El ambiente marino como factor determinante de la lubricación
Un puerto de contenedores moderno (Algeciras, Valencia, Barcelona, Rotterdam) es una ciudad industrial de alta densidad operativa. Las grúas STS (Ship-to-Shore) cargan y descargan buques portacontenedores de 24.000 TEU; los RTG (Rubber-Tyred Gantry) apilan contenedores en el patio; los reach stackers y tractores portuarios mueven las cajas por la terminal. Todo este ecosistema de equipos vive expuesto al ambiente marino.
El ambiente marino es especialmente agresivo para los lubricantes y los materiales de maquinaria por la combinación de:
- Cloruros en suspensión que atacan metales ferrosos (corrosión galvánica) y alteran la estructura de jabón de las grasas
- Humedad relativa elevada (80-100%) con ciclos de condensación que introducen agua en los sistemas de lubricación
- Lluvia y agua de mar que lavan físicamente los lubricantes de superficies expuestas
- Temperatura variable: zonas costeras con verano caluroso e invierno húmedo frío
1. Grúas STS (Ship-to-Shore): la columna vertebral de la terminal
Las grúas STS de pórtico sobre carriles (rail-mounted, RMQC) son las mayores grúas de la industria portuaria. Con vanos de 60-70 metros sobre el buque y alturas de elevación de 50 metros, y weighing up to 2.500 toneladas, son equipos de vida larga (25-40 años) cuyo mantenimiento de lubricación determina la disponibilidad de la terminal.
1.1 Mecanismo de izado (hoist): cabrestante y reductores
El mecanismo de izado de una grúa STS eleva el spreader cargado (contenedor de 30-40 t) a velocidades de 90-150 m/min. Su caja reductora opera bajo alta carga a ciclos muy frecuentes (30-60 ciclos/hora). Los aceites de engranajes deben:
- CLP ISO VG 150-220: la elección entre VG 150 y VG 220 depende de la temperatura ambiente de la instalación y la especificación del fabricante (ZPMC, Liebherr, Konecranes, Doosan)
- Base PAO preferida por mejor estabilidad oxidativa a la temperatura del aceite en operación continua (60-80°C) y mejor comportamiento en frío (arranques a bajas temperaturas en invierno)
- Compatibilidad con los materiales de sellos del reductor: NBR, FKM, labio de PTFE
- Alto índice FZG (etapa 12+ según DIN 51354) para protección contra scuffing en ciclos de arranque bajo carga
| Sistema | Lubricante | Intervalo cambio | Obs. marina |
|---|---|---|---|
| Reductor de izado | CLP PAO VG 220 | 6.000-8.000 h / análisis | Verificar agua trimestralmente |
| Reductor de traslación carro | CLP PAO VG 150-220 | 6.000 h / análisis | Contaminación salina posible |
| Reductor traslación pórtico | CLP VG 220 mineral o PAO | 4.000-6.000 h | Verificar sellos semestralmente |
| Corona dentada exterior pórtico | Grasa PAO+grafito adhesiva | Semanal o sistema automático | Sal + agua = degradación rápida |
| Rodamientos carros traslación | Grasa Li-Ca NLGI 2, resist. agua | 500 h | Prueba lavado ASTM D1264 |
| Rodamientos ruedas pórtico (carril) | Grasa Li-Ca EP NLGI 2 | 500 h | Exposición directa elementos |
| Spreader (headblock) rodamientos | Grasa Li-Ca NLGI 2 | 250-500 h | Expuesto a lluvia, salinidad |
| Spreader twistlocks y pines | Pasta MoS₂ o grasa EP NLGI 1 | Semanal | Alta carga puntual, desmontaje |
| Cable de izado de acero | Aceite/grasa penetrante cable | Mensual o sistema automático | Sal acelera corrosión interna |
1.2 Corona de giro de la pluma (boom pivot): lubricación marino-grade
La articulación de la pluma (boom) de la grúa STS permite que la pluma suba para el paso de buques. Sus pasadores y bucones (pins y bushings) trabajan bajo carga estática muy alta con movimientos infrecuentes: el perfil de lubricación es de régimen límite absoluto, con presiones de contacto que destruyen cualquier película EHD.
La grasa para pasadores de pluma de grúa STS debe ser:
- NLGI 1-2 con MoS₂ y grafito: aditivos sólidos que funcionan en régimen límite sin película EHD
- Excelente resistencia al agua y a los cloruros: jabón de litio-calcio o calcio complejo
- Alta adherencia para permanecer en el pin incluso bajo lluvia o lavado marino
- Reengrase frecuente (mensual) mediante engrasadores Zerk o engrasadores de alta presión directamente sobre el pin
2. Grúas de patio RTG y RMG
Las grúas RTG (Rubber-Tyred Gantry) y RMG (Rail-Mounted Gantry) apilan los contenedores en el patio de la terminal. Las RTG son automotrices sobre neumáticos y mueven entre filas; las RMG son sobre carriles. Ambas son equipos de ciclo muy intensivo (20-40 movimientos/hora, 24/7).
2.1 Mecanismo de izado RTG: aceite de engranajes específico
Las RTG modernas (ZPMC, Konecranes, Kalmar) son eléctricas o diesel-eléctricas. Su mecanismo de izado tiene un reductor compacto de alta potencia. La especificación ZPMC estándar prescribe:
- Aceite CLP EP ISO VG 150 o VG 220 (según modelo) para el reductor de izado
- Aceite CLP EP ISO VG 150 para el reductor de traslación del carro
- Aceite CLP EP ISO VG 220 para el reductor de traslación del pórtico
- Cambio de aceite a las 8.000 horas o 2 años, con análisis intermedio cada 4.000 horas
2.2 Neumáticos y ejes de propulsión RTG
Las RTG circulan sobre neumáticos de gran tamaño (22.5 a 33.25 pulgadas) impulsadas por motores eléctricos en los ejes. Los cubos de rueda (wheel hubs) y los mandos finales de propulsión requieren:
- Aceite de eje GL-5 SAE 90 o SAE 140 para mandos finales con diferencial
- Grasa NLGI 2 de litio complejo para rodamientos de cubo de rueda, con resistencia a los cloruros
- Reengrase de rodamientos de cubo cada 500-1.000 horas
- Verificación del nivel de aceite de mandos finales mensualmente: las RTG trabajan inclinadas en los talleres de mantenimiento y el nivel puede engañar
3. Cargadores y descargadores de granel portuario
Los terminales de granel sólido (carbón, mineral de hierro, cereales, fertilizantes) operan grandes equipos de carga y descarga continua: shiploaders, unloaders de cangilones, stacker-reclaimers. Estos equipos combinan gran escala con operación continua y exposición al producto granular abrasivo.
3.1 Stacker-reclaimer: corona de giro y pluma
El stacker-reclaimer es el corazón de un terminal de granel: apila y recupera el material del parque de almacenamiento. Su corona de giro de gran diámetro (3-8 metros) opera bajo cargas estáticas enormes (el peso de la pluma cargada) y movimientos lentos de giro para orientar la pluma al montón de material.
Las condiciones son aún más agresivas que en las grúas STS: el polvo de carbón o mineral se adhiere a la grasa y actúa como abrasivo; el agua de lluvia lava la grasa de la corona dentada. La lubricación prescrita:
- Pista del rodamiento de corona: grasa PAO con MoS₂ y grafito, NLGI 2, alta resistencia al agua. Reengrase automático cada 4-8 horas de operación mediante sistema centralizado que acciona mientras la corona gira lentamente.
- Dentado exterior de la corona: grasa adhesiva bituminosa de corona abierta con grafito, altamente resistente al lavado por lluvia. Aplicación automática por pincel.
- Rodamientos de pluma (boom): grasas de alta temperatura y alta carga para rodamientos esféricos de rodillos de gran diámetro.
3.2 Cadenas y ruedas dentadas de canguilones (bucket chain)
Los excavadores de cangilones de cadena (bucket chain unloaders) usan cadenas pesadas con cangilones que excavan el material directamente del bodega del buque. Las cadenas de cangilones (forjadas en acero de alta resistencia, paso 400-800 mm) y las ruedas dentadas que las accionan son componentes de vida limitada que se reemplazan según desgaste.
La lubricación de las articulaciones de la cadena de cangilones:
- Aplicación de grasa de litio-calcio EP con MoS₂ en cada articulación durante el mantenimiento
- Frecuencia de lubricación: semanal o según horas de operación (100-250 horas)
- El ambiente marino + el impacto de excavación + el material abrasivo erosionan la grasa rápidamente
4. Reach stackers y equipos móviles portuarios
Los reach stackers (Kalmar, Hyster, Linde) son grúas móviles sobre ruedas para manipulación de contenedores en terminales de menor escala o áreas de acceso restringido para grúas de pórtico. Su arquitectura de lubricación incluye:
| Componente | Lubricante | Frecuencia | Notas marino |
|---|---|---|---|
| Motor diésel | API CK-4 / SAE 15W-40 | 500 h | Verificar dilución agua |
| Transmisión automática | TO-4 o ATF específico | 1.000-2.000 h | Sin mezcla de tipos |
| Eje trasero (diferencial) | GL-5 SAE 90-140 | 2.000 h | Sellado corrosión |
| Mandos finales planetarios | GL-5 SAE 90-140 | 2.000 h | Sellado corrosión |
| Sistema hidráulico (pluma, spreader) | HLP VG 46-68 | 2.000-4.000 h + análisis | Filtración ISO 17/15/12 |
| Rodamientos pluma y articulaciones | Grasa Li-Ca EP MoS₂ NLGI 2 | 250 h | Resistencia agua y cloruros |
| Pines de spreader | Grasa EP MoS₂ NLGI 1 | Semanal | Alta carga puntual |
| Rodamientos rueda delantera y trasera | Grasa Li-Ca NLGI 2 | 500 h | Reengrase por central o manual |
| Compresor de frenos | Aceite compresor VG 100 | 1.000 h | Estándar |
5. Requisitos específicos de lubricantes para ambiente marino
No todos los lubricantes que cumplen especificaciones mecánicas son aptos para instalaciones portuarias. El ambiente marino impone requisitos adicionales que deben verificarse:
| Propiedad | Ensayo | Requisito mínimo marino | Por qué importa |
|---|---|---|---|
| Resistencia al lavado por agua (grasa) | ASTM D1264 (38°C y 80°C) | <10% pérdida de masa | Lluvia y agua marina lavan la grasa del rodamiento |
| Resistencia al agua salada (corrosión) | EMCOR DIN 51802 (NaCl 1%) | Grado 0 o 1 (escala 0-5) | Los cloruros atacan el metal del rodamiento bajo grasa |
| Protección anticorrosión (acero inmersión) | ASTM D1748 / IP 220 | No hay oxidación visible | Piezas sumergidas en agua marina o niebla salina |
| Punto de goteo (grasa) | ASTM D566 / D2265 | >180°C (Convencional) | Calor de verano + no se licúe y escurra |
| Estabilidad mecánica | ASTM D217 (100.000 golpes) | Variación <15 en penetración | Las bombas de engrase compactan la grasa repetidamente |
| Inhibición de corrosión (aceite) | ASTM D665A+B (agua dest.+salada) | Sin herrumbre (rating A) | Aceite de reductor en contacto con condensación marina |
| Separación de agua (aceite) | ASTM D1401 (tiempo 30 min) | <30 min para separar 40/40/0 | El agua emulsionada destruye la película EHD |
Grasas de jabón de litio-calcio para ambiente marino: Las grasas de jabón de litio-calcio (Li-Ca) ofrecen la mejor relación prestaciones/coste para instalaciones portuarias. El calcio aporta resistencia al agua (hidrofobicidad natural) y el litio aporta resistencia mecánica y al calor. Este tipo de jabón mixto es notablemente más resistente al ambiente marino que el jabón de litio simple. Las grasas de calcio complejo (Ca complex) ofrecen prestaciones aún superiores en resistencia al agua salada y altas temperaturas.
6. Lubricantes biodegradables en puertos: regulación medioambiental
Los puertos están sujetos a normativa medioambiental estricta por su proximidad al mar. La Directiva 2013/30/UE sobre seguridad offshore, el Convenio MARPOL y las normativas portuarias nacionales pueden requerir el uso de lubricantes biodegradables en equipos con riesgo de vertido al mar:
- Cables de acero sumergibles: los cables de sistemas de amarre o equipos con cable que puede entrar en contacto con el agua del puerto deben usar aceites para cable biodegradables (base éster vegetal o éster sintético). Certificación OECD 301B (degradación aeróbica) o equivalente.
- Sistemas hidráulicos de compuertas y diques: aceites hidráulicos biodegradables tipo HETG (éster vegetal), HEES (éster sintético) o HEPG (polialquilenglicol), según las categorías ISO 15380.
- Lubricantes de spreader y equipos sobre buque: en situaciones donde el lubricante puede caer directamente al agua del puerto, especificar lubricantes con certificación biodegradable y baja ecotoxicidad.
| Categoría ISO 15380 | Tipo base | Biodegradabilidad | Limitaciones |
|---|---|---|---|
| HETG | Éster vegetal (colza, girasol) | Muy alta (>90% OECD 301B) | Hidrólisis a alta temperatura, baja estabilidad oxidativa |
| HEES | Éster sintético (adipatos, complejos) | Alta (>70% OECD 301B) | Mayor coste que HETG, mejor rendimiento |
| HEPG | Polialquilenglicol (PAG) | Alta (depende del tipo) | No miscible con aceites minerales, limpieza de sistema |
| HEPR | Polialphaolefinas (PAO) | Baja (<25%) | Bajo riesgo ecotóxico pero no biodegradable según norma |
7. Plan de lubricación para terminal portuaria de contenedores
Diario
- Verificar nivel de aceite de reductores de izado STS/RTG (mirilla o varilla)
- Inspeccionar sistema centralizado de grasa: presión, alarmas, depósito
- Lubricar twistlocks y pines de spreader si no hay sistema automático
- Verificar cable de acero: grietas, deformaciones, lubricación visible
Semanal
- Rellenar depósitos del sistema centralizado de grasa
- Lubricar corona dentada de giro (si no hay sistema automático)
- Lubricar articulaciones de pluma de cargadores/descargadores
- Inspeccionar sellos de rodamientos expuestos: presencia de grasa expulsada (normal) o ausencia (alarma)
Mensual
- Lubricación manual complementaria de todos los engrasadores Zerk manuales
- Tomar muestras de aceite de reductores críticos para análisis en laboratorio
- Inspección visual de corrosión en carcasas y soportes de rodamientos
- Lubricación de cable de acero (si no hay sistema automático montado)
Semestral / Anual
- Cambio de aceite de reductores según análisis o intervalo fijo del fabricante
- Lavado y rellenado de reductores críticos (hoist, travel)
- Inspección de la corona de giro: medir holgura axial y radial, inspección visual de pistas
- Análisis completo del programa: comparar resultados de análisis con histórico de intervenciones
Lubricantes portuarios: envasado técnico para instalaciones marítimas
FILLCORE INDUSTRIAL envasa lubricantes para instalaciones portuarias: grasas Li-Ca resistentes al agua salada, aceites CLP EP para reductores de grúa STS y RTG, aceites de cable biodegradable y compound de corona abierta para ambiente marino.