¿Cómo elegir el filtro hidráulico correcto?

El sistema de filtración correcto es esencial para el funcionamiento prolongado de un sistema hidráulico, pero elegir el filtro correcto a menudo no es una tarea fácil.

Cada industria y cada componente de un sistema hidráulico tienen sus propios requisitos y se influyen mutuamente. Al final, la clave está en cómo elegir ese elemento filtrante aparentemente sencillo. Para evitar costos excesivos en la operación del sistema, al seleccionar un elemento filtrante, es necesario considerar no solo los requisitos de presión, caudal y limpieza, sino también una visión general de las condiciones de trabajo. Este artículo enumera cinco puntos clave que deben dominarse al calcular y seleccionar filtros.

Familiaridad con las condiciones de aplicación

Ante todo, es importante comprender los requisitos de rendimiento del filtro. Al calcular con precisión las especificaciones del filtro, estos requisitos suelen expresarse en términos de la relación de filtración β. El valor β es la relación entre el número de partículas mayores de un tamaño determinado en el fluido a la entrada del filtro y el número de partículas mayores de un tamaño determinado en el fluido a la salida del filtro. Por lo tanto, cuanto mayor sea el valor β, mayor será la eficiencia de filtración del filtro. El valor β también puede expresarse como un porcentaje para indicar su eficiencia, η = 1-1/β.

Los diseños de filtros actuales generalmente tienen mayor capacidad de retención de suciedad, mayor vida útil y menor caída de presión.

Por ejemplo, las aplicaciones que requieren elementos filtrantes de alto rendimiento suelen tener un valor β superior a 1000, lo que significa que de 1000 partículas que entran al filtro, solo una saldrá. En este caso, la expresión en términos de eficiencia de filtración es del 99,9 %. Generalmente, los fabricantes de filtros convencionales cuentan con documentación específica que define el rendimiento del filtro según el tamaño de poro del elemento filtrante. Por lo tanto, comprender adecuadamente los requisitos de rendimiento de la aplicación permite seleccionar el tamaño de cartucho correcto y garantizar el buen funcionamiento del equipo.

Conociendo el sistema hidráulico​

Una vez establecidos los requisitos de rendimiento específicos para las condiciones de aplicación, podrá evaluar adecuadamente el sistema hidráulico. Según las normas de la industria, los componentes hidráulicos instalados en el circuito hidráulico influyen directamente en el tipo de filtro hidráulico . Dichas normas son principalmente los códigos de clase de limpieza ISO, que ayudan a seleccionar el tipo de filtro adecuado. Por ejemplo, un circuito de válvula proporcional requiere una clasificación de limpieza ISO mínima de 20/18/15. Para cumplirla, la precisión de filtración absoluta del elemento filtrante es de al menos 3 o 6 μm.

La selección del filtro requiere una combinación de capacidad de retención del cartucho, caída de presión y economía.

Si el circuito solo incluye bombas de engranajes y válvulas direccionales, estas son relativamente insensibles a la contaminación, por lo que un filtro de bajo rendimiento puede satisfacer sus necesidades. Un elemento filtrante, como un filtro de papel o de malla metálica, puede ser una opción económica. Conocer qué componentes hidráulicos son adecuados para cada filtro y comprender cómo afectan su rendimiento puede ahorrar costos innecesarios en el funcionamiento a largo plazo.

Comprensión de la viscosidad del aceite

Un factor que a menudo se pasa por alto al elegir las especificaciones del cartucho es la viscosidad del fluido. De hecho, la viscosidad influye considerablemente en la selección de las especificaciones del cartucho. En la selección inicial, a menudo se pasa por alto la viscosidad del aceite. Como resultado, se elige una especificación del cartucho demasiado grande, lo que resulta en costos operativos innecesariamente altos. Desconocer la importancia de la viscosidad del aceite puede llevar a la selección de una especificación de cartucho demasiado pequeña, una caída de presión demasiado alta, una alarma prematura del sensor de contaminación, etc. Por el contrario, existe la posibilidad de que la especificación del elemento filtrante sea demasiado grande, lo que resulta en costos excesivos de inversión y costos operativos de reemplazo. El usuario debe comprender bien el sistema hidráulico para evaluar su rango de temperatura de operación nominal, de modo que se pueda utilizar la temperatura mínima más precisa como base para seleccionar la especificación del cartucho. Seleccionar correctamente el rango de temperatura de operación garantiza que el cartucho no entre en modo de derivación prematuramente y evita una sobreselección del cartucho.

Acerca del transmisor de contaminación

Suponiendo que el filtro esté equipado con un sensor de contaminación (analógico o digital), el usuario debe tener una caída de presión objetivo adecuada al seleccionar el filtro. Normalmente, la presión diferencial indicada por el sensor está en el rango de 1 a 8 bar. Como principio general, la relación entre la presión de ajuste del transmisor y la caída de presión del filtro limpio es de al menos 3:1.

Por ejemplo, si el sensor visual del filtro establece una presión de alarma de 5 bar, la presión diferencial máxima aceptable para el filtro seleccionado es de aproximadamente 1,7 bar, según la relación anterior. Si no se comprende este principio, el usuario corre el riesgo de seleccionar un filtro demasiado grande o demasiado pequeño. Para garantizar la protección adecuada del sistema hidráulico, en nuestro trabajo es habitual seleccionar filtros de mayor tamaño, lo que aumenta el coste.

Contabilización del flujo a través del filtro

Al elegir un filtro, es fundamental analizar cuidadosamente el caudal. Es importante tener en cuenta que el caudal instantáneo puede superar el caudal máximo de la bomba. Una condición de funcionamiento típica en un circuito de acumulador es que este almacena una cierta cantidad de aceite a presión y, al liberarse, el caudal se superpone al de la bomba, superando considerablemente el caudal de la propia bomba. Es fundamental considerar el filtro de alta presión posterior al circuito de acumulador. Subestimar el caudal a través del filtro aumentará la presión diferencial en el cartucho, lo que a su vez reducirá la eficiencia del circuito y aumentará los costos de operación y mantenimiento.