Metodología para Evaluar Comportamiento de la Estabilidad de una Emulsión y su relación con el Tamaño de Partícula del Aceite
El corazón del proceso de Laminación en Frío Tándem lo constituye el Sistema de Emulsión que se aplica de forma recirculada y tiene como funciones principales:
Disminuir la fricción hasta los valores compatibles con el proceso de laminación
Reducción del desgaste
Obtener un buen acabado superficial
Impedir adhesión metálica en los cilindros de laminación
No presentar manchas y ser de fácil remoción de la superfície del material
No presentar características tóxicas
La emulsión es una mezcla de líquidos inmiscibles de manera más o menos homogénea. Un líquido (fase dispersa) es dispersado en otro (la fase continua o fase dispersante). Una emulsión debe contener por lo menos 3 tipos de componentes: La fase dispersa, el medio de dispersión y el agente emulsificante.
Las principales variables a controlar en la emulsión son: calidad del aceite en estado virgen, porcentaje de aceite, pH, temperatura, porcentaje de contaminación, índice de saponificación, ppm de hierro total e índice de estabilidad. Se ha presentado situaciones en que la emulsión cumple con sus parámetros de control rutinarios y sin embargo tiene problemas de dispersión y lubricación durante el proceso de laminación donde se amerita observar su comportamiento de dispersión y separación del aceite en el tiempo.
Se propone ensayos semicuantitativos para evaluar la capacidad de dispersarse y separarse el aceite en la fase acuosa y cuyo comportamiento se relaciona con el tamaño de partículas de una emulsión.
Esta metodología contemplan los siguientes pasos:
Preparación de una emulsión a nivel de laboratorio a concentraciones de aceite aplicadas en el proceso de laminación, utilizando cilindros graduados de 100 ml y el equipo Emulsímetro. Con ayuda del cronómetro se mide la cantidad de aceite que se va separando en el tiempo.
Se ha incorporado la observación de una gota de la emulsión en el microscopio para verificar el tamaño de distribución de partículas de aceite dispersas en el agua (o/w).
La metodología desarrollada para el estudio semicuantitativo del comportamiento de la Estabilidad de la Dispersión se ilustra en el siguiente esquema:
A- Procedimiento para Ensayo de Emulsibilidad y Estabilidad del aceite en la fase acuosa
B- Análisis de Imagen de Gota de la Emulsión y su Distribución de Tamaños de Partículas.
Imágenes por Microscopía Óptica de una gota de emulsión y la distribución del tamaño de la partícula de aceite en la dispersión preparada a nivel de Laboratorio
Con la aplicación de esta metodología se puede visualizar el efecto de los aceites contaminantes sobre el comportamiento de la dispersión y los problemas de lubricación en el proceso de laminación. Por lo general los aceites contaminantes tienden a aumentar el tamaño de las partículas de aceite ocasionando mayor rapidez en la separación, alterando el equilibrio de la dispersión y no formación de la película óptima de aceite en el arco de contacto de la banda durante la laminación. Cuando la contaminación es con detergente el efecto es contrario la partícula de aceite disminuye drásticamente y no se separa de la fase acuosa
Estos ensayos semicuantitativos de estabilidad de la emulsión y de tamaño de partícula al aplicarse sobre la emulsión de los laminadores Tándem aportan información útil sobre su comportamiento y explica la causa raíz de la perdida de lubricación, con la finalidad de solucionar y dar continuidad operativa en oportunidad. Da una visión del grado de deterioro de la emulsión, si se debe a rompimiento del equilibrio de dispersión, a contaminación por aceites hidráulicos y/o Morgoil, a contaminación con detergentes. También puede indicar si la emulsión dañada puede recuperarse o si debe ser desechada.
Autor: Gisela Mujalli
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IIMM, SIDOR C.A
