ISO16889, que es la última corriente para dicho análisis, se adoptó en diciembre de 1999 como un adelantamiento sobre su predecesor ISO4572. Larson Testing Laboratories de Fishers, Indiana inició el avance de DFE en 1997 para mejorar la potencia y eficiencia en el desarrollo de elemento de filtro por Hy-Pro Corporation. Esta investigación comenzó después de que una empresa de válvulas de “servo” experimentó fallas de contaminación con el producto de un competidor. Incluso, DFE le llamó la atención a un OEM de equipo móvil que proclamaba haber visto el mismo fenómeno de “descarga” en su laboratorio pero sin poder explicarlo. Entre los grupos interesados están varias agencies del gobierno estadounidense y de los servicios militares. El análisis de DFE está revolucionando el análisis del filtro de multitraspaso, agregándose a los avances en la potencia del filtro. Después de darse a luz en 1999, DFE se ha propuesto tanto al comité de la NFPA como a la SAE como una nueva convención para el análisis de multitraspaso.

Para poder comprender a DFE, primero debemos repasar las características básicas de dicho análisis. El análisis consiste de un circuito hidráulico cerrado donde el líquido se circula a través de un filtro mientras que una cantidad medida de contaminante es gradualmente introducido al sistema. El líquido pasa repetidamente por el sistema y el nivel de contaminante se mide tanto río arriba como río abajo con respecto a la colocación del filtro para determinar la eficiencia de separación de partícula y la cantidad de partícula retenida por el filtro.

ISO16889 especifica que los elementos del filtro se probarán en un solo flujo de velocidad durante toda la duración del análisis. Entonces la pregunta queda en, ¿Cuántos filtros funcionan dentro de un ambiente tan ideal? ¡Muy pocos! DFE llena el hueco entre la simulación ideal de laboratorio y las verdaderas condiciones de operación mediante la circulación del flujo de velocidad de arriba abajo entre dos válvulas de flujo durante toda la investigación. De este modo, DFE combina los conceptos de análisis de fatiga de flujo y multitraspaso para realmente demostrar las funciones vitales de un filtro en un verdadero sistema. Además, se agrega el análisis de vibración. (Este, es otra característica del análisis de DFE que no se ha tomado en cuenta en los en los últimos métodos de análisis de multitraspaso.) Cada sistema hidráulico se somete a una vibración generada ya sea por la bomba en forma de presión pulsante o por animación y movimiento de equipo. La vibración puede causar efectos adversos en la potencia del filtro, ante todo, si alguna de las frecuencias dentro del sistema coincide con la harmónica del filtro. Si esto llega a ocurrir, el componente agitado puede resonar y descargar la mayoría del contaminante previamente recogido.

El procedimiento del análisis de DFE vigila las características de vibración del filtro durante todo el ciclo vital de cada análisis para asegurar que el componente no opere a una frecuencia harmónica transversal al desempeño de dicho proyecto.

Análisis

Se realizaron una serie de estudios sobre componentes de diferentes fabricantes para comparar la potencia entre ISO16889 y DFE. ¡Los resultados fueron sorprendentes! Los filtros desarrollados y analizados bajo las condiciones corrientes de ISO no rendían la misma potencia cuando fueron sometidos al análisis de DFE (los detalles de análisis se dan en la tabla de abajo). Según el fabricante, se dieron distintos fenómenos así como el descargo, disolución y reducción de capacidad.

a. Descarga. Cuando el flujo se cicló hacia arriba y abajo entre 15gpm a 30gpm hubo una tendencia en que los componentes descargan partículas durante el período de transición soltando nubes de contaminación río abajo en relación con el filtro. Poco después de un cambio de flujo la limpieza del líquido se estabilizaba, sin embargo se daban notables disminuciones de eficiencia (eficiencia dinámica). El descargo fue mayor cuando se incrementaba el flujo de15gpm a 30gpm, pero también se daba cuando se reducía el flujo de 30gpm a 15gpm (véase figura 2). Estas nubes de contaminación pueden causar un cambio de nivel de limpieza a condiciones inaceptables, fuera de los niveles sugeridos por los fabricantes para minimizar fallas de componente. De manera típica, las nubes consistían de muy altos niveles de sedimentación con partículas de mayor tamaño que nunca hubieran traspasado durante las condiciones de estado constante de ISO16889. El fenómeno de descargo se puede atribuir a una combinación de circunstancias. La compresión-relajamiento del filtro relacionado a las variadas velocidades de flujo podrían causar cambios en la fibra de la matriz del “media” relacionado ya sea con la estructura interna de apoyo del “media” o con la estructura de apoyo de substrato y pliegue que es indispensable para la potencia del filtro. También se cuenta con el diseño de componente relacionado con cuenta de pliegue, espaciosidad de pliegue y altura de pliegue.

b. Disolución de “Media”. Algunos de los componentes de análisis demostraron problemas de integridad cuando se desafiaban simultáneamente con cíclicos flujos de velocidad y con contaminación. A medida que progresaba el análisis, no solo se notó una disminución de eficiencia en las secuencias de cambio de flujo, pero algunos componentes también demostraban una constante decadencia de conjunto en la eficiencia de filtro (véase figura 3). El componente ilustrado en la figura 3 fue fiel a su clasificación de B10[c] = 200 (99.5% eficiencia de separación) a una limpia baja de presión de 2psid, sin embargo a 34psid y después de varios cambios de flujo, el mismo componente contaba con una filtración proporcional de B10[c] = 7 (85.8% eficiencia de separación). El resultado alarmante fue que un filtro que comienza proveyendo un nivel de limpieza aceptable, se transforma en un filtro inferior cuando el sistema le impone condiciones verdaderas (del mundo real). (Los análisis de DFE nos brinde la oportunidad para estudiar las representaciones gráficas de la potencia del filtro sin distorsionarse por los promedios de peso temporal (time-weighted).

c. Capacidad reducida. Al analizar la capacidad de polvo de los componentes estudiados, algunos demostraron una reducción de capacidad cuando se sometían a las últimas corrientes de criterio de DFE. Los componentes del estudio demostraron que la capacidad de polvo al usar el análisis de ISO16889 fue de 32 gramos y la capacidad de polvo al usar el análisis DFE sobre semejantes componentes del estudio fue de 26 gramos. Aproximadamente, una reducción de 23%. (véase tabla 2)

d. Resumen de potencia. Se presentaron una variedad de características durante la comparación entre DFE y ISO16889 que incluyen fluctuantes eficiencias (dinámicas), eficiencias inferiores de agregado/peso-temporal, nubes de contaminación y desintegración de “media”. A lo largo del análisis un hecho no se podía negar, la potencia de cada componente estudiado empeoraba cuando se empleaba el Método de DFE, esto en comparación con ISO16889.

Tabla de observaciones resumidas.

El análisis del componente en DFE expresó un promedio menor de eficiencia para toda alta y baja secuencia de flujo, que en realidad caían debajo de la clasificación de componente del fabricante. El componente de DFE fue menos eficiente cuando sufría secuencias de cambio de flujo. El líquido DFE demostraba altos niveles de contaminación de líquido para los criterios de limpieza en cualquier secuencia, y se contaminaba más durante los cambios de flujo. El componente estudiado tuvo una capacidad reducida contra el análisis de estado constante.

Este reciente descubrimiento de filtración reitera el hecho de que no todos los filtros son iguales. Muchas veces motivados por reducciones de costo, los usuarios aceptan contratos suministrados de integración, comprometidos cada año a reducciones de precio (hard cost) sin saber específicamente cómo van a lograr tal objeto. Por ejemplo, cuando se hace postura a una lista de componentes y varios proveedores entregan cotizaciones podría parecerse una oportunidad para ahorrar (hard cost) al basarse al precio. Sin embargo, si se ahorra el 10% en componentes de repuesto a precio de unidad, pero sólo duran la mitad del tiempo, ¿dónde se ahorra? La filtración es un compromiso y el verdadero costo de la filtración no queda necesariamente en el precio del filtro. Si la duración de funcionamiento es afectada esto se asocia con frecuentes trabajos de mantenimiento para el componente, que requiere más componentes y menos horas de producción. Al compás con las frecuentes labores de mantenimiento, ocurren paros y más tiempo sin el equipo. Incluso, si la eficiencia del filtro se sacrifica a causa de cuestiones de integridad, surge una mayor posibilidad de contaminación relacionada con fallas de componente. Estas cuestiones de costo de mantenimiento (soft cost issues) pueden ser difíciles de medir, pero son factores importantes al tomar en cuenta la duración productiva del componente. ¿Qué se gana con ahorrar unos cuantos dólares en la inversión de un componente inferior cuando podría resultar en costosas reparaciones o repuestos o tiempo sin producción? A pesar de la idea popular, los filtros hidráulicos y lúbricos de alta potencia no son partidos de mercancía (commodity items). Con la presencia cada vez más notable de más fabricantes domésticos y extranjeros de filtro dentro del mercado norteamericano y una tendencia hacia componentes sintéticos desechables por la incineración, la potencia de las características de los filtros en verdaderas condiciones de empleo sólo puede definirse por medio del análisis DFE. A fin de cuentas, los filtros que no se analizan de acuerdo al criterio de DFE no podrán rendir su potencia estimada ni mantener el esperado mínimo sistema de limpieza constantemente necesario. Cuando un fabricante de válvula o de bomba especifica un nivel de limpieza para el líquido, se sobreentiende que es para todas horas de funcionamiento y no sólo para una mayoría de horas. El análisis de DFE afecta a todo mundo que tenga algún lazo con un filtro hidráulico o lúbrico. Para mayores informes sobre el análisis Dynamic Filter Efficiency comuníquese con Larson Testing Laboratories o Hy-Pro Corporation (fabricante de filtro)