Comprender la corrosión por picaduras en rodamientos y engranajes
Picaduras es la formación de pequeñas cavidades, cráteres o depresiones en la superficie de trabajo de las pistas de rodamiento, los elementos rodantes o los dientes de engranajes. Se origina por dos mecanismos claramente distintos: picaduras por fatiga, el producto en fase inicial de la fatiga por contacto de rodadura, y picaduras por corrosión, el resultado de un ataque electroquímico que elimina material de la superficie. En los rodamientos de elementos rodantes, el picado se considera habitualmente una forma incipiente o leve de desconchado; en los engranajes, se reconoce como un modo de fallo propio, independiente de la rotura de dientes o del desgaste de los engranajes.
Independientemente de su origen, el picado introduce rugosidad superficial y concentraciones de tensiones que generan vibración y ruido. Si no se corrige, un foso individual se convierte en un punto de iniciación de grietas, los fosos se fusionan en desconchados mayores y el componente avanza hacia el fallo. Detectarlo a tiempo, cuando el daño es todavía pequeño y la tendencia es suave, es el objetivo de su monitorización.
1. Tipos de picado
Picadura por fatiga (mecánica)
La picadura por fatiga surge del contacto rodante repetido y el ciclo tensiones subsuperficiales que impone. Se manifiesta en dos escalas:
- Micropitting: pequeñas picaduras de aproximadamente 10–50 micrómetros de diámetro que confieren una textura superficial gris mate, apenas visible a simple vista. Se concentra en zonas de alta tensión y es frecuente en engranajes que funcionan con películas de lubricante delgadas y en rodamientos de alta velocidad. Según las condiciones, puede estabilizarse o progresar hacia la macropicadura.
- Macropicadura (picadura inicial): cráteres claramente visibles de aproximadamente 1–5 mm de diámetro y 0,1–0,5 mm de profundidad, formados cuando una grieta de fatiga subsuperficial se propaga hasta la superficie y arranca una escama. Por lo general, crece hasta formar desconchados de mayor tamaño y puede tardar meses o años en progresar hasta el fallo, que es precisamente la ventana que aprovecha el monitoreo de estado.
Picadura por corrosión (química)
La picadura por corrosión se debe a un ataque electroquímico más que a la carga. La humedad, los ácidos o los productos químicos de proceso en contacto con la superficie generan picaduras superficiales de color oxidado, frecuentemente cubiertas de productos de corrosión. A diferencia de la picadura por fatiga, tiende a extenderse de forma generalizada en lugar de limitarse a la zona de carga y, aunque suele iniciarse con menor profundidad que una picadura por fatiga, cada cavidad actúa como concentrador de tensiones que favorece la posterior fisuración por fatiga. El sellado eficaz y los lubricantes con inhibidores de corrosión constituyen la primera línea de defensa.
Picadura eléctrica
La picadura eléctrica está causada por la corriente que atraviesa el rodamiento y el arco eléctrico a través de la película de aceite, fundiendo pequeños cráteres. La firma característica son cráteres estrechamente espaciados dispuestos en bandas regulares: un patrón “acanalado” o corrugado en forma de tablero de lavado. Es frecuente en motores alimentados por variadores de frecuencia (VFD) con una puesta a tierra del eje inadecuada, la misma causa raíz que subyace en muchos fallos eléctricos, y suele reconocerse por su patrón regular característico durante la inspección.
2. Métodos de detección
Análisis de vibraciones
La picadura produce una progresión de vibración reconocible. En la fase inicial añade un pequeño incremento de la vibración de alta frecuencia; a medida que los defectos crecen, se generan frecuencias de fallo de los rodamientos appear — BPFO, BPFI o BSF dependiendo de qué superficie esté dañada, y tanto su amplitud como el número de armónicos aumentan. Análisis de envolvente es la herramienta más eficaz para detectar picaduras en fase temprana, ya que demodula los débiles impactos repetitivos del fondo de banda ancha mucho antes de que dominen el espectro.
Inspección visual
El examen directo requiere desmontaje o acceso con boroscopio. El inspector busca zonas gris mate (micropicadura) o cráteres visibles (macropicadura), cuenta y mide las picaduras para evaluar la gravedad, y las fotografía para documentación y seguimiento comparativo con inspecciones futuras.
Oil analysis
Partículas de metal de desgaste en un oil sample revelan la eliminación activa de material. La ferrografía distingue la morfología de las partículas de picadura de la del desgaste ordinario, y una concentración creciente de partículas confirma que el daño está progresando en lugar de estabilizarse.
Ensayo ultrasónico
La rugosidad superficial provocada por la picadura eleva las ultrasonic emisiones, y los detectores portátiles pueden monitorizar esto de forma no invasiva. El ultrasonido frecuentemente detecta problemas antes de que los síntomas de vibración sean inequívocos, lo que lo convierte en un complemento útil para el monitoreo espectral.
3. Causas y prevención
Picadura por fatiga
- Clasificación adecuada del rodamiento: seleccione un rodamiento cuya vida L10 supere cómodamente el servicio requerido.
- Lubricación adecuada: mantener un espesor de película saludable (relación lambda superior a aproximadamente 3) para evitar el contacto entre asperezas.
- Limpieza: evitar la contaminación que daña la superficie y crea concentradores de tensión.
- Alineación: evitar la carga en los bordes causada por desalineación.
- Control de carga: evitar la sobrecarga: la vida útil de los rodamientos de rodadura disminuye aproximadamente con el cubo de la carga.
Picadura por corrosión
- Sellado eficaz: mantener la humedad fuera de la cavidad del rodamiento.
- Lubricante adecuado: utilizar formulaciones con inhibidores de corrosión.
- Materiales resistentes a la corrosión: especificar rodamientos de acero inoxidable para servicio en ambientes húmedos.
- Protección durante el almacenamiento: proteger los rodamientos de repuesto de la humedad.
- Prevención de condensación: evitar los ciclos térmicos que provocan condensación dentro del alojamiento.
Picadura eléctrica
La prevención se centra en mantener la corriente fuera del rodamiento: puesta a tierra adecuada del eje en motores accionados por variadores de frecuencia, un rodamiento aislado en un extremo de la máquina, elementos rodantes cerámicos (no conductores) y medidas generales para eliminar o minimizar corrientes de rodamiento.
4. Picadura en engranajes
En los dientes de los engranajes, la picadura tiene su propia característica. Se produce en los flancos del diente dentro de la zona de contacto, concentrándose cerca de la línea primitiva donde la rodadura y el deslizamiento se combinan para maximizar la tensión de contacto. El daño se manifiesta como una vibración elevada en la frecuencia de engrane, frecuentemente flanqueada por bandas laterales espaciadas a la velocidad de giro del eje, junto con cambios audibles en el tono y picaduras visibles en los flancos. Una cantidad moderada de la denominada picadura “inicial” puede ser aceptable en algunos diseños e incluso puede estabilizarse a medida que las superficies se adaptan, pero una picadura excesiva reduce el área portante de carga y en última instancia provoca la rotura del diente. La monitorización de la frecuencia de engrane y sus bandas laterales, junto con la inspección periódica de los flancos, es el procedimiento de detección práctico para la familia más amplia de defectos de engranajes.
5. Evaluación de la gravedad y toma de decisiones
Para los rodamientos, la gravedad se evalúa habitualmente en función de qué porcentaje de la zona de carga se ve afectado:
- Incipiente: algunas micropiraduras dispersas, por debajo de aproximadamente el 5 % de la zona de carga.
- Luz: picadura visible en aproximadamente el 5–25 % del área de la zona de carga.
- Moderado: picadura extensa en el 25–50 % del área, que comienza a coalescerse.
- Severo: más del 50 % afectado, con picaduras que se unen formando desconches — sustitución inmediata.
Estos grados se corresponden con acciones concretas. El picado incipiente o leve puede continuar en servicio bajo supervisión; el picado moderado exige una sustitución planificada en un plazo de uno a tres meses; el picado severo debe reemplazarse en la primera oportunidad; y una progresión rápida acompañada de elevada vibración o temperatura justifica una parada de emergencia. Establecer alarmas razonables y niveles de viaje frente a estas etapas, y realizar el seguimiento del tendencia a lo largo del tiempo, convierte la medición bruta en una decisión de mantenimiento.
6. El lugar del picado y cómo ayuda el equilibrado
El picado es una etapa intermedia importante en la degradación de componentes — más grave que el desgaste superficial general, aunque a menudo manejable cuando se detecta a tiempo. Además, raramente actúa solo: la carga en los bordes debida a la desalineación o la resonancia acelera la fatiga, al igual que la elevada carga dinámica sobre los rodamientos originada por el desequilibrio del rotor desequilibrar. Mantener un rotor bien equilibrado es, por tanto, parte de la prevención del picado prematuro, y un analizador portátil de dos canales como el Balanset-1A se justifica doblemente: funciona sobre y diagnósticos espectrales para detectar en campo el picado incipiente en rodamientos y engranajes, y realiza el equilibrado de campo que reduce los esfuerzos de contacto rodante que impulsan el daño. Combinado con una lubricación, sellado y alineación adecuados, ese conjunto permite al equipo identificar el picado a tiempo e intervenir según su propio calendario, mucho antes de que se produzca una descamación catastrófica.
