Tanque de refrigerante de una máquina CNC antes y después de retirar el aceite de bancada con un skimmer de cinta Tecwag: la emulsión amarillenta y aceitosa recupera su color lechoso.
Todo centro de mecanizado y todo torno CNC pierde aceite. La lubricación centralizada envía aceite a las guías y bancadas, el sistema hidráulico tiene pequeñas fugas y las piezas llegan con aceite protector. Ese aceite es arrastrado por el refrigerante (aceite soluble) y termina en el tanque de la máquina. Es el llamado aceite de bancada, o tramp oil, y está detrás del mal olor de los lunes, de la emulsión que se arruina antes de tiempo y de la herramienta que un día dura más y otro día menos.
En este artículo reunimos lo que muestran los estudios científicos sobre el aceite de bancada en el refrigerante y cómo el skimmer de cinta TWS-200 de Tecwag retira ese aceite del tanque de su máquina.
Qué es el aceite de bancada y por qué flota
Aceite de bancada es cualquier aceite presente en el fluido refrigerante que no proviene del concentrado. Las principales fuentes en una máquina CNC son:
- el aceite de lubricación de guías y bancadas, que muchas máquinas nuevas liberan a propósito todos los días;
- el fluido hidráulico de platos, contrapuntos y cambiadores de herramientas;
- la lubricación de husillos y engranajes;
- el aceite protector y los restos de desengrasantes que traen las piezas.
Ese aceite aparece de dos formas. El aceite libre es más liviano que el fluido a base de agua, sube y forma una capa en la superficie del tanque. El aceite emulsionado se mezcla con el fluido y ya no sube solo. Cuanto más tiempo el aceite libre permanece en contacto con el fluido y pasa por la bomba, más se emulsiona. Por eso la regla es simple: retirar el aceite libre cuanto antes, mientras todavía flota.
Lo que muestran los estudios científicos
La vida de la herramienta se vuelve impredecible
Un estudio publicado en el International Journal of Advanced Manufacturing Technology siguió el mecanizado con fluido a base de agua contaminado con aceite hidráulico y de bancada. Los autores concluyeron que la contaminación continua puede hacer que la vida y el desgaste de la herramienta varíen hasta un 70%. Para quien programa el cambio de herramientas, el problema es la falta de previsibilidad: el mismo programa, con la misma herramienta, da resultados distintos a medida que el aceite se acumula en el tanque.
Después de instalar un separador de aceite, la contaminación medida por cromatografía bajó de 0,43% a menos de 0,15%, y la vida de la herramienta se mantuvo estable durante 10 días. El mismo trabajo trae una regla práctica: una capa de aceite que cubre toda la superficie del tanque indica más del 2% de aceite respecto del fluido, un nivel que ya perjudica la vida del refrigerante. La recomendación es mantener el aceite al mínimo e inspeccionar el tanque al menos una vez por semana.
"Continuous hydraulic (tramp) oil contamination into the cutting fluid can cause tool life and wear to vary by 70%." Khan, Broderick y Taylor, International Journal of Advanced Manufacturing Technology (2021)
Más bacterias, más endotoxinas y olor a huevo podrido
La capa de aceite en la superficie aísla el fluido del aire. Sin oxígeno crecen las bacterias anaeróbicas, que producen el olor a huevo podrido y consumen los emulsionantes del fluido. Una revisión sobre la estabilidad biológica de los fluidos refrigerantes a base de agua señala el contenido de aceite como uno de los principales factores de la multiplicación de microorganismos, junto con el pH, la temperatura y la calidad del agua.
Un estudio en 19 talleres de mecanizado de Canadá, publicado en Annals of Occupational Hygiene, midió las endotoxinas (sustancias liberadas por bacterias y asociadas a problemas respiratorios en quienes trabajan cerca de la niebla de fluido) en los tanques de las máquinas. La contaminación con aceite de bancada fue uno de los factores que más explicaron los resultados: el modelo predijo 17.400 UE/ml en los tanques con aceite hidráulico, de guías, de husillos o grasas, frente a 1.600 UE/ml en los tanques sin ese aceite, unas diez veces más. Los autores recomiendan minimizar el aceite de bancada como forma de controlar las endotoxinas.
Cómo el skimmer de cinta retira el aceite del tanque
El skimmer de cinta usa una correa de material oleofílico, que tiene más afinidad con el aceite que con el agua. La correa gira sumergida en el tanque, el aceite de la superficie se adhiere a ella y un rascador lo retira y lo conduce por una manguera hasta un recipiente de recolección. El refrigerante vuelve al tanque y el aceite separado puede destinarse al rerrefinado.
Cómo sacar el máximo provecho del skimmer en la máquina CNC
Los boletines técnicos de fabricantes de fluidos refrigerantes traen recomendaciones que se aplican a cualquier skimmer de tanque de máquina:
- Deje reposar el tanque. Con la máquina detenida algunas horas, el aceite parcialmente emulsionado tiene tiempo de subir. Encender el skimmer antes del inicio del turno aprovecha ese aceite ya separado.
- Use un temporizador. El skimmer debe funcionar solo el tiempo necesario para retirar el aceite libre. Sin aceite en la superficie, la correa empieza a arrastrar refrigerante, lo que aumenta el volumen de residuo.
- Instálelo donde se acumula el aceite. El skimmer solo recoge el aceite que toca la correa. Elija un rincón del tanque lejos del retorno del fluido y de la succión de la bomba.
- Evite la turbulencia. El chorro de retorno y la agitación rompen el aceite en gotas pequeñas y le impiden llegar a la superficie.
- Limpie la correa y el rascador y vacíe el recipiente de recolección con regularidad, para mantener la eficiencia y evitar malos olores.
- Ataque la fuente. Ajuste la lubricación centralizada y corrija las fugas hidráulicas. Los aceites de bancada que se separan bien del fluido facilitan el trabajo del skimmer.
Skimmer TWS-200: hecho para el tanque de máquinas CNC
El TWS-200 es el skimmer de Tecwag para tanques de máquinas herramienta. Es compacto, se instala en el borde del tanque y ya viene con accionamiento temporizado, justamente el modo de operación que recomiendan los estudios y los fabricantes de fluidos.
- Capacidad: hasta 6 litros de aceite por hora;
- Correa: dentada, de 50 mm, resistente al aceite y a algunos agentes corrosivos;
- Temporizador: ajuste del tiempo encendido y apagado;
- Alimentación: 110/220 V, monofásica;
- Dimensiones: 390 × 210 × 247 mm (alto × ancho × profundidad), unos 5 kg;
- Temperatura máxima del aceite: 60 °C;
- Construcción: carcasa de acero con pintura epoxi y colector de residuos de acero inoxidable.
Dónde usarlo: centros de mecanizado, tornos CNC, fresadoras CNC, mandrinadoras, pórticos y máquinas con tanques poco profundos. Para ajustar la velocidad de recolección al tipo de aceite existe la versión TWS-200V, con variador de velocidad.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el aceite de bancada (tramp oil)?
Es todo aceite que entra en el fluido refrigerante sin formar parte del concentrado: el aceite de guías y bancadas, el fluido hidráulico, la lubricación de husillos y engranajes y el aceite protector que traen las piezas. Al ser más liviano, la mayor parte flota y forma una capa en la superficie del tanque.
¿Cuánto aceite de bancada en el tanque ya es demasiado?
Como regla práctica, una capa de aceite que cubre toda la superficie indica más del 2% de aceite respecto del volumen de fluido, un nivel que ya perjudica la vida del refrigerante. Lo ideal es mantener el aceite al mínimo e inspeccionar el tanque al menos una vez por semana.
¿El skimmer tiene que estar encendido todo el tiempo?
No. El skimmer rinde más con el tanque en reposo: después de algunas horas detenido, el aceite sube y se acumula en la superficie, y el skimmer lo retira en poco tiempo. Funcionando sin aceite en la superficie, la cinta empieza a arrastrar refrigerante. Por eso el TWS-200 tiene accionamiento temporizado, con ajuste del tiempo encendido y apagado.
¿El skimmer retira el aceite que ya se emulsionó en el refrigerante?
No. El skimmer retira el aceite libre, que flota. El aceite emulsionado solo se separa con centrífugas o coalescedores. Por eso conviene retirar el aceite libre cuanto antes, antes de que se emulsione, y preferir aceites de bancada que se separen bien del fluido refrigerante.
¿Qué skimmer usar en un torno CNC o un centro de mecanizado?
Para tanques de máquinas, Tecwag recomienda el TWS-200: compacto, con correa dentada de 50 mm, capacidad de hasta 6 litros de aceite por hora y temporizador. Sirve para centros de mecanizado, tornos CNC, fresadoras, mandrinadoras, pórticos y máquinas con tanques poco profundos.
Referencias
- KHAN, T.; BRODERICK, M.; TAYLOR, C. M. Investigating the industrial impact of hydraulic oil contamination on tool wear during machining and the development of a novel quantification methodology. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, v. 112, p. 589–600, 2021. DOI: 10.1007/s00170-020-06370-y.
- PARK, D.; TESCHKE, K.; BARTLETT, K. A model for predicting endotoxin concentrations in metalworking fluid sumps in small machine shops. The Annals of Occupational Hygiene, v. 45, n. 7, p. 569–576, 2001. DOI: 10.1093/annhyg/45.7.569.
- Biological stability of water-based cutting fluids: progress and application. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2021. DOI: 10.1186/s10033-021-00667-z.
- MASTER FLUID SOLUTIONS. Tramp oil removal device: oil skimmer. Boletín técnico. masterfluids.com.
- MSC INDUSTRIAL SUPPLY. Tramp oil removal and control. mscdirect.com.
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Cómo separar y reutilizar el aceite mezclado con agua y el caso Vital Lubrificantes con el skimmer TWS-4000.
¿Quiere terminar con el aceite de bancada en el tanque de sus máquinas? Hable con Tecwag por teléfono al +55 (54) 3224-1815, por correo a o en la página del TWS-200. La ficha técnica está disponible en portugués.