El lubricante digitalizado

Donde a simple vista se ven superficies lisas tocándose, una gran ampliación muestra muchas relaciones complicadas; es necesario ser consciente de esto para entender el proceso de fricción y el rendimiento de la lubricación.

Imagine un enorme paisaje montañoso sobre el que se extiende otro paisaje montañoso invertido y rozan. Aquí, solamente las cumbres más altas están en contacto, mientras que en el resto del paisaje dominan amplias distancias. Así, los picos se mantienen unidos, se sueldan y deforman, y se rompen donde es posible antes de continuar abruptamente. Después, el paisaje superior se desliza un poco para descender con fuerza a las profundidades si los valles encajan con las montañas un poco mejor.

Y así es como las cosas se desarrollan dramáticamente cuando dos objetos aparentemente lisos se frotan. Incluso las superficies de metal reflectantes están afectadas por puntos rugosos microscópicos que, con una ampliación suficientemente nítida, se convierten en una especie de paisaje montañoso. Por eso, en los rodamientos planos y de rodillos, en los engranajes y en otros sistemas tribológicos, las condiciones selectivas y a corto plazo pueden ser más extremas en la vista macroscópica, lo cual afecta a la lubricación enormemente.

«Por decirlo de algún modo, el lubricante “ve” las condiciones extremas de los puntos difíciles, las elevadas presiones y los huecos cambiantes. Y no ve la superficie de contacto y la fuerza de reacción que podemos ver desde fuera», explica la Dra. Christine Fuchs, vicepresidenta global de investigación y desarrollo en FUCHS. Por lo tanto, para entender el rendimiento

de los sistemas tribológicos y de los lubricantes que se utilizan en ellos, debes conocer estos detalles. «Sin embargo, es casi imposible reconocerlos utilizando la metrología. Esto quiere decir que los tenemos que calcular».

TRASLADANDO LOS ENSAYOS AL MUNDO VIRTUAL Trasladando los ensayos al mundo virtual Por este motivo, hay un área importante en el departamento de investigación y desarrollo de FUCHS que se llama «simulación y cálculo». No obstante, utilizar cálculos de simulación para encontrar las condiciones y el desgaste que experimenta el lubricante en una aplicación concreta solamente es el primer paso de los expertos en esta área. Si la simulación de piezas mecánicas tiene éxito (y las herramientas expertas altamente especializadas que existen lo hacen posible) es razonable que los lubricantes puedan ser integrados en el modelo de cálculo para ser capaces de predecir el comportamiento de todo el sistema. «Al final nuestro objetivo es hacer que el proceso de desarrollo del producto sea más rápido y eficiente trasladando por lo menos una parte de los experimentos y ensayos al mundo virtual de las simulaciones», explica Christine Fuchs.?

EL LUBRICANTE INTERCONECTADO: Si los lubricantes estuvieran fabricados para «hablar» con su aplicación gracias a sensores con conexión inalámbrica en la máquina, podría haber muchas ventajas. Sin embargo, dar el paso desde los datos puros hasta el análisis informativo o las acciones recomendadas aún es un desafío.

descrito, esta especie de «gemelo digital» es difícil de lograr, como nos explica el director del departamento de simulación y cálculo: «En la realidad siempre hay aspectos químicos que también tienen que unirse a los mecánicos y físicos, por ejemplo, los efectos de la superficie». En consecuencia, él y sus compañeros ya están enfrentándose al siguiente gran desafío: combinar la simulación mecánica y química. Si la combinación de los dos mundos se logra, será posible acortar de nuevo el proceso de desarrollo.

Hacer que el lubricante “hable” La simulación pretende que una herramienta digital guíe el camino del lubricante hasta la aplicación, por lo que hay otro centro de interés en la investigación de FUCHS que está relacionado con otros aspectos del lubricante en la aplicación. Las palabras claves son «sensores» e «interconexión». «La digitalización nos lleva al internet de las cosas o, para decirlo más sencillamente, en el futuro todos los objetos “hablarán” unos con otros. Esto quiere decir que necesitamos asegurarnos de que los lubricantes puedan participar en la conversación», explica un ingeniero que investiga los sensores en inoviga, una empresa subsidiaria de FUCHS.

Por supuesto, un «lubricante parlante» no dirá palabras y frases, sino que ofrecerá información sobre su estado actual. «Nuestro objetivo es reconocer constantemente los parámetros de estado importantes para reconocer los potenciales problemas lo antes posible y ser capaces de resolverlos», comenta el director general de inoviga, el Dr. Matthias Marquart. Un empeoramiento de ciertos parámetros podría ser la señal para reemplazar parte del lubricante lo antes posible, y un sistema inteligente en general podría incluso dirigir el

“Con herramientas como la simulación y los sensores, la digitalización nos ayuda a desarrollar los productos adecuados para nuestros clientes y ofrecer servicios incluso más completos’” Dra. Christine Fuchs / Vicepresidenta Global de I+D en FUCHS Petrolub SE

proceso y, por ejemplo, comprar el lubricante necesario, reducir el rendimiento de la máquina como medida de precaución o algo similar.

En tiempo real, en lugar de por mail Este sería un gran avance para los responsables del mantenimiento. Por ahora, normalmente necesitan extraer muestras manualmente del lubricante cada cierto tiempo, enviarlos para su análisis por correo e interpretar los resultados del laboratorio unos pocos días después para decidir si es necesario realizar alguna acción. En el futuro, los sensores podr≠ían determinar directamente el estado del lubricante en la máquina y transferir los datos de rendimiento online a un ordenador principal, que puede evaluarlos en tiempo real. Este proceso completo no necesitaría mucho tiempo.

Sin embargo, los expertos en sensores de FUCHS aún tienen muchos desafíos por resolver hasta entonces. Por ejemplo, los productos adecuados aún tienen que ser probados en el contexto de las aplicaciones relevantes. «Para nosotros el sensor es solamente una parte de un complejo sistema», afirma el ingeniero de inoviga. Aún es necesario hacer un trabajo de desarrollo para pasar de los resultados directos de los ensayos al valor añadido relevante. De acuerdo con los expertos, el principal desafío es esperar a que los datos lleguen al ordenador de análisis y extraer recomendaciones específicas de ahí.

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