Lubricantes para maquinaria de films plásticos: extrusión de PE/PP, orientación biaxial y bobinado

El film plástico y sus exigencias de lubricación

El film plástico —polietileno de baja densidad (LDPE), alta densidad (HDPE), lineal de baja densidad (LLDPE) y polipropileno (PP)— se fabrica en líneas de producción continua que integran múltiples etapas mecánicas, cada una con un régimen de temperatura, velocidad y carga completamente diferente. La selección del lubricante adecuado para cada punto de la línea no es un detalle secundario: es una decisión técnica que afecta directamente a la vida útil de los equipos, a la calidad del film y al coste de mantenimiento.

A diferencia de otras industrias donde el lubricante simplemente reduce el roce, en la producción de film plástico existe una restricción adicional crítica: la contaminación del producto. Cualquier goteo, migración de vapores o contacto directo del lubricante con el film puede arruinar rollos enteros, generar reclamaciones de calidad y, en el caso de film para envase alimentario o farmacéutico, implicar retiradas de mercado. Los sellos, juntas y materiales de los equipos que entran en contacto con zonas próximas al film deben ser compatibles con los lubricantes seleccionados.

1. Extrusoras de tornillo simple y doble: lubricación de cajas de engranajes

Las extrusoras de tornillo simple son la solución estándar para la producción de film de PE en sus variantes LDPE, HDPE y LLDPE. Las extrusoras de doble tornillo —corrotantes y contrarrotantes— se emplean en aplicaciones de mezcla, compounding y para algunos grados de PP técnico. En ambos casos, la caja de engranajes es el corazón mecánico del equipo: transmite el par motor al tornillo y absorbe las cargas axiales y radiales generadas durante el proceso de extrusión.

1.1 Condiciones de operación en la caja de engranajes

La temperatura exterior de la caja de engranajes oscila típicamente entre 60 y 90°C durante la operación normal. No obstante, en arranques en frío (especialmente en invierno en naves no climatizadas) la temperatura puede ser de 15-20°C, lo que exige que el aceite seleccionado mantenga una viscosidad adecuada también en frío para garantizar la lubricación en los primeros minutos de funcionamiento.

Los engranajes de la caja de una extrusora están sometidos a cargas elevadas y relativamente constantes (carga de fatiga por contacto, pitting). El par transmitido es alto, especialmente en extrusoras de gran tamaño (diámetro de tornillo de 90 a 150 mm) donde los motores pueden superar los 315 kW. La carga axial en el rodamiento de empuje del tornillo es especialmente significativa: en extrusoras de tornillo simple puede alcanzar decenas de kilonewtons dependiendo de la contrapresión en el cabezal.

1.2 Aceites recomendados para cajas de engranajes de extrusora

El aceite estándar de la industria para cajas de engranajes de extrusora es un aceite sintético de alta presión (CLP) basado en PAO (polialfaolefina) de grado ISO VG 220 o VG 320, con aditivos EP (extreme pressure) de tipo azufre-fósforo. Las ventajas del aceite sintético PAO frente al aceite mineral CLP en esta aplicación son múltiples:

• Índice de viscosidad (VI) muy superior: VI 140-160 frente a VI 90-100 del mineral, lo que asegura viscosidad adecuada tanto en frío como a temperatura de operación.
• Menor tendencia a la oxidación y menor formación de barnices y depósitos en piezas calientes.
• Intervalos de cambio más largos: hasta 8.000-12.000 horas frente a 3.000-5.000 horas del aceite mineral.
• Mejor comportamiento en el rodamiento de empuje de alta carga axial.
• Compatibilidad con sellos de NBR estándar y FKM (verificar con el fabricante del sello).

Para extrusoras de doble tornillo corrotante, que generan cargas sobre los engranajes planetarios de distribución del par especialmente exigentes, muchos fabricantes (Coperion, Leistritz, KraussMaffei) especifican aceites sintéticos CLP PAO VG 320 con aditivos EP de última generación, sin zinc (zinc-free) en algunos casos para mayor compatibilidad con sellos especiales.

1.3 Rodamientos de empuje del tornillo: grasas de litio-complejo o politetraurea

Los rodamientos de empuje axial del tornillo —normalmente rodamientos de rodillos cónicos o rodamientos de bolas de contacto angular en disposición tándem— operan bajo carga axial alta y temperatura elevada. La lubricación de estos rodamientos puede ser por baño de aceite (integrada en la caja de engranajes) o, en diseños más compactos, mediante grasa de larga vida. Cuando se lubrican con grasa, la selección correcta es crítica:

• Grasa de litio-complejo NLGI 2 con aceite base sintético PAO: excelente resistencia a la temperatura (hasta 180°C en pico), buena protección EP, adecuada para cargas combinadas.
• Grasa de politetraurea (PTU) NLGI 2: superior en aplicaciones de alta temperatura continua (hasta 200°C en pico), menor tendencia al reblandecimiento bajo cargas de choque. Preferida cuando la temperatura del rodamiento supera sistemáticamente 120°C.
• En ambos casos, la grasa debe contener aditivos EP y antidesgaste para absorber las cargas axiales de impacto durante arranques y variaciones de contrapresión.

1.4 Estanqueidad: sellos y juntas en zona de polímero fundido

La interfaz entre la zona de proceso (polímero fundido a 200-280°C) y la caja de engranajes es crítica. Los sellos de labio o sellos mecánicos en el extremo trasero del tornillo deben ser de materiales compatibles tanto con el polímero en proceso como con el lubricante de la caja. Los materiales estándar son FKM (Viton) para temperaturas de hasta 200°C y PTFE para zonas donde el polímero podría entrar en contacto con el sello. El uso de lubricantes con contenido elevado de aromáticos puede degradar los sellos de NBR en pocas semanas, por lo que los aceites PAO sintéticos son ampliamente preferidos también desde este punto de vista.

2. Film plano (cast film) vs film soplado (blown film): diferencias en lubricación del sistema de tracción

Una vez que el polímero fundido abandona el cabezal de extrusión, el proceso de conformado difiere radicalmente según el tipo de línea, con implicaciones directas en los sistemas de rodillos y tracción que deben lubricarse.

2.1 Film plano (cast film): chill roll y rodillos de tracción

En las líneas de cast film, el polímero fundido sale por una ranura estrecha del cabezal plano (flat die) y cae directamente sobre el rodillo de enfriamiento o chill roll. Este rodillo, de gran diámetro (400-800 mm) y superficie cromada o mate controlada, es el elemento más crítico del proceso: debe mantener una temperatura de superficie precisa y uniforme (habitualmente 15-25°C para LDPE, hasta 60°C para PP cast) mientras gira a altas velocidades (hasta 200 m/min en líneas de alta productividad).

La lubricación del chill roll se concentra exclusivamente en sus rodamientos: la superficie del rodillo nunca debe recibir lubricante, ya que cualquier contaminación se transferiría inmediatamente al film. Los rodamientos del chill roll operan a temperatura relativamente baja (30-50°C en el lado del rodillo refrigerado), pero con cargas radiales importantes debido al peso del propio rodillo y a la fuerza de tracción del film. Se recomiendan:

• Grasa de litio-complejo NLGI 2 con aceite base PAO para los rodamientos del chill roll: flujo a bajas temperaturas superior al de grasas de litio simple, sin riesgo de pérdida de consistencia por calor dado el perfil térmico moderado.
• Sellado labio FKM o retenes de PTFE en el eje del chill roll para evitar que la grasa pueda migrar hacia la superficie del rodillo a través del eje.

Los rodillos de tracción (nip rolls) y de estiramiento longitudinal en líneas de cast film operan a velocidades lineales que pueden superar los 400 m/min en producción de film fino (10-30 μm). Los rodamientos de estos rodillos requieren grasas de alta velocidad, politetraurea NLGI 2 con aceite base de baja viscosidad (ISO VG 46-68), para minimizar la generación de calor a alta velocidad de giro.

2.2 Film soplado (blown film): sistema de tracción y rodillos de apertura

En las líneas de film soplado, el polímero fundido sale por un cabezal anular y asciende en forma de burbuja, enfriándose con aire. La burbuja se aplana al pasar por los rodillos aplanadores (collapsing frames) y pasa por los rodillos de tracción de la parte superior de la torre (nip rolls superiores), que pueden estar a 3-6 metros de altura. El perfil de temperaturas en estos rodillos es diferente al del cast film: la temperatura ambiente puede ser elevada en la zona alta de la torre (calor convectivo de la burbuja caliente), alcanzando fácilmente 50-70°C en verano.

Los rodamientos de los nip rolls superiores se lubrican preferiblemente con grasa de politetraurea NLGI 2 (resistente a las temperaturas moderadamente elevadas) y con sistemas de engrase automático para facilitar el mantenimiento en altura. Los rodillos de guía intermedios, de menor carga, pueden lubrican con grasa de litio-complejo NLGI 2.

3. Film biaxialmente orientado (BOPP, BOPET): orientación MDO/TDO y cadenas de tenter

La fabricación de film biaxialmente orientado —BOPP (polipropileno biaxialmente orientado) y BOPET (polietilentereftalato biaxialmente orientado)— es uno de los procesos más sofisticados y exigentes en cuanto a lubricación de la industria de transformación de plásticos. La orientación biaxial implica estirar el film en dos direcciones perpendiculares para conseguir las propiedades mecánicas, ópticas y de barrera características de estos materiales.

3.1 Orientación longitudinal (MDO): rodillos de estiramiento diferencial

La orientación en dirección máquina (Machine Direction Orientation, MDO) se realiza haciendo pasar el film entre grupos de rodillos que giran a velocidades progresivamente superiores. El ratio de estiramiento en BOPP es típicamente 4-6:1. Los rodillos de precalentamiento previos al estiramiento operan a temperaturas de 100-160°C, mientras que los rodillos de estiramiento y los de fijación posterior trabajan a temperaturas más variables.

Los rodamientos de los rodillos de precalentamiento, al operar a 100-160°C de temperatura superficial del rodillo (con la temperatura del rodamiento algo inferior por conducción a través del eje), requieren grasas de alta temperatura. Las opciones estándar son:

• Grasa de politetraurea (PTU) con aceite base sintético PAO o éster: temperatura máxima continua hasta 180°C, excelente resistencia al choque térmico.
• Grasa de perfluoropoliéter (PFPE) con espesante PTFE: para aplicaciones extremas por encima de 200°C en pico. Coste muy superior pero vida útil más larga en las condiciones más severas.
• Lubricación automática centralizada (sistemas de engrase por mínima cantidad) preferible cuando los rodillos son de difícil acceso y la temperatura no permite intervalos largos de engrase manual.

3.2 Orientación transversal (TDO): el horno tenter y sus cadenas a 180°C

La orientación transversal (Transverse Direction Orientation, TDO) se realiza en el horno tenter: una larga cámara calefactada donde el film es sujetado en sus bordes por clips de agarre que circulan sobre cadenas laterales. Estas cadenas se abren progresivamente (en la dirección perpendicular a la marcha del film) estirando el film con ratios de 7-12:1 para BOPP. El horno opera a temperaturas de 120-180°C para BOPP (hasta 220°C para algunos grados de BOPET).

La lubricación de las cadenas del tenter es posiblemente el punto más crítico y diferencial de toda la línea de film biaxialmente orientado. Las cadenas trabajan en un entorno de alta temperatura continua, con cargas de tracción elevadas y, crucialmente, en el interior de un horno donde el lubricante es aplicado antes de la zona caliente. Los requisitos para el lubricante de cadenas de tenter son:

• Resistencia térmica hasta 180°C de forma continua (hasta 220°C en tenter de BOPET).
• Bajísima volatilidad y evaporación: en un horno a 180°C, un aceite con punto de inflamación bajo o alta tensión de vapor generará vapores que pueden depositarse en el film o contaminar la cámara.
• Ausencia de residuos carbonosos: el lubricante no debe generar barnices ni coque que bloqueen los eslabones de la cadena o los clips.
• No contaminación del film: los vapores del lubricante en el horno no deben condensar sobre la superficie del film ni alterar sus propiedades ópticas (claridad, coeficiente de fricción).

Tabla 1: Comparativa de lubricantes para cadenas de tenter (BOPP/BOPET)

Nota: La elección final depende de la temperatura de operación del tenter, del tipo de film y de las especificaciones del fabricante de la cadena. En BOPET con temperatures de tenter por encima de 200°C, el PFPE es prácticamente la única opción técnicamente viable.

4. Laminadoras adhesivas y soldadoras por calor

Las laminadoras adhesivas —que unen dos o más films mediante adhesivo solventado o sin disolvente (solventless)— integran rodillos de presión calefactados que pueden operar a 100-160°C para activar el adhesivo. Las soldadoras por calor (heat sealers) de film trabajan con elementos calefactores de contacto directo a temperaturas similares.

4.1 Rodamientos de rodillos de presión calefactados

Los rodamientos de los rodillos de presión en laminadoras trabajan a temperaturas de 80-160°C, con cargas radiales derivadas de la presión de laminación (normalmente 1-5 kN por metro de anchura de film) y velocidades de rotación moderadas (50-300 m/min). La selección de la grasa para estos rodamientos debe considerar:

• Temperatura de operación sostenida en el rango 100-160°C: se descartan las grasas de litio simple (punto de gota 180-200°C, pero con ablandamiento notable a partir de 120°C).
• Grasa de litio-complejo NLGI 2 con aceite base PAO: adecuada hasta 150°C de forma continua, punto de gota superior a 260°C. Solución estándar y económica.
• Grasa de politetraurea NLGI 2: preferida cuando la temperatura supera de forma habitual los 140°C, con mayor seguridad térmica y mejor resistencia al cizallamiento repetido en arranques frecuentes.

4.2 Zona ATEX en laminadoras con disolventes

Las laminadoras con adhesivo solventado utilizan disolventes orgánicos (acetato de etilo, metiletilcetona, tolueno en casos más antiguos) que crean atmósferas potencialmente explosivas en la zona del aplicador de adhesivo y en el horno de secado. Esta zona está sujeta a clasificación ATEX (zona 1 o 2 según la concentración de vapores). Las consideraciones de lubricación en zonas ATEX incluyen:

• Los lubricantes en contacto con superficies calientes en zona ATEX deben tener punto de inflamación muy superior a la temperatura de la superficie (mínimo 60°C por encima).
• Los motores y cajas de engranajes en zona ATEX deben ser equipos certificados Ex, con temperatura exterior limitada. El aceite debe mantener el equipo dentro de los límites de temperatura de su clase.
• Los aerosoles lubricantes (sprays) están generalmente prohibidos en zonas ATEX clasificadas, por lo que los sistemas de engrase automático por mínima cantidad (MQL) son la alternativa preferida.

5. Bobinadora de film: rodamientos de husillo y portabobinas

La bobinadora es el último equipo de la línea de film y su función es enrollar el film producido en rollos de diámetro comercial (hasta 1.200 mm en bobinadoras industriales). La velocidad de bobinado puede superar los 500-600 m/min en líneas modernas de alta velocidad, lo que impone requisitos severos en la lubricación de los rodamientos del husillo de bobinado.

5.1 Rodamientos de husillo de bobinado de alta velocidad

Los husillos de bobinado de bobinadoras de film trabajan a velocidades angulares que pueden superar las 3.000 rpm (en rodillos de diámetro pequeño, como los portabobinas de núcleo de 76 mm o 152 mm). La lubricación de estos rodamientos de alta velocidad requiere:

• Grasa de politetraurea (PTU) NLGI 2 con aceite base de baja viscosidad (ISO VG 46-68): minimiza la generación de calor por cizallamiento de la grasa a alta velocidad. La politetraurea no presenta el fenómeno de hardening (endurecimiento) que afecta a algunas grasas de litio a altas velocidades.
• Cantidad de grasa correcta: el llenado excesivo de rodamientos de alta velocidad es la causa más frecuente de sobrecalentamiento. El rodamiento debe llenarse al 30-40% de su espacio libre, nunca al 100%.
• Sellado eficaz: los rodamientos de husillos de bobinado deben tener sellos de laberinto o sellos de bajo par para no generar calor adicional, pero suficientemente eficaces para retener la grasa durante toda la vida del rodamiento.

5.2 Lubricación automática de pivotes de portabobinas

Las bobinadoras modernas de tipo "flying splice" o "turret winder" tienen dos o más husillos en un revólver giratorio, lo que permite continuar bobinando sin parar la línea al cambiar de rollo. Los pivotes y articulaciones del revólver, así como los sistemas de frenado y los cilindros de ajuste de tensión, requieren lubricación periódica. Los sistemas de engrase automático centralizado (por ejemplo, sistemas SKF Automatic Lubrication Systems o Bijur Delimon) permiten programar el intervalo de engrase y la cantidad exacta, eliminando tanto la lubricación insuficiente (fallo prematuro) como el exceso de grasa (contaminación del film). La grasa utilizada en estos sistemas de engrase automático debe ser pumpable a bajas temperaturas y compatible con los materiales de los accesorios de distribución (tubos de polietileno o polipropileno de alta densidad).

6. Compatibilidad del lubricante con el film: migración y contaminación

La compatibilidad del lubricante con el film es un aspecto que va más allá de evitar el goteo directo. En la producción de film para envase alimentario, médico o farmacéutico, los organismos reguladores (FDA en EEUU, EFSA en Europa) exigen que todos los materiales en contacto o en posible contacto con el film sean de grado alimentario o que quede demostrada su inocuidad.

6.1 Migración de vapores de lubricante

En los hornos calientes (tenter de BOPP, hornos de laminadora), los lubricantes con alta presión de vapor a temperatura de proceso pueden generar vapores que se condensan sobre el film en zonas más frías, creando defectos superficiales (hazing, manchas de grasa) o alterando el coeficiente de fricción del film. Esta es la razón principal por la que los aceites PFPE son los preferidos en entornos de horno a temperatura elevada a pesar de su alto coste: su tensión de vapor a 200°C es prácticamente nula.

6.2 Sellos y juntas: FKM, PTFE y FFKM

Los sellos en contacto con lubricantes en zonas próximas al film deben cumplir dos requisitos simultáneos: ser compatibles con el lubricante (sin hinchamiento ni degradación) y no contaminar el film en caso de contacto accidental. Los materiales de sello estándar en la industria de films plásticos son:

• FKM (Viton): excelente resistencia química a aceites minerales y sintéticos PAO, ésteres, temperatura de operación hasta 200°C. Solución estándar en la mayoría de aplicaciones.
• PTFE: inercia química total, bajo coeficiente de fricción. Preferido en zonas de contacto con polímero fundido y en juntas estáticas de alta temperatura.
• FFKM (Kalrez, Chemraz): para aplicaciones con solventes agresivos en laminadoras y cuando se requiere la máxima resistencia química y térmica. Coste muy elevado, reservado para puntos críticos.

6.3 Lubricantes NSF H1 para film de contacto alimentario

Para líneas de producción de film destinado a envase de alimentos (film de wrap, film para envasado en atmósfera modificada, film para blister farmacéutico), se recomienda utilizar lubricantes con certificación NSF H1 (lubricantes de grado alimentario incidental H1) en todos los puntos donde exista la más mínima posibilidad de contacto —incluso accidental— con el film. Los lubricantes NSF H1 están formulados con ingredientes autorizados por la FDA bajo 21 CFR y proporcionan la misma o mejor protección que sus equivalentes industriales convencionales, con el respaldo regulatorio necesario para las auditorías de seguridad alimentaria.

Tabla 2: Equipos de línea de film plástico — lubricante, viscosidad, temperatura e intervalo

7. Mantenimiento predictivo y análisis de lubricante en líneas de film

Las líneas de film plástico son equipos de producción continua que operan en campañas de 24 horas los 7 días de la semana. Una parada no planificada por fallo de lubricación puede suponer una pérdida de producción de varios miles de euros por hora, especialmente en líneas de film biaxialmente orientado donde el reinicio tras una avería puede tardar horas. El mantenimiento predictivo basado en análisis de lubricante y monitorización de vibración es, por tanto, especialmente rentable en este tipo de instalaciones.

7.1 Análisis de aceite en cajas de engranajes de extrusora

El análisis periódico del aceite de la caja de engranajes (cada 1.000-2.000 horas de operación) permite detectar precozmente:

• Desgaste de engranajes y rodamientos: incremento de partículas de hierro (Fe), cromo (Cr), cobre (Cu) por desgaste abrasivo o adhesivo.
• Contaminación por agua: condensación de humedad o entrada de agua de refrigeración. El contenido de agua superior al 0,1% en aceite EP degrada significativamente la película lubricante en las zonas de contacto.
• Degradación oxidativa: incremento del TAN (número de acidez total), viscosidad fuera de rango, formación de barnices y lacas.
• Contaminación por polímero: en extrusoras con desgaste de sellos, puede haber migración de polímero al compartimento del aceite, lo que incrementa la viscosidad y puede bloquear los filtros.

7.2 Monitorización de vibración en rodamientos críticos

Los rodamientos de alta velocidad de bobinadoras y rodillos de orientación son excelentes candidatos para la monitorización continua de vibraciones. Los sensores de vibración de estado sólido (acelerómetros MEMS o piezoeléctricos) conectados a sistemas de supervisión en la nube permiten detectar el deterioro del rodamiento semanas antes del fallo, programando el cambio durante una parada planificada. La firma espectral de un rodamiento mal lubricado muestra típicamente un incremento en la banda de alta frecuencia (5-20 kHz) antes de que el deterioro sea audible o visible.

Preguntas frecuentes sobre lubricación de maquinaria de films plásticos

8. Sistemas de engrase automático centralizado en líneas de film

Las líneas de film plástico son equipos de producción continua con cientos de puntos de engrase distribuidos a lo largo de decenas o incluso más de cien metros de línea, muchos de ellos en posiciones elevadas o de difícil acceso (rodillos superiores de la torre de blown film, rodamientos del tenter a 4-6 metros de altura). La lubricación manual de todos estos puntos requeriría parar periódicamente la línea y enviar operarios a posiciones peligrosas, con el coste de producción perdida y el riesgo de olvidos o sobre/sub-engrase. Los sistemas de engrase automático centralizado son, por tanto, una herramienta de eficiencia y seguridad esencial en las plantas de film modernas.

8.1 Tipos de sistemas de engrase automático

• Sistemas de línea simple (single-line): una sola tubería de distribución conecta la bomba central con todos los puntos de engrase a través de dosificadores individuales. Económicos y sencillos, adecuados para grasa NLGI 1-2 pumpable en instalaciones de tamaño medio.
• Sistemas de doble línea (dual-line): dos tuberías principales con distribuidores de doble acción. Mayor fiabilidad y posibilidad de recorridos más largos. Preferidos en líneas de film de gran longitud o con muchos puntos de engrase.
• Sistemas de distribución progresiva: distribuidores progresivos que garantizan que todos los puntos reciben grasa antes de que el ciclo se repita. Indicados para líneas donde la uniformidad del engrase es crítica (por ejemplo, el tenter con sus decenas de clips en cadena).
• Sistemas de mínima cantidad (MQL): para aceites fluidos en guías lineales y rodillos de pequeño tamaño. Aplican una película de aceite ultrafina en intervalos frecuentes, eliminando el goteo y el consumo excesivo de lubricante.

8.2 Compatibilidad de la grasa con los sistemas de distribución

No todas las grasas son bombeables en todos los sistemas. La grasa para sistemas automáticos debe ser NLGI 0-2 (preferiblemente NLGI 1 o 2 para instalaciones estándar) con buena fluidez a la temperatura mínima de la planta (puede ser 5-10°C en invierno en naves no climatizadas). Las grasas de politetraurea tienden a ser algo menos bombeables a baja temperatura que las grasas de litio-complejo, por lo que en instalaciones con largos recorridos de tubería o baja temperatura mínima, se deben seleccionar grasas PTU específicamente formuladas para sistemas de distribución automática (con aceite base de baja viscosidad que mejora la pumpabilidad en frío).

Los accesorios del sistema (tuberías, racores, dosificadores) deben ser compatibles con el tipo de grasa: las grasas de éster sintético o PFPE pueden atacar algunos plásticos utilizados en distribuidores económicos, por lo que en estas aplicaciones se especifican distribuidores de acero inoxidable o con juntas de PTFE.

9. Clasificaciones de lubricantes para maquinaria de film: normas y especificaciones clave

La selección de lubricantes para maquinaria de films plásticos debe hacerse con referencia a las clasificaciones y normativas estándar de la industria, tanto para garantizar la calidad del lubricante como para cumplir con las especificaciones del fabricante del equipo y, en su caso, con los requisitos regulatorios aplicables al tipo de film producido.

9.1 Clasificación ISO de viscosidad (ISO VG)

La clasificación ISO de grado de viscosidad (ISO VG, según ISO 3448) define el grado de un aceite industrial por su viscosidad cinemática a 40°C (en cSt o mm²/s). Los grados relevantes para maquinaria de film plástico son:

• ISO VG 46-68: aceites de baja viscosidad para rodamientos de alta velocidad, chill rolls y rodillos de tracción de alta velocidad.
• ISO VG 100-150: aceites de viscosidad media para rodamientos moderadamente cargados y para circuitos hidráulicos de los sistemas de ajuste de tensión de film.
• ISO VG 220-320: aceites de alta viscosidad para cajas de engranajes de extrusoras (el rango más habitual en la industria de films).
• ISO VG 460: ocasionalmente especificado en extrusoras de tornillo doble de gran diámetro con relaciones de transmisión muy elevadas o en máquinas antiguas de diseño conservador.

9.2 Clasificación DIN 51 517 (CLP, CL, C)

La norma DIN 51 517 clasifica los aceites de engranajes industriales en tres categorías: C (sin aditivos EP), CL (con inhibidor de oxidación y anticorrosión) y CLP (con aditivos EP de azufre-fósforo adicionales). Para las cajas de engranajes de extrusoras de film, la especificación correcta es siempre CLP (con EP), dado que las cargas en los flancos de los engranajes superan los límites del régimen EHD (elastohidrodinámico) en condiciones de carga máxima. Las extrusoras de film de marcas europeas (KraussMaffei, Battenfeld, Davis-Standard Europa) suelen especificar CLP PAO VG 220 o CLP PAO VG 320 en sus manuales de mantenimiento.

9.3 NLGI (National Lubricating Grease Institute): clasificación de consistencia de grasas

La clasificación NLGI (del 000 al 6) define la consistencia de las grasas lubricantes medida por penetración en décimas de milímetro (ASTM D 217). Para la maquinaria de film plástico, los grados más utilizados son:

• NLGI 00-0: grasas semilíquidas para sistemas de engrase automático de largo recorrido y para engranajes abiertos ocasionales.
• NLGI 1: grasas de consistencia blanda para sistemas automáticos con baja temperatura mínima o largas tuberías de distribución.
• NLGI 2: el estándar universal para la mayoría de rodamientos en maquinaria de film: rodamientos de extrusoras, rodillos MDO/TDO, bobinadoras, laminadoras. Es el grado de mayor versatilidad y disponibilidad.
• NLGI 3: ocasionalmente en rodamientos en posición vertical donde la grasa de NLGI 2 tiende a fluir hacia abajo por gravedad.

Sección avanzada: sistemas de refrigeración de rodillos y lubricación de circuitos de agua

Los rodillos de enfriamiento (chill rolls) en líneas de cast film y los rodillos de precalentamiento en MDO utilizan circuitos internos de agua o de aceite térmico para controlar su temperatura superficial con precisión. El control de temperatura de estos rodillos es directo en la calidad del film: variaciones de temperatura de ±2-3°C pueden causar variaciones de espesor y propiedades mecánicas inaceptables.

Inhibidores de corrosión en circuitos de agua de rodillos

El agua que circula por los rodillos de enfriamiento es típicamente agua desmineralizada (para evitar incrustaciones calcáreas) con inhibidores de corrosión. En circuitos cerrados de agua para rodillos de film, se utilizan inhibidores de corrosión del tipo nitritos-boratos (aunque con restricciones crecientes por razones de salud laboral) o inhibidores orgánicos de aminas (OAT, Organic Acid Technology). La correcta inhibición del circuito es fundamental no solo para evitar la corrosión interna del rodillo, sino también para evitar la contaminación del film por óxido o depósitos minerales que podrían salir al circuito de agua y contaminar el film si existe cualquier microfuga en el rodillo.

Aunque los inhibidores del agua de los rodillos no son "lubricantes" en sentido estricto, forman parte del sistema global de fluidos técnicos de la línea de film y deben gestionarse con el mismo rigor: análisis periódico de concentración de inhibidor, pH, contenido en cobre (indica corrosión de los codos o distribuidores de latón o cobre del circuito) y contenido en hierro (indica corrosión del rodillo o de la tubería de acero del circuito).

Aceite térmico en rodillos calefactados de laminadora

Algunos rodillos calefactados de laminadoras de alta temperatura utilizan aceite térmico (heat transfer oil) en lugar de vapor o agua presurizada para el control de temperatura. Los aceites térmicos (Therminol, Dowtherm, Marlotherm) son productos completamente distintos a los aceites lubricantes: están formulados para máxima estabilidad térmica a 200-300°C, baja viscosidad a temperatura de operación y mínima descomposición a largo plazo. Su análisis periódico (viscosidad, TAN, contenido en productos de descomposición) es también responsabilidad del departamento de lubricación.

Comparativa: principales fabricantes de extrusoras para film y sus especificaciones de lubricación

Los fabricantes líderes de extrusoras para film plástico —Davis-Standard, Windmöller y Hölscher (WyH), Brampton Engineering, Hosokawa Alpine (para blown film), Brückner Maschinenbau y Dornier (para BOPP/BOPET)— publican especificaciones de lubricación en sus manuales de mantenimiento que deben ser respetadas para mantener la garantía y asegurar el correcto funcionamiento del equipo. A continuación se sintetizan las tendencias generales por fabricante:

• Davis-Standard (extrusoras blown film y cast film): especifica aceite CLP sintético PAO ISO VG 220-320 para la caja de engranajes, grasa de politetraurea NLGI 2 para rodamientos del tornillo. Mantenimiento mínimo del nivel de aceite cada 500 horas; cambio de aceite a las 10.000 horas con aceite PAO.
• Windmöller y Hölscher (líneas blown film VAREX): especifica aceite PAO CLP VG 220 para cajas de engranajes; grasa de alta temperatura PTU NLGI 2 para rodamientos de rodillos de tracción de la sección de desbobinado. Sistema de engrase centralizado para todos los rodamientos de la línea de bobinado.
• Brückner Maschinenbau (líneas BOPP/BOPET): especifica lubricante de cadena sintético para cadenas de tenter (éster o PFPE según la temperatura de la zona del horno); grasa PTU NLGI 2 para todos los rodamientos del tenter; aceite PAO CLP VG 220 para la caja de engranajes de la extrusora de alimentación.
• Hosokawa Alpine (líneas blown film 5-9 capas): especifica aceite mineral o PAO CLP VG 220 para la extrusora; grasa de litio-complejo NLGI 2 o PTU NLGI 2 para los rodamientos de los rodillos de apertura de la burbuja en la cima de la torre. Intervalo de engrase manual de los rodillos superiores: 1.000 horas (sistema automático recomendado).

La tendencia general de todos los fabricantes líderes de líneas de film de alta productividad es hacia el aceite PAO sintético en las cajas de engranajes y la grasa de politetraurea NLGI 2 en los rodamientos de alta velocidad o alta temperatura, con sistemas de engrase centralizado para los rodamientos de difícil acceso. Las especificaciones de los fabricantes prevalecen sobre las recomendaciones generales: en caso de duda, el manual de mantenimiento del fabricante de la extrusora o de la línea de orientación es la referencia definitiva.

Parámetros críticos de los lubricantes para cada tipo de base: resumen técnico

Para facilitar la selección y comparación de lubricantes en la maquinaria de film, la siguiente tabla resume los parámetros técnicos clave de los cuatro tipos de base más utilizados en esta industria. Los valores son indicativos y pueden variar según el formulador y la línea de producto específica.

Valores indicativos para lubricantes de grado ISO VG 220. Verificar siempre con la ficha técnica del producto específico.

10. Gestión de residuos de lubricantes en plantas de film plástico

La gestión correcta de los residuos de lubricantes —aceites usados, trapos impregnados, filtros de aceite saturados, grasas caducadas o de purga de rodamientos— es una obligación legal y ambiental, pero también una buena práctica de mantenimiento que permite evaluar el estado de la maquinaria y detectar anomalías.

10.1 Clasificación de residuos de lubricantes

En la Unión Europea, los aceites industriales usados están clasificados como residuos peligrosos (código LER 13 02) y deben ser gestionados por gestores autorizados con certificación de la autoridad ambiental competente. Las grasas lubricantes usadas (código LER 12 01 12 o 13 02 08, según el contexto de generación) están sujetas a los mismos requisitos. Las plantas de film que generan cantidades significativas de aceite usado deben llevar un libro de registro de residuos peligrosos y contratar gestores autorizados para su recogida y tratamiento (valorización energética o regeneración).

10.2 Minimización de residuos: intervalos optimizados y análisis de aceite

La mejor gestión de residuos de lubricante es la que minimiza la cantidad generada: aceites sintéticos PAO con intervalos de cambio de 8.000-12.000 horas generan significativamente menos residuo que aceites minerales cambiados cada 3.000 horas, además de reducir el coste de gestión del residuo. El análisis periódico de aceite permite extender los intervalos de cambio hasta el límite real de la vida del aceite (basado en sus parámetros de degradación) en lugar de cambiarlo por un criterio temporal conservador, lo que puede reducir el volumen de residuos entre un 30 y un 50% en muchas instalaciones.

Conclusión: la lubricación como factor de calidad del film

La lubricación de la maquinaria de films plásticos no es un problema de mantenimiento convencional. El abanico de temperaturas involucrado —desde los 30°C de los rodamientos del chill roll hasta los 220°C de las cadenas de tenter de BOPET—, la exigencia de no contaminación del film y la variedad de equipos en una sola línea de producción hacen de esta una especialización técnica en sí misma. La comprensión de los mecanismos de desgaste en cada punto de la línea, la selección correcta del tipo de base y espesante del lubricante y la implantación de un programa de análisis y seguimiento periódico son los pilares de un mantenimiento de lubricación efectivo que maximiza la vida útil de los equipos y la calidad del film producido.

Las tecnologías de lubricación disponibles —aceites PAO sintéticos, grasas de politetraurea, lubricantes de cadena de éster o PFPE, sistemas de engrase automático centralizado— ofrecen soluciones técnicamente robustas para cada punto de la línea. La clave está en la correcta identificación de los requerimientos de cada aplicación y en la selección de un lubricante que cumpla simultáneamente los requisitos de temperatura, carga, velocidad y compatibilidad con el producto.