar una falla en desarrollo.
Para aprovechar al máximo el análisis de aceite, es fundamental establecer un programa de muestreo regular. Esto incluye seleccionar el equipo adecuado, aplicar técnicas de muestreo correctas y seguir una frecuencia que se ajuste a las condiciones operativas de la maquinaria. Las muestras de aceite pueden enviarse a un laboratorio para su análisis o analizarse internamente con equipos en sitio, lo que permite obtener resultados más rápidos y tomar decisiones correctivas con mayor agilidad.
¿Por qué realizar un análisis de aceite?
Una razón evidente para realizar un análisis de aceite es conocer el estado del lubricante, pero también sirve para obtener información sobre el estado de la máquina de la cual se tomó la muestra. Existen tres categorías principales de análisis de aceite: propiedades del fluido, contaminación y residuos de desgaste.
Propiedades del fluido
Este tipo de análisis se enfoca en identificar el estado físico y químico actual del aceite, así como en definir su vida útil restante (RUL, por sus siglas en inglés). Permite responder preguntas como:
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¿La muestra corresponde con el aceite especificado?
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¿Es el aceite correcto para este uso?
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¿Los aditivos están activos?
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¿Se han agotado los aditivos?
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¿La viscosidad ha cambiado respecto a la esperada? Si es así, ¿por qué?
-
¿Cuál es la vida útil restante del aceite?
Contaminación
Al detectar la presencia de contaminantes destructivos y delimitar sus posibles fuentes (internas o externas), el análisis de aceite puede ayudar a responder:
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¿Está limpio el aceite?
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¿Qué tipos de contaminantes hay en el aceite?
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¿De dónde provienen los contaminantes?
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¿Hay señales de otros tipos de lubricantes mezclados?
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¿Existen indicios de fugas internas?
Residuos de desgaste
Este análisis busca detectar e identificar partículas producidas por desgaste mecánico, corrosión u otros procesos de degradación en las superficies de la máquina. Permite responder preguntas relacionadas con el desgaste, como:
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¿La máquina presenta una degradación anormal?
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¿Se están generando residuos de desgaste?
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¿De qué componente interno proviene el desgaste?
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¿Cuál es el modo y la causa del desgaste?
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¿Qué tan severa es la condición de desgaste?
¿Cómo determinar la frecuencia adecuada para el muestreo de aceite?
La frecuencia con la que se debe tomar una muestra es una de las decisiones más críticas en un programa de análisis de aceite. Una frecuencia de muestreo rutinaria adecuada suele estar entre el periodo de dos semanas y tres meses.
La frecuencia ideal de muestreo debe basarse en los objetivos de confiabilidad de la compañía. Comienza planteando las siguientes preguntas:
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¿Cuánto le costaría a la empresa (en repuestos, mano de obra y tiempo de inactividad) si la máquina fallara repentinamente?
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¿Existe un riesgo para la seguridad asociado a una falla?
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¿Cuánto estaría dispuesto a invertir la compañía para predecir una falla con 24 horas, una semana o un mes de anticipación?
El monto que la empresa está dispuesta a invertir marca el límite hasta donde tendría sentido económico aplicar estrategias de monitoreo para una o varias máquinas. Como el análisis de aceite es solo una de tantas herramientas disponibles para detectar problemas y no garantiza por sí solo evitar todas las fallas, probablemente no se invertirá todo ese presupuesto en esta técnica, pero sí una parte que sea razonable y que proporcione valor.
¿Cómo debe realizarse la toma de muestra de aceite?
La correcta toma de muestras de aceite lubricante es fundamental para un programa de mantenimiento predictivo eficaz. A continuación, se presenta una breve guía para obtener muestras de aceite representativas, evitando contaminación y asegurando resultados confiables durante las pruebas de laboratorio.
Preparación previa
Antes de tomar una muestra de aceite, es importante realizar una preparación adecuada.
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Toma la muestra con la máquina en condiciones normales de operación (temperatura y carga).
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Reúne materiales limpios: frascos de muestra, bomba de vacío (si aplica), mangueras y equipo de seguridad.
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Limpia la zona alrededor del punto de muestreo para evitar contaminación externa.
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Ten a mano etiquetas claras y formularios para registro.
Consideraciones según punto de muestreo
Existen diferentes situaciones de muestreo según el diseño del equipo y sus puntos de acceso. El objetivo en todos los casos es obtener una muestra representativa evitando contaminación o pérdida de información.
A continuación, se detallan consideraciones para algunos escenarios comunes, desde los puertos dedicados de muestreo hasta casos menos favorables como drenajes sin puerto o sistemas sin circulación forzada.
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Escenario |
Ubicación técnica recomendada |
Procedimiento estandarizado |
Consideraciones adicionales |
|---|---|---|---|
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Válvulas dedicadas de muestreo |
Punto de flujo turbulento, posterior a componentes críticos (ej. cojinetes, engranajes), antes del filtrado principal. |
Realizar purga inicial del volumen muerto antes del muestreo; tomar muestra en flujo continuo evitando cierre abrupto. |
Utilizar adaptadores Minimess o accesorios especiales para sistemas presurizados. |
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Puntos de drenaje (sin válvula dedicada) |
Adaptar tubo pitot en drenaje; en ausencia, utilizar tapón de drenaje convencional tomando flujo medio. |
Descartar volumen inicial significativo (mín. 0.5–1 L) para eliminar sedimentos iniciales; tomar muestra a mitad del flujo. |
Realizar muestreo con aceite caliente; evitar post-recambio inmediato del lubricante. |
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Sistemas hidráulicos y circulación forzada |
Líneas de retorno o circulación antes del depósito principal o filtrado. Evitar muestrear directamente del tanque principal. |
Tomar muestra durante operación normal del sistema usando válvulas dedicadas tipo Minimess para asegurar estanqueidad y evitar contaminación. |
Incorporar dispositivos de reducción de presión para sistemas de alta presión; evitar muestreos posteriores al filtrado principal. |
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Carcasas y sistemas sin circulación (baño de aceite) |
Instalación preferente de válvula dedicada o tubo pitot en carcasa; como alternativa, método de bomba de vacío con sonda a profundidad media. |
En muestreo con bomba de vacío, descartar primeros mililitros; asegurar la posición intermedia del tubo para representatividad. |
Priorizar métodos alternativos como circuito externo (kidney loop) para mejorar homogeneización; utilizar método de vacío solo en ausencia de otras opciones. |
En resumen, para sistemas sin circulación, instalar puertos de muestreo y evitar muestreos directos del fondo son las claves. Si solo se puede usar la técnica de bomba de vacío o drenaje, hágalo con máxima limpieza y descartando suficientes purgas para que la muestra obtenida sea lo más fiable posible.
Buenas prácticas para etiquetado, almacenamiento y envío
Para concluir, es importante reforzar algunas buenas prácticas relacionadas con la identificación de las muestras, su conservación temporal y el envío al laboratorio.
Etiquetado claro y resistente
Cada muestra debe ser correctamente etiquetada inmediatamente después de tomada. Use etiquetas impresas proporcionadas por el laboratorio o escritas con marcador indeleble. Colóquela directamente sobre el frasco de muestra (no solo en la bolsa o caja).
Asegúrese de que la etiqueta esté bien adherida; si el frasco tiene aceite por fuera, límpielo antes de pegar la etiqueta para que no se despegue. La etiqueta debe incluir:
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Identificación del equipo (nombre, número o código único).
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Punto de muestreo específico (ej. “Retorno hidráulico”, “Cárter motor”).
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Fecha y hora del muestreo.
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Tipo y grado de aceite utilizado.
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Horas de uso del aceite o kilometraje, si aplica.
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Nombre o iniciales (de quien tomó la muestra) si el programa lo requiere.
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Cualquier dato solicitado por el laboratorio (por ejemplo, número de muestra o código de cliente).
Protección de la etiqueta
Muchas etiquetas vienen con cubierta transparente o son resistentes al aceite. De lo contrario, pegue cinta transparente sobre la etiqueta para evitar que la escritura se manche o borre en el transporte. También es útil anotar los datos en el formulario de envío provisto por el laboratorio, el cual viajará aparte del frasco.
Almacenamiento temporal
Las muestras deberian ser enviadas de inmediato. Sin embargo, si debe almacenar la muestra unos días, mantenga el frasco vertical, en lugar limpio y a temperatura ambiente moderada. Evite temperaturas extremas para que el aceite no sufra cambios (por ejemplo, la humedad condensada en un frasco frío). Asegúrese de que la tapa esté bien cerrada para que no haya intercambio de aire o ingreso de humedad mientras espera el envío.
Envío rápido al laboratorio
Muchos laboratorios indican que la muestra debe llegar en un lapso breve (idealmente en menos de 24 horas o una semana). Utilice el empaque provisto en el kit de muestreo: normalmente consiste en un frasco secundario o una botella dentro de una caja reforzada. Verifique que todo esté bien cerrado para evitar fugas en el transporte. Incluya el formulario con la información de la muestra dentro del paquete o en una bolsa plástica adherida.Registro y trazabilidad
Anote en sus registros internos la fecha de envío y a qué laboratorio se envió cada muestra. Conserve una copia de la etiqueta o tome una fotografía del frasco etiquetado antes del despacho. Esto ayuda en la trazabilidad por si ocurre alguna confusión o extravío en el laboratorio. Algunos programas de mantenimiento usan códigos QR o códigos de barras en las muestras para hacer seguimiento; si es el caso, escanee o registre esos códigos según el procedimiento establecido.
¿Qué parámetros debemos analizar en el análisis de aceite?
El análisis rutinario de aceite generalmente incluye pruebas de viscosidad, análisis elemental (espectrometría), medición de humedad, conteo de partículas, espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y determinación del número ácido (TAN). Según el tipo específico de equipo, podrían realizarse pruebas adicionales como ferrografía analítica, densidad ferrosa, demulsibilidad y número básico (TBN).
Al inicio de este blog se presentan los tres tipos principales de análisis de aceite, definidos a partir de preguntas clave sobre el estado del lubricante y del equipo. La siguiente infografía detalla con precisión los parámetros técnicos que deben evaluarse según estas categorías: propiedades del fluido, contaminación y partículas de desgaste.
Viscosidad
La viscosidad es la característica más importante de un lubricante. Monitorear la viscosidad del aceite es crítico, ya que cualquier cambio puede derivar en diversos problemas adicionales, tales como oxidación, ingreso de glicol o estrés térmico.
Se utilizan diversos métodos para medir la viscosidad, expresándose comúnmente en términos de viscosidad cinemática o absoluta. La mayoría de los lubricantes industriales clasifican su viscosidad según grados estandarizados por ISO (ISO 3448).
Según la norma ISO, cada lubricante se considera dentro de un grado de viscosidad específico siempre que su valor esté dentro de un margen del ±10% respecto al punto medio del grado de viscosidad (habitualmente representado por el valor del ISO VG).
Lecturas demasiado altas o demasiado bajas de viscosidad pueden ser indicio de:
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Lubricante incorrecto
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Cizallamiento mecánico del aceite
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Oxidación del aceite
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Contaminación con anticongelante
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Influencia por contaminación con combustible, refrigerante o solventes.
Los límites aceptables para los cambios en la viscosidad dependen del tipo específico de lubricante analizado, pero generalmente se considera como límite marginal una variación aproximada del ±10%, siendo crítico un cambio alrededor del ±20%, ya sea superior o inferior respecto a la viscosidad original especificada.
Análisis del índice de acidez (TAN) y del índice de alcalinidad (TBN)
Los análisis del índice de acidez (TAN) y del índice de alcalinidad (TBN) poseen metodologías similares, pero evalúan condiciones diferentes relacionadas con la calidad del lubricante y la presencia de contaminantes. El TAN determina la cantidad total de compuestos ácidos acumulados en el aceite, mientras que el TBN mide la capacidad alcalina remanente para neutralizar ácidos.
Ambos parámetros se cuantifican mediante la cantidad en miligramos de hidróxido de potasio (KOH) requerida para neutralizar los componentes ácidos contenidos en un gramo del lubricante evaluado. La prueba del TAN se aplica principalmente en aceites industriales y lubricantes que no están destinados a motores de combustión interna, mientras que el análisis del TBN se realiza específicamente en aceites para motores con formulaciones sobrebasificadas.
Valores anormales del TAN (muy altos o bajos) pueden sugerir problemas de oxidación acelerada del lubricante, elección incorrecta del aceite o deterioro significativo de los aditivos. Por otro lado, niveles bajos de TBN suelen indicar condiciones críticas en motores, como una elevada contaminación por gases de combustión (combustible o hollín), selección inapropiada del aceite, ingreso de refrigerantes (glicol) por fugas internas, o severa degradación del lubricante causada por intervalos excesivos entre cambios o exposición prolongada a altas temperaturas operativas.
FTIR (Espectrometría infrarroja por Transformada de Fourier)
La espectrometría FTIR constituye una técnica analítica precisa y eficiente para evaluar múltiples propiedades del aceite lubricante, tales como contaminación por combustibles, presencia de agua, glicol o partículas de carbón (hollín); así como productos derivados del deterioro del lubricante, entre ellos óxidos, nitratos y sulfatos. Asimismo, permite detectar aditivos específicos, por ejemplo, dialquilditiofosfato de zinc (ZDDP) y compuestos fenólicos.
El instrumento FTIR determina estos parámetros mediante la medición de cambios específicos en la absorbancia infrarroja en distintos números de onda. Dado que muchos resultados obtenidos con FTIR pueden no ser definitivos por sí solos, estos datos usualmente se combinan con otras técnicas analíticas para proporcionar un diagnóstico más robusto.
Los parámetros específicos relacionados con cambios en absorbancia a números de onda particulares se detallan en la tabla a continuación.
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Número de onda
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Parámetro del aceite
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|---|---|
|
1750
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Oxidación (para aceites minerales)
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3540
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Oxidación (para ésteres orgánicos)
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815
|
Oxidación (para ésteres fosfatados)
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|
1150
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Sulfonación (posiblemente por contaminación con combustible de alto contenido de azufre)
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1630
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Nitración (típicamente en motores de gas natural)
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3625
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Ingreso de agua (para ésteres orgánicos)
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|
3400
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Ingreso de agua (para aceites minerales)
|
|
2000
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Hollín (contaminación por gases de combustión)
|
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880, 3400, 1040, 1080
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Ingreso de glicol
|
|
800
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Ingreso de combustible diésel
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|
750
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Ingreso de combustible de gasolina
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795-815
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Ingreso de combustible de aviación (Jet fuel)
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|
3650
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Agotamiento del aditivo inhibidor fenólico
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|
980
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Agotamiento del aditivo ZDDP (antidesgaste/antioxidante)
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Análisis Elemental
El análisis elemental, basado en la espectroscopía de emisión atómica (AES), identifica concentraciones de metales por desgaste, elementos contaminantes o aditivos presentes en aceites lubricantes. Las técnicas más empleadas son el electrodo de disco rotatorio (RDE) y el plasma acoplado inductivamente (ICP), ambas con ciertas limitaciones respecto al tamaño de las partículas detectables (RDE < 10 micrones e ICP < 3 micrones), pero efectivas para analizar tendencias.
Para evaluar correctamente los resultados, es esencial contar con valores de referencia del aceite nuevo, diferenciando claramente elementos aditivos de aquellos provenientes de contaminación o desgaste. Debido a que ciertos elementos siempre pueden estar presentes en niveles bajos, resulta más útil analizar tendencias a lo largo del tiempo que centrarse únicamente en valores puntuales específicos.
| Elementos contaminantes | Fuentes posibles |
|---|---|
| Aluminio | Pistones, cojinetes, bombas, arandelas de empuje |
| Antimonio | Cojinetes, grasa |
| Bario | Aditivos inhibidores de oxidación y corrosión, grasas |
| Boro | Aditivos anticorrosivos en refrigerantes, polvo, agua |
| Calcio | Aditivos detergentes/dispersantes |
| Cromo | Anillos de pistón en motores de combustión interna |
| Cobre | Cojinetes, aleaciones de latón/bronce, bujes, arandelas de empuje |
| Hierro | Ejes, rodamientos, cilindros, engranajes, anillos de pistón |
| Plomo | Cojinetes, aditivos para combustibles, aditivos antidesgaste |
| Litio | Grasas, aditivos |
| Magnesio | Transmisiones, aditivos detergentes |
| Molibdeno | Anillos de pistón, motores eléctricos, aditivos de extrema presión |
| Níquel | Cojinetes, tren de válvulas, álabes de turbinas |
| Fósforo | Aditivos antidesgaste, aditivos para engranajes de extrema presión |
| Potasio | Aditivos en refrigerantes |
| Plata | Jaulas de cojinetes (recubrimientos), dientes de engranajes, ejes |
| Silicio | Polvo/suciedad, aditivos antiespumantes |
| Sodio | Aditivos detergentes o aditivos en refrigerantes |
| Estaño | Cojinetes de deslizamiento, recubrimientos de cojinetes, soldaduras |
| Titanio | Bujes de cojinetes, álabes de compresores |
| Zinc | Sellos de neopreno, grasas, aditivos antidesgaste |
Medición de partículas
La medición o cuantificación de partículas determina la distribución por tamaño y cantidad de partículas presentes en una muestra de lubricante. Existen múltiples metodologías disponibles, y sus resultados habitualmente se reportan siguiendo la normativa ISO 4406:99, la cual asigna tres códigos numéricos separados por barras diagonales ("/") que corresponden a rangos específicos de conteo para partículas mayores a 4, 6 y 14 micrones respectivamente.
Determinación de humedad
La cantidad de humedad en una muestra de lubricante suele evaluarse mediante la técnica de titulación Karl Fischer, proporcionando resultados típicamente en partes por millón (ppm), aunque pueden expresarse también en porcentaje (%). Este método permite detectar agua presente en cualquiera de sus estados: disuelta, emulsionada y libre.
Existen pruebas preliminares cualitativas antes del método Karl Fischer, como la prueba de crepitación (crackle test) o la prueba de placa calefactora (hot-plate test). Valores anormalmente altos o bajos pueden atribuirse al ingreso de humedad por tapas o respiradores abiertos, condensación interna debida a cambios térmicos, o fugas en sellos.
¿Quién debe interpretar los resultados y ejecutar acciones correctivas?
Es recomendable que los resultados del análisis de aceite sean interpretados por personal debidamente capacitado y certificado (por ejemplo, con acreditaciones ICML o STLE), y no delegar esta tarea únicamente a los operadores. Esto garantiza diagnósticos precisos y decisiones adecuadas basadas en los datos obtenidos.
Si deseas saber más sobre estas acreditaciones, te recomendamos en entrar en los siguientes enlances para más información.
El análisis de aceite es clave en el mantenimiento predictivo porque permite detectar de manera anticipada problemas como desgaste mecánico, contaminación del lubricante y degradación química del aceite. Esta técnica facilita tomar decisiones oportunas y precisas, evitando paradas no programadas, extendiendo la vida útil de los equipos y reduciendo significativamente los costos operativos asociados al mantenimiento correctivo.