Cómo se benefician la industria y el medio ambiente de los cojinetes libres de lubricación

Desde los arados agrícolas hasta las cintas transportadoras en fábricas de cerveza: los cojinetes de metal tienen un coste elevado y requieren mucho tiempo debido a la necesidad de lubricación. Para reducir costes, economizar recursos y preservar el medio ambiente, cada vez son más las empresas que se pasan a los cojinetes de plástico sin lubricación del fabricante alemán Igus. Junto con esta compañía, científicos de la Universidad RWTH Aachen y la WBA Aachener Werkzeugbau Akademie realizaron un estudio que revela por primera vez el ahorro real y los beneficios ambientales de esta acción.

Los cojinetes de metal son indispensables en la industria. Sin embargo, presentan un claro problema: unos costes elevados. Las empresas no solo tienen que adquirir lubricantes, sino también planificar los intervalos y recursos necesarios para llevar a cabo los trabajos de mantenimiento. Además, muchas de las sustancias utilizadas para la lubricación están siendo objeto de críticas debido a la creciente concienciación pública sobre los problemas medioambientales, lo que también afecta a los fabricantes de máquinas y sistemas que dependen de ellos. Por ejemplo, algunos productos contienen aditivos perjudiciales para el medio ambiente, como antioxidantes, inhibidores de la corrosión y detergentes.

Igus, empresa de componentes plásticos con sede en Colonia, lleva muchos años ayudando a los fabricantes a sustituir los cojinetes lubricados por cojinetes Iglidur e Igutex libres de lubricación, protegiendo así el medio ambiente y mejorando al mismo tiempo la productividad. Estos cojinetes se caracterizan por su autolubricación. Los plásticos de alto rendimiento con los que están fabricados integran partículas de lubricantes sólidos de tamaño microscópico que permiten un funcionamiento en seco de baja fricción y sin necesidad de lubricación adicional. “Los clientes nos comentan que esta solución innovadora es totalmente revolucionaria porque reduce considerablemente los costes de adquisición y de personal”, afirma Stefan Loockmann-Rittich, director de la tecnología de cojinetes de Igus.

“Sin embargo, hasta ahora faltaban datos científicos que cuantificaran de manera clara y directa las ventajas de los cojinetes de polímero y demostraran su impacto en el medio ambiente y en la eficacia de las máquinas y sistemas en su conjunto. Por ello, hemos decidido solicitar un estudio independiente. Y hemos obtenido cifras que nos sorprenden incluso a nosotros mismos”, añade Stefan. El estudio se encargó a WBA Aachener Werkzeugbau Akademie, una empresa de investigación que colabora con el Laboratorio de Máquina Herramienta (WZL) y el Instituto Fraunhofer de Tecnología de Producción (IPT) en el campus de la RWTH de Aquisgrán. Este campus alberga uno de los mayores laboratorios de investigación de Europa en el ámbito de la tecnología de producción.

Los resultados se basan en entrevistas realizadas a expertos de nueve empresas pertenecientes a los sectores de la tecnología de automatización, maquinaria de construcción, agricultura, alimentación, packaging y embotellado. Entre los participantes se encuentran el fabricante de maquinaria agrícola Lemken, que utiliza cojinetes Igus en cultivadoras; la empresa Rockinger, cuyos sistemas de remolque para vehículos comerciales contienen los cojinetes fabricados en plástico de alto rendimiento; el fabricante de maquinaria agrícola CNH Industrial, con cojinetes Iglidur en las bisagras de una sembradora; y la empresa KettenWulf, que utiliza cojinetes en escaleras mecánicas.

El estudio también incluye a la sucursal en Brasil del fabricante de cerveza Heineken, que emplea cojinetes fabricados con polímeros de alto rendimiento en cintas transportadoras; al fabricante de maquinaria de construcción Huppenkothen, que utiliza cojinetes Igus en los soportes de sus palas excavadoras; a Krones, fabricante de sistemas de llenado que incorpora los cojinetes en sistemas de transporte de envases; a Wacker Neuson, que instala cojinetes libres de lubricación en sistemas de brazos de excavadoras; y a GMG, que emplea los cojinetes de polímero en sistemas de pinzas. Los encuestados explicaron a los expertos independientes de la WBA Aachener Werkzeugbau Akademie el ahorro que consiguieron al sustituir los cojinetes de metal por cojinetes Iglidur libres de lubricación.

Al eliminar la necesidad de adquirir lubricante, las empresas y sus clientes logran ahorrar entre 7.000 y 14 millones de euros al año. Además, ya no están obligadas a destinar entre 8.000 y dos millones de horas para la lubricación manual de los cojinetes. Stefan Loockman-Rittich señala: “Los resultados demuestran de forma notable cómo un cambio aparentemente pequeño puede conllevar importantes ahorros de costes y recursos”. Otra de las grandes ventajas es que las máquinas y los sistemas ya no corren el riesgo de sufrir daños debido a una lubricación insuficiente, un peligro presente en todos las aplicaciones que utilizan cojinetes metálicos lubricados. Por ejemplo, el 45% de los encuestados confirmó que una lubricación insuficiente puede provocar fallos en los productos, conllevando importantes gastos por paradas de líneas de producción enteras. Así lo demuestra el estudio ‘True Cost of Downtime’ de Senseye, un fabricante de software analítico de Reino Unido: las empresas industriales de todo el mundo pierden entre 39.000 y dos millones de dólares por hora debido al tiempo de inactividad de las plantas. En las 500 empresas con mayor volumen de ingresos a nivel mundial, los fallos suman unas pérdidas de casi 1,5 billones de dólares anuales.

La cervecera neerlandesa Heineken muestra cómo se compensa el ahorro de costes. En su sucursal en Brasil, la empresa ha cambiado los clásicos cojinetes metálicos por cojinetes libres de lubricación de Igus en 600 puntos de las cintas transportadoras en las plantas embotelladoras. Esta sustitución le permite a la compañía ahorrar 124,8 kg de material al año, lo que equivale a un total de 2.815,49 €, con 4 g de lubricante por cojinete y mantenimiento semanal. Sin embargo, la reducción de costes de personal es considerablemente más significativa. Mientras que antes los trabajadores tenían que lubricar los 600 cojinetes semanalmente, ahora la empresa ahorra 1.560 horas de trabajo al año gracias a la autolubricación de los cojinetes de plástico. Las cifras son aún más impresionantes si se extrapolan a las más de 160 plantas de Heineken en todo el mundo. Si la empresa sustituyera todos los cojinetes por cojinetes sin lubricación de plástico de alto rendimiento, se ahorrarían alrededor de 20 toneladas de lubricante al año, lo que supondría 450.478 €. Además, la disminución de costes asociados al personal ascendería a unos 5,4 millones de euros.

Sin embargo, el estudio no solo revela las ventajas económicas de los cojinetes de polímero sin lubricación frente a los metálicos, sino también su impacto medioambiental positivo. “Cada vez más fabricantes de máquinas, sistemas y vehículos sienten la presión de revelar la huella de carbono de sus productos”, explica Loockman-Rittich. Es un reto enorme, sobre todo para productos que constan de cientos de componentes. “Nuestros clientes están muy contentos, ya que ahora existe una evaluación científicamente probada que demuestra las ventajas medioambientales que ofrecen nuestros cojinetes gracias a su autolubricación”. Para ello, los expertos independientes llevaron a cabo una evaluación ecológica basada en un análisis del ciclo de vida de acuerdo con la norma DIN EN ISO 14040/44.

El resultado del ejemplo de Heineken Brasil fue que, al reemplazar los cojinetes metálicos por cojinetes plásticos en 600 puntos, la empresa logró un ahorro de 180 kg de CO₂ anuales, lo que equivale al nivel de contaminación de un avión Airbus A320 neo durante 20 km. Además, se consiguió reducir el consumo de petróleo en 155 kg por año, correspondiente a la distancia recorrida de 461 km en un camión diésel. Cuantos más cojinetes de plástico haya, mayor será el impacto positivo en el medio ambiente. “Si todas las sucursales de Heineken utilizaran cojinetes de plástico, la empresa podría ahorrar 28.814 kg de CO₂. Un resultado impresionante para un cambio tan pequeño”, concluye Loockman-Rittich.