Señor Clairé, ¿podría explicarnos los desafíos que plantea la lubricación de los compresores de CO2?
J-Y. C.: Las instalaciones que funcionan con el R-744 plantean 3 importantes desafíos tecnológicos: las presiones que entran en juego en las instalaciones que funcionan con sistemas de CO2 denominados subcríticos y transcríticos, la elevada solubilidad del CO2 en los lubricantes que conlleva potencialmente una reducción excesiva de la viscosidad y el efecto solvente del CO2 que puede minimizar el grosor de la película lubricante en las piezas en movimiento. En las instalaciones denominadas “miscibles” (aquellas diseñadas según el principio de perfecta miscibilidad entre el refrigerante y el lubricante), algunos aceites basados en poliolésteres (POE) clásicos muestran sus límites en las condiciones de uso del CO2.
¿Qué soluciones ha desarrollado ExxonMobil para satisfacer estos requisitos?
J-Y. C.: Para satisfacer al máximo las necesidades de los usuarios, ExxonMobil ha desarrollado, para los circuitos de CO2 miscibles, un aceite a base de polioléster con una tecnología innovadora y avanzada que demuestra una mayor eficacia de lubricación. Las características y ventajas de esta nueva tecnología de polioléster son, por una parte, la excelente fluidez de este lubricante a bajas temperaturas y su potencial para mejorar la eficacia de los evaporadores. Por otra parte, este lubricante permite un excelente control de la viscosidad en servicio para una protección mecánica óptima del compresor, un aumento de su vida útil y un incremento de los intervalos entre las operaciones de mantenimiento.
¿Cómo se ha procedido con la validación de este nuevo producto?
J-Y. C.: La validación de la nueva tecnología de POE desarrollada por ExxonMobil se ha realizado en un importante matadero de cerdos en Bretaña. El sistema de refrigeración de este matadero está formado por un bucle CO2 / amoniaco: el circuito de amoniaco consta de 2 compresores de tornillo y el circuito de CO2 consta de 4 compresores de émbolo. Tras haber experimentado 2 roturas sucesivas en un mismo compresor que requirió en ambos casos la sustitución por otro nuevo debido a una falta de lubricación con el aceite anteriormente utilizado, así como una intervención para sustituir los émbolos y los cilindros en un 2º compresor, los 4 compresores de émbolo instalados se pasaron a “Mobil SHC Gargoyle 80 POE” a partir de diciembre de 2013. El compresor que produce los gases calientes de CO2 destinados a la descongelación diaria de los evaporadores ubicados en los túneles de congelación fue el primero en lubricarse con aceite Mobil. Las condiciones de uso y, por lo tanto, de lubricación de este compresor son las más exigentes ya que presentan las presiones y las temperaturas más elevadas. Fue precisamente en ese compresor fundamental para el funcionamiento del sistema de refrigeración del matadero en el que se detectaron las roturas.
¿Cuáles fueron los resultados de estas pruebas?
J-Y. C.: El periodo de prueba con “Mobil SHC Gargoyle 80 POE” se terminó con la inspección de todas las piezas lubricadas del compresor que produce los gases calientes durante su revisión periódica a las 5.600 horas de funcionamiento. Esta inspección fue realizada en presencia del técnico de compresores, la empresa especializada en el mantenimiento y el uso de instalaciones frigoríficas industriales, el cliente y los servicios técnicos sobre el terreno y de relaciones con los fabricantes de ExxonMobil. Todos los que participaron en la revisión del compresor pudieron constatar el excelente estado general del mismo y de cada una de sus piezas mecánicas lubricadas y, en particular, el magnífico estado de las piezas relacionadas con el émbolo n.° 1, el que experimenta las condiciones de temperatura y presión más altas en este tipo de máquinas. Todas las piezas estaban todavía revestidas con una película de lubricante y presentaban un buen aspecto comparado con la presencia de importantes signos de desgaste y un aspecto seco al utilizar el aceite anterior en las mismas condiciones de funcionamiento. Como ejemplo de las excelentes prestaciones de la lubricación en este compresor de émbolo con “Mobil SHC Gargoyle 80 POE”, el contenido en metales de desgaste de hierro y aluminio fue respectivamente de 13 mg/kg (ppm) y de 3 mg/kg (ppm) después de 5.600 horas de funcionamiento. Este bajo contenido de metales de desgaste es especialmente extraordinario en el caso de compresores de émbolo.
Desde un punto de vista económico, ¿cuáles son las ventajas de este lubricante para el usuario de la instalación?
J-Y. C.: Gracias a la excelente resistencia mecánica de las piezas lubricadas, el uso de “Mobil SHC Gargoyle 80 POE” permite realizar revisiones periódicas a las 6.000 horas con un objetivo de 8.000 horas. Con el aceite anterior, el fabricante había recomendado reducir el intervalo de las revisiones a 4.500 horas. Esta ampliación de los intervalos de funcionamiento entre las revisiones periódicas permite al matadero reducir sus costes de mantenimiento de 2.640 euros por compresor y por año, lo que equivale a una reducción de 10.560 euros al año para su parque de compresores de émbolo que funcionan con CO2 sobre la base de inspecciones periódicas cada 6.000 horas.
En lo que respecta a la eficiencia energética del sistema, ¿aporta mejoras este nuevo producto?
J-Y. C.: Efectivamente, además de la ampliación de los intervalos entre las operaciones de mantenimiento, se ha calculado una reducción de la potencia eléctrica de 2 a 3 kW sobre una media de 100 kW consumidos en condiciones de uso y de carga similares del compresor de “gases calientes”, pieza fundamental en esta instalación bretona. Este ahorro se estima en 599 euros por año y por compresor. La explicación reside en la reducción del coeficiente de tracción (que caracteriza la fricción interna de las moléculas de aceite durante la circulación del lubricante a altas presiones) de “Mobil SHC Gargoyle 80 POE” con respecto al aceite anteriormente utilizado. Este ahorro energético está directamente relacionado con la reducción del coeficiente de tracción de las moléculas de la innovadora tecnología POE: se reducen las pérdidas energéticas internas debidas a la fricción en el lubricante y aumenta el trabajo mecánico con un consumo eléctrico idéntico.
¿Cuáles son las conclusiones de esta prueba a escala real?
J-Y. C.: En resumidas cuentas1, “Mobil SHC Gargoyle 80 POE” permite una reducción de los costes de mantenimiento gracias a un mayor intervalo de tiempo entre las revisiones periódicas de los compresores y una mejora de la productividad a raíz de una reducción de los costes energéticos. En materia de seguridad, se minimizan las intervenciones de los operadores gracias a mayores intervalos de tiempo entre las inspecciones periódicas de los compresores. A nivel medioambiental, se observa una reducción de los residuos gracias a un descenso del número de cambios de aceite al aumentar la vida útil de las cargas de lubricante en servicio. Por último, en lo que a productividad se refiere, obtenemos un ahorro de 10.560 euros/año sobre la base de inspecciones periódicas cada 6.000 horas y una reducción de la potencia consumida.
1 Este resumen se ha establecido conforme a la prueba sobre el terreno realizada con “Mobil SHC Gargoyle 80 POE” en un matadero que utiliza 4 compresores de émbolo que funcionan con CO2 entre diciembre de 2013 y abril de 2015. Los resultados actuales están sujetos a variaciones en función del tipo de equipamiento en servicio, su estado de mantenimiento, sus condiciones de funcionamiento, su entorno y los lubricantes anteriormente utilizados. En caso de duda, consulte el manual de mantenimiento facilitado por el fabricante.
Este trabajo de validación ha sido reconocido y refrendado por los responsables de esta planta industrial y ha sido objeto de una Prueba de Desempeño, la cual está disponible en la página www.mobilindustrial.com. Esso SAF, SA con un capital de 98.337.521,70 €, RCS Nanterre 542 010 053, 5/6 place de l’Iris 92400 Courbevoie, comercializa la marca Mobil en Francia – marca registrada propiedad de Exxon Mobil Corporation o de una de sus filiales, entre ellas, Esso SAF, cuyo principio de independencia jurídica no se cuestiona aquí, dado que cada una es autónoma.