Lo sviluppo e l’evoluzione della lubrificazione si inseriscono in obiettivi aziendali più ampi: aumentare l’efficienza degli impianti e ridurre i consumi migliorando al contempo la sostenibilità complessiva della filiera.
L’elemento cardine di questa procedura, l’olio, nato per proteggere i sistemi, è paradossalmente diventato nel tempo un fattore di contaminazione che mette a rischio i processi. Le soluzioni di lubrificazione si sono quindi trasformate per assecondare l’innovazione tecnica di impianti e utensili rispondendo efficacemente a esigenze ambientali sempre più stringenti.
La lubrificazione degli impianti ha come scopo primario tutelarne l’efficienza e migliorarne la durata: senza questa azione tra i componenti meccanici, infatti, il rischio di malfunzionamenti, guasti e usura prematura cresce esponenzialmente.
Esistono però diversi tipi di lubrificazione che, pur salvaguardando la meccanica, assicurano conformità normativa e garantiscono l’assenza di contaminazioni oggi considerate inaccettabili all’interno di filiere particolarmente esigenti come quella alimentare, farmaceutica ma anche elettronica.
Analizziamo l’importanza di questa pratica a partire proprio dalla sua evoluzione, per chiarire poi la situazione odierna e la gestione delle macchine oil-free.
L’evoluzione nella lubrificazione dell’aria compressa
La maggior parte degli impianti ad aria compressa tradizionali prevede la lubrificazione del fluido. L’olio protegge i componenti del sistema come pistoni, cilindri, valvole e tubazioni ma anche il trattamento dell’aria registra un’aggiunta di lubrificante nel circuito.
I compressori a iniezione di olio contemplano quindi un funzionamento in cui il risultato riduce attrito e calore, mentre contribuisce anche alla tenuta interna. Con questo tipo di pratica, però, l’olio entra nel circuito andando a lubrificare anche i componenti pneumatici lungo la linea di distribuzione.
Con la garanzia dell’efficienza meccanica, quindi, aumenta il rischio di contaminazione del processo e in ultimo del prodotto. I contaminanti nell’aria compressa rappresentano un rischio, ecco perché è bene evitarli.
A livello normativo, la norma ISO 8573-1 ha introdotto lo standard per valutare la conformità della qualità dell’aria, definendo i livelli di contaminanti che possono essere ritenuti accettabili.
In settori particolarmente esigenti, infatti, è stato proprio questo standard a richiedere un cambiamento sotto l’aspetto tecnologico. Il sistema lubrificante a iniezione di olio, quindi, è tecnicamente inadeguato per comparti come quello alimentare, quello farmaceutico o quello elettronico.
Aria lubrificata: quali sono i pro e i contro
A seconda dell’impianto, delle necessità e delle applicazioni, si può scegliere di utilizzare o meno aria compressa lubrificata.
Si tratta di una valutazione che, a scapito dei benefici meccanici del sistema, porta conseguenze positive dal punto di vista ambientale. Nelle variabili però rientrano anche criteri come quello dei costi operativi o della contaminazione a lungo termine.
Esiste infatti la possibilità di optare per un impianto oil-free: non è detto però che questa scelta sia indicata per tutte le filiere.
Esaminiamo nel dettaglio i pro e i contro dell’aria lubrificata.
Vantaggi della lubrificazione dell’aria compressa
I benefici primari di avere aria lubrificata all’interno del circuito sono due: riduzione dell’attrito e dell’usura, quindi nel complesso una tutela maggiore della meccanica dell’impianto. Queste funzioni sono determinanti in impianti pneumatici datati o negli utensili pneumatici ad alto ciclo la cui progettazione non prevede materiali autolubrificanti.
Ridurre l’attrito dei componenti dinamici, cilindri e valvole, previene movimenti a scatti e assicura scorrevolezza.
L’olio lubrificante, inoltre, forma una barriera che protegge da ossidazione e ruggine limitando i danni di umidità e condensa e aiutando ad aumentare la vita utile di componenti e utensili.
Criticità e svantaggi
Tra gli svantaggi dell’utilizzo di aria lubrificata si annoverano problematiche che, oltre a gravare sui costi operativi, aumentano i rischi ambientali.
Migliorare il sistema di aria compressa, infatti, richiede di tenere sotto controllo diversi fattori: i contaminanti atmosferici sono uno di questi, così come l’acqua sotto forma di condensa, aerosol o vapore.
L’olio presente nell’aria lubrificata degli impianti, combinandosi con questi elementi, può formare depositi viscosi con il risultato di avere tubazioni ostruite o di intaccare la funzione di valvole e sensori.
Per limitare questo aspetto critico è importante ricorrere a filtri regolatori, riduttori di pressione e separatori di condensa che aiutano a trattare l’aria in ingresso per tutelare l’intero impianto.
All’interno del circuito, inoltre, possono verificarsi contaminazioni chimiche e biologiche dovute all’accumulo di condensa di vapore acqueo e olio. Sotto il profilo chimico si verificano invece reazioni che portano all’ossidazione e quindi alla formazione di ruggine e incrostazioni; sotto l’aspetto biologico, il rischio è la proliferazione di microrganismi.
Analizzando specificamente le criticità ambientali, va detto che l’utilizzo di aria lubrificata e quindi la sua espulsione rilascia vapori che intaccano la qualità dell’aria per gli operatori e per l’ecosistema.
Allo stesso modo lo smaltimento di oli esausti e di condense oleose ha un impatto ambientale che incide in negativo sui risultati di sostenibilità dell’azienda.
Il passaggio alla tecnologia oil-free
La tecnologia oil-free ha fornito la risposta all’esigenza di assicurare una migliore qualità dell’aria compressa per risultare conformi dal punto di vista normativo ma anche per rivedere gli impianti senza compromettere l’efficienza operativa, al contrario migliorandola.
Un sistema oil-free non significa assenza del lubrificante ma garanzia che questo non entri mai in contatto con l’aria di processo. Gli impianti di questo tipo contano su macchine che hanno subito una duplice evoluzione sotto l’aspetto della progettazione strutturale e nelle dimensioni.
Gli impianti che usano questa tecnologia sono la scelta preferenziale nelle filiere in cui è richiesta la massima purezza dell’aria compressa (la Classe 0 dello standard ISO 8573-1).
Nello specifico, il loro funzionamento è gestito da un compressore a zero oil injection che non introduce quindi lubrificante nel circuito dell’aria. La rete di distribuzione prevede comunque una serie di trattamenti dell’aria tra cui filtrazione, essiccazione e separazione dell’eventuale olio residuo. In ultimo, soluzioni oil-free eliminano la nebbia d’olio nel flusso perché anche le apparecchiature collegate funzionano senza aria lubrificata o con lubrificazione interna sigillata.
La tecnologia oil-free, se paragonata a quella tradizionale a olio, risulta indubbiamente più costosa in termini di acquisto iniziale, però porta vantaggi operativi significativi e la riduzione di interventi di manutenzione a valle.
In generale, è bene ricordare che la manutenzione riveste un ruolo importante per garantire sicurezza all’impianto e agli operatori.
Tuttavia, quella dell’oil-free non è sempre una scelta giustificata, ci sono applicazioni in cui le esigenze di purezza dell’aria non sono così stringenti ed è sufficiente un sistema lubrificato in cui l’aria è opportunamente trattata in modo da assicurare prestazioni ottimali per l’impianto.
Lubrificazione utensili e apparecchiature pneumatiche
Il processo di lubrificazione oggi è diventato molto più puntuale e mirato. La tecnologia oil-free offre l’opportunità di usare queste sostanze solo dove è necessario facendolo in maniera controllata.
Autolubrificazione dei componenti pneumatici
Grazie all’impiego di polimeri a basso attrito nella realizzazione dei componenti e grazie all’utilizzo di materiali già lubrificati, gli impianti possono funzionare in assenza di lubrificazione o, come viene definito, con un processo di autolubrificazione.
In queste circostanze non va aggiunto olio nel circuito dal momento che non serve e il sistema lavora con un circuito dell’aria compressa che non rischia di essere contaminato.
Le necessità specifiche di utensili ad alto impatto
Negli utensili ad alto impatto, una lubrificazione controllata e regolare è necessaria per garantire l’efficienza operativa. In questi dispositivi, per esempio motori pneumatici rotativi, trapani o smerigliatrici, è infatti importante ridurre l’attrito interno e prevenire l’usura.
Inoltre, l’olio svolge qui una funzione anticorrosiva fondamentale creando la barriera che protegge dalla condensa.
L’installazione dell’unità che contiene filtro, regolatore e lubrificatore
Se è necessaria un’azione lubrificante erogata localmente si adotta la lubrificazione a iniezione, fornita da quella che si definisce unità FRL. Si tratta di tre componenti ordinati in sequenza che assicurano un risultato puntuale, efficace e sicuro.
Il filtro rimuove la condensa e il particolato solido per migliorare la qualità dell’aria, il regolatore stabilizza la pressione e il lubrificatore inietta la quantità prevista di olio sotto forma di nebbia d’olio all’interno dell’aria.
Questa sequenza assicura che l’efficacia del processo e quindi il risultato siano massimizzati riducendo i rischi.
Lubrificazione esterna: quando è necessaria e perché è fondamentale
La lubrificazione esterna non ha nulla a che vedere con il circuito dell’aria compressa, è diretta unicamente ai componenti meccanici e per questo è ancora fondamentale.
I lubrificanti impiegati sono ad alta densità e vengono applicati direttamente sui punti in cui avviene la frizione meccanica: queste sedi sono del tutto estranee al circuito del fluido di lavoro e per questo completamente indipendenti.
La loro applicazione previene l’usura e garantisce prestazioni ottimali del sistema, per questo è necessaria.
Per offrire una protezione a lungo termine, quella a grasso è particolarmente frequente nelle testate dei motori pneumatici o nei cuscinetti di supporto. La formulazione di questi lubrificanti è composita e sviluppata in modo da assicurare un’adesione forte e uno scudo efficace nel tempo.
La consulenza di Airex per migliorare la gestione degli impianti
Ogni impianto richiede processi specifici per funzionare assicurando la massima efficienza e per lavorare senza ridurre la vita utile dei suoi componenti. La lubrificazione, al pari di altre operazioni manutentive, si dimostra quindi necessaria in alcune circostanze.
L’evoluzione della tecnologia ha permesso lo sviluppo di sistemi oil-free che garantiscono una purezza maggiore dell’aria compressa ma esistono altre tipologie di impianti, anche moderni e non solo di vecchia data, che invece richiedono l’utilizzo di olio lubrificante localizzato.
Airex è specializzata nell’aria compressa e affianca le aziende nella gestione impiantistica. A partire da una consulenza personalizzata, possiamo aiutarti a migliorare l’efficienza del tuo impianto suggerendoti le migliori soluzioni, anche sotto il profilo della lubrificazione.
Il nostro lavoro è individuare caso per caso il prodotto più idoneo guardando alla prestazione del sistema, ai costi operativi e alle necessità specifiche.
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