Aceites para amoniaco y CO₂: compatibilidades y errores frecuentes

Qué aceite lleva cada refrigerante

La primera regla no tiene excepciones: el aceite lo decide el fabricante del compresor, y viene en su documentación con tipo y viscosidad. La tabla sirve para entender por qué cada familia va donde va y para detectar un error antes de cometerlo.

Dos consecuencias prácticas. Primera: no se mezclan tipos ni marcas; pasar de mineral a PAO, por ejemplo, exige vaciar y limpiar, y algunas juntas encogen ligeramente con el cambio. Segunda: el bidón de rellenar tiene que ser del mismo aceite que lleva la máquina. Etiqueta el bidón y apunta en el libro qué aceite lleva cada compresor.

Amoniaco: un aceite que no se mezcla y se va al fondo

El aceite y el amoniaco líquido no se mezclan y tienen densidades muy distintas: el aceite ronda los 850-900 kg/m³ y el amoniaco líquido, a las temperaturas de la parte de baja, unos 660-690 kg/m³. Así que el aceite que escapa del separador siempre acaba en el fondo: del recipiente de alta, de los separadores de líquido, de los recirculadores y de los evaporadores.

Allí hace daño de dos formas. En frío se vuelve espeso y ya no vuelve solo. Y conduce muy mal el calor: una película de aceite dentro de los tubos del evaporador hace de aislante. El resultado es conocido por cualquiera que haya trabajado con amoniaco: baja la presión de aspiración, sube la relación de compresión y sube el consumo, mientras la cámara no llega.

Señales de que hay aceite acumulado donde no debe:

• La cámara no baja aunque los ventiladores giran y la alimentación de líquido está abierta.
• Presión de aspiración anormalmente baja y salto de temperatura del aire en el evaporador muy pequeño.
• Escarcha solo en la entrada de la batería y el resto seco.
• El nivel de aceite de los compresores baja sin fugas a la vista.
• Boyas o sensores de nivel de los recipientes que dan lecturas raras: el aceite los cubre y los engaña.

El separador y el coalescente: por dónde se escapa el aceite

Un compresor de tornillo inyecta mucho aceite, y todo tiene que volver desde el separador. La primera etapa (choque, cambio de dirección, centrífuga) retiene las gotas grandes; la niebla fina la atrapa el elemento coalescente, una fibra en la que las microgotas se juntan hasta que pesan y caen. Con un coalescente en buen estado, el arrastre a la instalación es del orden de 1 ppm o menos; sin él, la primera etapa deja pasar del orden de 10 ppm.

Cuando el coalescente está saturado o colmatado, el aceite pasa a la instalación. Las causas que más se repiten:

• Elemento agotado o sucio: barniz del aceite degradado, partículas o arrastre de líquido lo colmatan. Los elementos no se limpian: lavarlos rompe la fibra.
• Elemento mal asentado o junta dañada tras un cambio: el gas encuentra un paso libre y se salta el filtro.
• Retorno del coalescente cerrado u obstruido: el aceite recogido se acumula en la cámara del coalescente y acaba saliendo con el gas.
• Nivel de aceite demasiado alto en el separador: el aceite llega a los elementos y los inunda.
• Espuma por una caída brusca de la presión de descarga, o por refrigerante disuelto en el aceite (ver temperatura).
• Presión de descarga por debajo de la de diseño: el gas pasa más rápido por el separador y arrastra más.

Cómo se comprueba:

1. Apunta el aceite que repones, en litros y con fecha. Es el dato más barato y más fiable: si cada mes hace falta más, algo se escapa.
2. Mira la caída de presión del coalescente si hay manómetro diferencial o transmisor, y compárala con el límite del fabricante. Si no hay medida, cambia los elementos por horas según el fabricante.
3. Comprueba el retorno del coalescente: válvula abierta y, si tiene visor, aceite pasando.
4. Compara lo que purgas en el recipiente y en los potes con lo que repones. Si salen litros donde antes salían vasos, el separador ha dejado de separar.
5. Tras cambiar elementos, revisa asiento, juntas y par de apriete antes de cerrar.

La temperatura correcta del aceite

El aceite trabaja en un margen estrecho, y salirse por cualquiera de los dos lados cuesta caro.

Demasiado frío. Si el separador está a una temperatura cercana a la de condensación, el amoniaco condensa y se disuelve en el aceite: baja la viscosidad, aparece espuma y el arrastre se dispara. Por eso la temperatura de descarga tiene que quedar siempre por encima de la de condensación con margen, el separador lleva resistencias para las paradas y el enfriador de aceite tiene un bypass o una válvula mezcladora para que el aceite frío no pase por él al arrancar.

Demasiado caliente. Por encima de lo previsto, el aceite se oxida, se forma barniz y carbonilla en válvulas y superficies calientes, y la viscosidad cae por debajo de lo que necesitan los cojinetes. En amoniaco pasa con facilidad porque la temperatura de descarga es alta: en un ejemplo de Danfoss en doble etapa sin enfriamiento intermedio, la descarga llegaría a unos 160 °C, algo que el propio fabricante considera inaceptable sobre todo por el aceite.

Qué mirar en campo:

• Temperatura del aceite que entra al compresor: es la que debe regular el enfriador. Compárala con la consigna del fabricante.
• Enfriador por termosifón: una válvula de alimentación medio cerrada lo deja sin líquido, sube la temperatura del aceite y salta la alarma.
• Inyección de líquido: si la válvula o su sonda fallan, la descarga se dispara o, al revés, entra demasiado líquido y diluye el aceite.
• Resistencia del separador en parada: comprueba consumo y termostato. Un arranque con el aceite frío y cargado de refrigerante es un arranque con espuma.

Restos metálicos y análisis de aceite

El aceite es el mejor chivato del estado mecánico del compresor. Los restos metálicos aparecen antes que la avería, si se miran en tres sitios:

• El filtro de aceite al cambiarlo: ábrelo, extiende el elemento sobre un papel blanco y pásale un imán. Partículas brillantes que se pegan al imán son hierro o acero (rotores, ejes, rodamientos). Partículas que no se pegan pueden ser aluminio o metal antifricción de cojinetes.
• El visor y los tapones magnéticos, donde los haya.
• El análisis de laboratorio, que mide lo que no se ve.

Qué pedir en el análisis: agua (método Karl Fischer), acidez (TAN) y, en amoniaco, también el índice de basicidad, viscosidad a 40 °C, oxidación y metales de desgaste (hierro, cromo, aluminio, estaño, plomo, cobre) y de contaminación (silicio, sodio, potasio). El valor suelto dice poco: lo que importa es la tendencia entre análisis y la comparación con el aceite nuevo. Un hierro que se dobla de una muestra a otra merece una revisión aunque el número parezca bajo.

Una pista útil en amoniaco: la instalación no admite cobre ni sus aleaciones, así que si aparece cobre en el análisis hay que averiguar de dónde viene. Y el silicio puede ser polvo o restos de sellador, pero también el antiespumante de algunos aceites; por eso se compara con la muestra de aceite nuevo.

Cómo tomar la muestra para que sirva:

1. Del punto de toma que indica el fabricante, con el compresor en marcha o recién parado y el aceite a temperatura de trabajo.
2. Purga antes un poco de aceite para no recoger el que estaba parado en la válvula.
3. En un recipiente estanco a gas (vidrio con tapa metálica), limpio y seco. El aceite lleva refrigerante disuelto y desgasifica.
4. Ciérralo al momento. En amoniaco no se deja desgasificar al aire, porque el amoniaco y los sintéticos captan humedad enseguida y falsean el agua.
5. Etiqueta: equipo, horas, fecha, temperatura del aceite y tipo de aceite. Y toma siempre del mismo punto, para que las muestras sean comparables.

Sensores del aceite: limpieza y comprobación

La protección del compresor depende de unos pocos sensores, y los mismos que lo protegen lo pueden parar sin motivo, o no pararlo cuando toca. Su mantenimiento es corto pero no se puede saltar:

La comprobación que más se olvida: que la alarma corta, no solo que avisa. Una seguridad de nivel o de presión de aceite que nunca se ha probado es una seguridad que no se sabe si funciona.

Purgar aceite del amoniaco sin sustos

El aceite de los potes y recipientes lleva amoniaco disuelto. Al bajar la presión, el amoniaco se evapora de golpe, el aceite espumea y salpica. Es una de las maniobras con más riesgo en una sala de amoniaco, y se hace siempre igual:

1. Equipos de protección: gafas estancas y pantalla, guantes aptos para amoniaco, ropa que cubra y máscara con filtro de amoniaco puesta o a mano. Ventilación y salida despejada.
2. Dos válvulas en serie: la de corte junto al recipiente y, después, una válvula de cierre rápido con muelle, de las que se cierran solas al soltarlas.
3. Deja reposar el pote aislado para que el amoniaco atrapado vuelva al recipiente. Si tiene calentamiento, úsalo: el aceite caliente suelta el amoniaco y fluye mejor.
4. Abre la de corte del todo y purga despacio con la de muelle, colocado a un lado de la salida, nunca delante. Lo recomendable es llevar la salida con una manguera a un cubo con agua, que absorbe el amoniaco.
5. Para en cuanto aparezca escarcha en la manguera, espuma violenta o aceite lechoso: es amoniaco líquido.
6. Nunca abras una purga y te vayas.
7. Cierra en orden, guarda el aceite en un recipiente cerrado y etiquetado (es un residuo peligroso) y apunta los litros.

Y una regla que vale para toda la instalación: nunca dejes amoniaco líquido encerrado entre dos válvulas cerradas. Al calentarse, la presión sube muy deprisa y puede romper la tubería.

CO₂: aceite miscible y enemigo del agua

En CO₂ el planteamiento cambia. En frío comercial el estándar es el POE, que se mezcla con el CO₂ y vuelve con él al compresor; en transcrítico y en presiones muy altas se usa también PAG. Un fabricante de compresores, por ejemplo, carga de serie un POE en cascada subcrítica y otro POE más viscoso en transcrítico, y exige PAG cuando la presión de baja supera los 40 bar o la de alta los 120 bar.

Tres cosas que hay que tener en cuenta:

• El CO₂ se disuelve mucho en el aceite y le quita viscosidad, más cuanto mayor es la presión. Por eso los aceites de CO₂ son más viscosos de partida, y no vale cualquier aceite de HFC.
• El agua es el enemigo. El CO₂ admite muy poca agua disuelta: Danfoss recomienda no pasar de 10 ppm. Por encima, el agua se separa y, bajo 0 °C, forma hielo que bloquea válvulas. Además, el POE con agua se hidroliza y forma ácidos. De ahí los filtros deshidratadores de tamiz molecular, el vacío bien hecho y el aceite guardado en bidones cerrados.
• Límites del aceite usado. Como referencia, Bitzer fija para sus aceites de CO₂: agua máxima de 150 mg/kg en los POE y 800 mg/kg en el PAG, acidez máxima de 0,2 mg KOH/g y una viscosidad que no se aleje más de un 15 % de la del aceite nuevo.

En una cascada NH₃/CO₂ hay dos aceites que nunca deben juntarse: el del amoniaco y el del CO₂. El punto débil es el intercambiador cascada. Como el CO₂ está a más presión, una fuga lo mete en el lado del amoniaco, y allí reaccionan y forman sales blancas y corrosivas (carbonato y carbamato amónico) que tapan filtros y válvulas. Lo explicamos en la cascada NH₃/CO₂ paso a paso.

Errores frecuentes

1. Rellenar con «el aceite que había en la furgoneta». Mezclar tipos o marcas forma lodos. Mismo aceite que la máquina, siempre.
2. Usar POE en amoniaco, o meter aceite de la cascada en el lado equivocado.
3. Reponer aceite sin preguntarse adónde ha ido. El aceite que falta en el compresor está en algún sitio de la instalación.
4. Cambiar el coalescente y no revisar el asiento ni la junta: un paso libre anula el filtro nuevo.
5. Llenar el separador por encima del nivel de trabajo. El aceite inunda los elementos.
6. Trabajar con el separador frío o con la resistencia de parada averiada: amoniaco en el aceite, espuma y arrastre.
7. Tirar el filtro de aceite sin abrirlo. Es la forma más barata de ver el desgaste.
8. Desgasificar al aire la muestra de aceite de amoniaco o tomarla en un bote cualquiera: el análisis no vale.
9. Puentear un sensor que «da guerra» en lugar de limpiarlo y comprobarlo.
10. En CO₂, dejar el bidón de POE abierto o cargar aceite sin purgar la manguera: el agua entra con él.

Qué comprobar y cada cuánto

Pauta orientativa de friobase para instalaciones con compresores de tornillo. Mandan las horas y los límites del fabricante del compresor y del separador.

Dudas habituales

¿Montas una cascada? Lee también cómo funciona la cascada NH₃/CO₂ y el vacío antes de cargar amoniaco y CO₂.