Análisis de desgaste de metales en aceites usados: un campo potencial de aplicación de la espectroscopia de absorción atómica

Los motores son una fuente importante de generación de energía en los vehículos de transporte por carretera, la aviación y en la generación de energía a pequeña escala para aplicaciones industriales y agrícolas. La eficiencia de hacer funcionar diferentes tipos de motores depende del mantenimiento regular y la verificación del estado de las piezas. No es práctico ni deseable desmontar un motor cada vez y analizar componentes tales como anillos de pistón, pistones, cojinetes, cajas de motor, etc. por medios destructivos o no destructivos convencionales. El análisis de aceite usado proporciona una solución viable para monitorear periódicamente el estado de funcionamiento de los componentes del motor y ayudar a decidir las acciones correctivas.

Los aceites lubricantes sirven como salvavidas de los motores porque evitan el desgaste excesivo de las piezas móviles. Sin embargo, con el uso prolongado, el desgaste se vuelve inevitable y los metales de desgaste se abren camino hacia los aceites lubricantes. La espectroscopia de absorción atómica, la espectroscopia de emisión óptica y la espectroscopia de plasma acoplado inductivamente se utilizan comúnmente en el análisis de metales de desgaste en aceites usados. Cada técnica tiene sus pros y sus contras. Sin embargo, la espectroscopia de absorción atómica ofrece una opción comercialmente viable debido a su bajo precio y simplicidad de operación.

Los componentes del motor están hechos de diferentes metales y aleaciones según los requisitos operativos. Con el uso prolongado, metales como Cr, Cu, Fe, Al, Mg, Na, Ni, Mo, Pb, Si, Sn, Zn o Ti se liberan en el aceite lubricante. La inspección periódica de tales metales puede ser útil para determinar qué partes están sujetas a un mayor desgaste y para tomar medidas preventivas antes de que ocurran fallas importantes en el motor. La siguiente tabla ofrece una indicación de las posibles piezas del motor que han sufrido daños por un desgaste excesivo como resultado de los resultados del análisis.

Consideraciones de análisis importantes

El análisis de espectroscopia de absorción atómica de los metales de desgaste puede proporcionar un diagnóstico confiable del desgaste de los componentes del motor, siempre que se observen las siguientes precauciones durante el muestreo y el análisis.

• La muestra tomada debe ser representativa y homogénea. Es recomendable tomar más de una muestra, preferiblemente 5 muestras, y homogeneizarlas antes del análisis.
• Se necesitan verificaciones más frecuentes dependiendo de la edad y el uso de un motor o si se encuentra que el contenido de un elemento en particular es inusualmente alto.
• La muestra se debe tomar cuando el motor está caliente con la punta de la varilla en el mismo punto representativo
• Mantenga un registro de los cambios o rellenos de aceite.
• Se prefiere la disolución directa de muestras de aceite en disolventes orgánicos como xileno o metilisobutilcetona a otros métodos que impliquen filtración o incineración.
• El estándar y la muestra deben tratarse de manera idéntica para mantener las mismas características, especialmente las propiedades de viscosidad y fluidez.
• Se debe usar un nebulizador ajustable para optimizar las condiciones en la llama

Es esencial limpiar el nebulizador y la cámara de nebulización de acuerdo con los procedimientos recomendados para que el espectrómetro de absorción atómica pueda usarse para aplicaciones de rutina con soluciones acuosas.