IMPACTOS NEGATIVOS DEL DIÉSEL CONTAMINADO

Impactos negativos del diésel contaminado

por Partículas según la Norma ISO 4406*

El diésel contaminado por partículas representa un problema significativo para toda operación donde se involucran motores de combustión interna. La norma ISO 4406 establece estándares para la clasificación de la contaminación por partículas en fluidos oleosos, pero su relevancia se extiende al diésel, ya que la presencia de partículas puede tener impactos negativos en:

  • La eficiencia operativa (Mayor Consumo de Combustible)
  • Eficiencia Energética – Potencia del Motor La vida útil del sistema de inyección, del motor y lubricante
  • Contaminación Ambiente
  • Impactos a la Salud de la comunidad

IMPACTOS

EN LA EFICIENCIA OPERATIVA

EN LA VIDA ÚTIL
DEL MOTOR

EN EL MEDIO AMBIENTE

A LA
SALUD

IMPACTOS EN LA
EFICIENCIA OPERATIVA

MAYOR CONSUMO DE COMBUSTIBLE

El diésel contaminado por partículas puede tener un impacto directo en la eficiencia operativa de los motores diésel. Las partículas presentes en el combustible pueden obstruir filtros, inyectores y otros componentes del sistema de combustible, lo que resulta en una disminución del rendimiento del motor y un aumento en el consumo de combustible. Esta obstrucción puede provocar una combustión incompleta, generando depósitos de hollín y reduciendo la potencia del motor. Por lo tanto, el diésel contaminado por partículas según la norma ISO 4406 puede llevar a una disminución significativa en la eficiencia operativa de los vehículos diésel, lo que a su vez se traduce en mayores costos de operación y mantenimiento.

LOS 4 PASOS DE LA PÉRDIDA DE POTENCIA

MALA DOSIFICACIÓN

MALA DOSIFICACIÓN

Los sistemas de inyección requieren un diésel ISO 11/8/7 para dosificar de manera óptima el combustible. La mala dosificación del inyector por presencia de partículas es sinónimo de pérdida de potencia y por ende mayor consumo de combustible de hasta 5%.

PÉRDIDA DE COMPRESIÓN

PÉRDIDA DE COMPRESIÓN

Las partículas en la cámara de combustión van a causar desgaste prematuro en los cilindros, generando pérdida de compresión prematura que es sinónimo de pérdida de potencia y mayor consumo de combustible a lo largo de la vida útil del motor de hasta 7%.

LUBRICANTE CONTAMINADO

LUBRICANTE CONTAMINADO

El lubricante contaminado de partículas eleva la fricciones y la temperatura, siendo causante de hasta un 2-3% de pérdida de potencia y mayor consumo de combustible.

SATURACIÓN PREMATURA DPF

SATURACIÓN PREMATURA DPF

La caída de presión de los filtros de partículas son causantes de hasta 2% de pérdida de 2% de potencia y mayor consumo de combustible debido a las partículas combustionadas.

IMPACTOS EN LA
VIDA ÚTIL DEL MOTOR

La presencia de partículas en el diésel también puede tener consecuencias directas en el rendimiento del motor. Las partículas abrasivas pueden provocar un desgaste acelerado de componentes como los cilindros, los pistones y los anillos, lo que resulta en una reducción de la vida útil del motor y un aumento en los costos de reparación y reemplazo. Además, las partículas presentes en el diésel pueden afectar la lubricación del motor, lo que a su vez puede generar un mayor desgaste y daño a los componentes internos e incluso una degradación de los aditivos del lubricante reduciendo los intervalos de cambio de aceite. En resumen, el diésel contaminado por partículas según la norma ISO 4406 puede llevar a una disminución significativa en el rendimiento y la vida útil de los motores diésel, lo que afecta la confiabilidad y la durabilidad de los vehículos y maquinarias.

IMPACTOS EN EL
MEDIO AMBIENTE

Además de los impactos en la eficiencia operativa y el rendimiento del motor, el diésel contaminado por partículas también tiene consecuencias ambientales significativas. Las partículas presentes en el diésel pueden contribuir a la emisión de gases y partículas contaminantes a la atmósfera, lo que afecta la calidad del aire y contribuye a problemas de salud pública. La combustión incompleta debido a la presencia de partículas en el diésel también puede generar un aumento en las emisiones de gases de escape, incluyendo óxidos de nitrógeno (NOx) y partículas de hollín, que son conocidos por su impacto negativo en la salud humana y el medio ambiente. Por lo tanto, el diésel contaminado por partículas representa una preocupación ambiental significativa, y el cumplimiento de la norma ISO 4406 es crucial para minimizar estos impactos.

IMPACTOS
A LA SALUD

El diésel contaminado por partículas representa una seria amenaza para la salud humana, ya que las partículas presentes en este combustible pueden tener un tamaño microscópico y penetrar profundamente en los pulmones al ser inhaladas. La OMS establece que las muertes prematuras a causa de las partículas de materia expulsadas por los motores hacienden a 4.2 millones al año. La exposición crónica a las partículas presentes en el diésel contaminado puede causar una serie de problemas respiratorios, como bronquitis crónica, asma, e incluso aumentar el riesgo de desarrollar cáncer de pulmón. Además, estas partículas pueden viajar a través del torrente sanguíneo y afectar otros órganos del cuerpo, contribuyendo a enfermedades cardiovasculares y complicaciones en el sistema nervioso.

Los grupos más vulnerables a estos impactos son los niños, los ancianos y las personas con condiciones respiratorias preexistentes. Por lo tanto, es crucial implementar medidas rigurosas de control de calidad del diésel para garantizar que cumpla con los estándares establecidos por la norma ISO 4406 y así proteger la salud pública de los efectos adversos asociados con la contaminación por partículas.

CUMPLIMIENTO DE LA NORMA ISO 4406

La norma ISO 4406 establece un método de clasificación de la contaminación por partículas en fluidos, incluyendo el diésel. Define el tamaño y la cantidad de partículas permitidas en el combustible, lo que proporciona una guía clara para garantizar la calidad y la limpieza del diésel utilizado en motores diésel. El cumplimiento de esta norma es fundamental para prevenir los impactos negativos del diésel contaminado por partículas, ya que establece estándares claros para la calidad del combustible y contribuye a la protección de los motores, la eficiencia operativa y el medio ambiente.

Recomendaciones y Conclusiones

Para mitigar los impactos negativos del diésel contaminado por partículas según la norma ISO 4406, se requiere una atención cuidadosa a la calidad del combustible diésel utilizado en los motores y una selección adecuada de sistemas de ultrafiltración que cumplan con estándares de eficiencia THETA 4>4000 (en una sola pasada) y BETA 4>4000 (en recirculación), pero además, dentro de las especificaciones que debemos considerar a la hora de seleccionar nuestros sistemas de filtración debemos incluir filtros que cumplan con la norma SAE J1488 para mitigar la presencia de agua en los fluidos oleosos. Se recomienda realizar pruebas regulares de la calidad del diésel de acuerdo con la norma ISO 4406 para garantizar que cumpla con los estándares de limpieza y pureza. Además, es fundamental mantener un programa de mantenimiento preventivo que incluya la inspección y el reemplazo de filtros y componentes del sistema de combustible para evitar la contaminación por partículas. El uso de tecnologías avanzadas de filtración y purificación de combustible también puede contribuir significativamente a la prevención de la contaminación por partículas y la protección de los motores diésel.

En conclusión, el diésel contaminado por partículas según la norma ISO 4406 representa una amenaza significativa para la eficiencia operativa, el rendimiento del motor y el medio ambiente El cumplimiento de los estándares establecidos por la norma ISO 4406 es esencial para minimizar estos impactos y garantizar el funcionamiento óptimo de los motores diésel. A través de la adopción de prácticas de mantenimiento y control de calidad efectivas, es posible mitigar los impactos negativos del diésel contaminado por partículas y promover un rendimiento confiable y sostenible de los motores diésel en diversos sectores industriales.

Los OEMs han establecido un ISO 18/16/13 como LÍMITE MÁXIMO y un ISO 11/8/7 como ÓPTIMO y en América Latina se consume un combustible promedio ISO 22/20/17. Entre 1000 – 2000 veces más contaminado que el óptimo establecido.

ENEMIGOS INVISIBLES EN EL AIRE

Partículas y Humedad en Tanques de Almacenamiento
de Fluidos Oleosos

(Diésel, Aceite de Motor e Hidráulico)

Los tanques de almacenamiento de para fluidos oleosos (combustible, aceite lubricante y aceite hidráulico) son esenciales para garantizar el funcionamiento continuo y eficiente de una amplia gama de equipos industriales, maquinaria pesada, vehículos y sistemas de energía. Sin embargo, estos tanques son vulnerables a la presencia de contaminantes invisibles, como partículas y humedad, que pueden comprometer la calidad del líquido almacenado, reducir la vida útil de los equipos y aumentar los costos operativos. La falta de control sobre estos contaminantes a menudo desencadena fallas prematuras, fallos en los sistemas hidráulicos y problemas ambientales.

Este white paper explora cómo los breathers (respiraderos) son una herramienta clave para proteger los tanques y el líquido almacenado contra los enemigos invisibles presentes en el aire, ofreciendo una estrategia eficaz para mantener la integridad del combustible y del aceite hidráulico, a la vez que mejora la fiabilidad y la eficiencia operativa de las instalaciones.

1. PARTÍCULAS Y HUMEDAD

2. El papel de los breathers

3. APLICACIONES DE LOS BREATHERS

4. SELECCIÓN DEL BREATHER ADECUADO

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PARTÍCULAS
Y HUMEDAD

Enemigos Invisibles en el Aire

PARTÍCULAS

En cualquier entorno industrial o de almacenamiento, el aire está lleno de partículas microscópicas que pueden ingresar a los tanques durante los ciclos de llenado y vaciado. Estas partículas pueden incluir:

  • Polvo y suciedad: Provenientes del ambiente o del transporte del combustible.
  • Partículas metálicas: Producto del desgaste normal de equipos o de la corrosión.
  • Contaminantes biológicos: Como esporas de hongos o bacterias, que pueden proliferar en ambientes húmedos.

Estas partículas pueden mezclarse con el combustible o el aceite, y obstruir filtros, dañar componentes del sistema y causar eficiencia reducida. En sistemas hidráulicos, las partículas pueden dañar los sellos y los componentes de precisión.

 

HUMEDAD

El agua en los tanques de almacenamiento es otro contaminante invisible que puede entrar en el sistema de diversas formas:

  • Condensación: El aire caliente y húmedo que entra al tanque se enfría y genera gotas de agua.
  • Filtración del agua: En caso de lluvia o alta humedad, el agua puede ingresar a través de las aberturas de los tanques.
  • Contaminación por fuentes externas: Como fallos en el sellado de válvulas o conexiones.

El agua en el combustible o el aceite hidráulico puede tener consecuencias desastrosas:

  • Corrosión en los componentes metálicos del tanque y los sistemas conectados.
  • Formación de emulsionantes que afectan la lubricación, reduciendo la eficacia del aceite hidráulico y el combustible.
  • Reducción de la capacidad de los aditivos en el combustible, lo que afecta su rendimiento y calidad.

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EL PAPEL DE
LOS BREATHERS

PROTECCIÓN CONTRA LOS ENEMIGOS INVISIBLES

Los breathers son dispositivos de filtración y deshumidificación que se colocan en las aberturas del tanque para prevenir la entrada de contaminantes del aire. Los respiraderos tienen una doble función: filtrar partículas del aire que entra y absorber la humedad, protegiendo el contenido del tanque y los sistemas conectados.

Funcionamiento de los Breathers

  • Filtración de partículas: Los respiraderos están equipados con filtros de aire de materiales de alta eficiencia que atrapan partículas finas, como polvo y suciedad, antes de que puedan ingresar al tanque. Los breathers FMS cuentan con un filtro de partículas en la parte superior de 2 micras, lo que garantiza que el aire que ingrese al tanque este completamente limpio.
  • Control de la humedad: Los breathers FMS respiradores cuentan con deshidratadores o tamaños especiales de absorbentes, como gel de sílice, que retienen EL 80/85 (%) de la humedad del aire, y además cuenta con molécular Sieve, quienes absorberán el 20/15 (%) de la humedad restante en al aire antes de que ingrese al tanque. De esta forma, se previene la condensación interna y se mantiene la integridad del líquido.

Beneficios de los Breathers

  1. Prevención de la corrosión: Al mantener el agua fuera del tanque, se previene la corrosión de las paredes del tanque y los componentes metálicos de los sistemas.
  2. Mejora de la calidad del fluido: Al filtrar las partículas y reducir la humedad, se mantiene la pureza del combustible o aceite hidráulico, asegurando su rendimiento óptimo.
  3. Extensión de la vida útil de los equipos: Un fluido limpio y libre de humedad reduce el desgaste en las bombas, motores y válvulas, aumentando la fiabilidad y la vida útil de los equipos.
  4. Reducción de costos operativos: Los respiraderos de alta eficiencia ayudan a reducir los costos de mantenimiento, al evitar fallos prematuros y la necesidad de reemplazar fluidos y componentes con más frecuencia.

ENTRADA

X = Cartucho de repuesto
Y = Carcasa con conector
(con protección contra salpicaduras)

SALIDA

Salida
(vista girada 90°) 

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APLICACIONES
DE LOS BREATHERS

Tanques de Almacenamiento
de Combustible​

Los respiraderos en los tanques de almacenamiento de combustible previenen la oxidación y la formación de gomas y depósitos que pueden dañar los motores y equipos. Esto es esencial en instalaciones industriales, estaciones de servicio, camiones cisterna y sistemas de energía que operan con combustibles de alta calidad.

Tanques de Aceite
Hidráulico

Los respiradores para tanques de aceite hidráulico protegen el aceite de los contaminantes, asegurando una lubricación eficiente y protegiendo las bombas hidráulicas y otros componentes de alta precisión. Esto es crucial para maquinaria pesada, equipos agrícolas, sistemas de control industrial y cualquier aplicación que dependa de sistemas hidráulicos de alta presión.

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Selección del
BREATHER ADECUADO

No todos los respiradores son iguales. Es crucial seleccionar el breather adecuado según el tipo de tanque y las condiciones operativas. Algunos factores clave a considerar son:

  • Capacidad de filtración: Asegúrese de que el respiradero tenga la capacidad de filtrar las partículas presentes en su entorno específico.
  • Control de humedad: Elija un respiradero con deshidratador de alta capacidad si su entorno tiene alta humedad o fluctuaciones de temperatura.
  • Durabilidad y resistencia: Los respiradores deben ser resistentes a condiciones extremas, como altas temperaturas y ambientes corrosivos.
  • Tamaño y facilidad de instalación: El respiradero debe ser compatible con el diseño de su tanque y fácil de instalar.

CONCLUSIÓN

Los enemigos invisibles como las partículas y la humedad representan amenazas constantes para los tanques de almacenamiento de combustible y aceite hidráulico. La filtración de partículas y el control de humedad a través de respiradores adecuados son medidas esenciales para proteger la calidad de los fluidos oleosos (combustible, aceite lubricante y aceite hidráulico), prolongar la vida útil de los equipos y reducir costos operativos.

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FILTRACIÓN EN SISTEMAS HIDRÁULICOS SEGÚN LA METODOLOGÍA FMS

La filtración en sistemas hidráulicos es un componente esencial para asegurar la eficiencia, durabilidad y confiabilidad del sistema. Los sistemas hidráulicos, que operan a altas presiones y con fluidos en movimiento, son propensos a la acumulación de contaminantes como partículas metálicas, polvo, agua y otros contaminantes. Estos elementos pueden causar desgaste prematuro en los componentes, reducir la eficiencia energética y comprometer la seguridad del sistema.

El enfoque FMS International para la gestión de la filtración en sistemas hidráulicos se basa en cuatro pilares fundamentales: Definición de Parámetros, Comienzo Limpio, Monitoreo Efectivo, y Mantenerse Limpio. Estos principios garantizan que el sistema hidráulico funcione de manera óptima durante su vida útil.

1. Parámetros

Los sistemas hidráulicos mayormente (85%) fallan por problemas de contaminación, así mismo el lubricante requiere cambios prematuros por esta causa. Por esto se han definido parámetros ISO 4406 para los componentes de los sistemas hidráulicos.

2. Comienzo Limpio

Los lubricantes desde nuevos mayormente incumplen la limpieza ISO y deberían ingresar al equipo con un código no mayor a 16/14/12, pero para lograr esta meta hay que lidiar con las bajas temperaturas (viscosidad) al momento de filtrar un aceite nuevo.

3. Monitoreo Efectivo

Las prácticas de monitoreo suelen NO ser las más efectivas debido que las metodologías de muestreos pueden alterar los resultados y más aún no tener soluciones predictivas que permitan mitigar resultados fuera de parámetros ISO óptimos indicados por los OEMs.

4. Mantenerse Limpio

Las diálisis han demostrado no ser efectivas debido que los sistemas de filtración no son dimensionados correctamente o los equipos salen de parámetros en corto tiempo sin monitoreo efectivo que permita determinar el intervalo necesario para cada diálisis. 

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DEFINICIÓN DE
PARÁMETROS

La primera fase del proceso de filtración es la definición de parámetros. Antes de instalar cualquier sistema de filtración, es crucial definir qué contaminantes podrían afectar el funcionamiento del sistema y qué niveles de limpieza son necesarios. Los parámetros clave incluyen:

  • TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS: Determinar el rango de tamaño de las partículas que pueden ingresar al sistema y que deben ser eliminadas. Los sistemas hidráulicos generalmente necesitan filtrar partículas que varían entre micrómetros y milímetros, dependiendo de la sensibilidad de los componentes.
  • NIVEL DE CONTAMINACIÓN DEL FLUIDO HIDRÁULICO SEGÚN LA NORMA ISO 4406: La norma ISO 4406 establece un sistema de clasificación para el nivel de contaminación de los fluidos hidráulicos, basado en la cantidad de partículas presentes en el fluido. La norma divide las partículas en tres tamaños:

COMPARACIÓN VISUAL DE LIMPIEZA EN CÓDIGOS ISO 4406

De acuerdo con esta norma, los fluidos hidráulicos se clasifican en diferentes niveles de contaminación dependiendo de la cantidad de partículas presentes en cada una de estas categorías. Esta clasificación permite especificar el nivel de limpieza requerido para cada sistema hidráulico, optimizando la selección del tipo de filtro y la frecuencia de mantenimiento.

  • VISCOSIDAD DEL FLUIDO: Los sistemas hidráulicos funcionan con una variedad de fluidos que varían en viscosidad. La viscosidad del fluido afecta la capacidad del filtro para eliminar partículas de manera eficiente.
  • FLUJO DEL SISTEMA: La cantidad de flujo del fluido en el sistema debe ser considerada al seleccionar el tipo y tamaño del filtro. Un flujo muy alto podría requerir filtros más grandes o múltiples filtros en paralelo para evitar la obstrucción.

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COMIENZO
LIMPIO

El principio de Comienzo Limpio se refiere a la implementación de medidas para garantizar que el sistema esté libre de contaminantes desde el inicio de su operación. Esta fase es esencial para asegurar que los contaminantes no ingresen al sistema durante la instalación o durante la puesta en marcha.

ALGUNOS ASPECTOS CLAVE DEL «COMIENZO LIMPIO» INCLUYEN:

  • LIMPIEZA PREVIA DE COMPONENTES: Asegurarse de que todos los componentes hidráulicos (tuberías, válvulas, bombas, etc.) estén libres de partículas y suciedad antes de la instalación del sistema. Se recomienda utilizar procedimientos de limpieza como el lavado con fluidos de limpieza especializados o aire comprimido.
  • USO DE FILTROS EN LA FASE DE ARRANQUE: Instalar filtros provisionales para capturar cualquier partícula que se pueda desprender durante la instalación. Estos filtros deben tener una baja capacidad de obstrucción para no interferir en el arranque del sistema.
  • CALIDAD DEL FLUIDO HIDRÁULICO: Asegurarse de que el fluido hidráulico utilizado desde el comienzo sea de alta calidad y adecuado para las especificaciones del sistema, sin contaminantes previos.

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MONITOREO
EFECTIVO

El Monitoreo Efectivo es clave para asegurar que el sistema hidráulico mantenga un nivel adecuado de limpieza durante su operación. La filtración no es un proceso estático, sino que requiere seguimiento constante para garantizar que los filtros estén funcionando correctamente.

ALGUNOS MÉTODOS EFECTIVOS DE MONITOREO INCLUYEN:

  • MONITOREO DE PRESIÓN DIFERENCIAL: El monitoreo de la presión a través de un diferencial entre la entrada y salida del filtro es un indicador clave de su rendimiento. Un aumento en la presión diferencial puede indicar que el filtro está obstruido y necesita ser reemplazado o limpiado.
  • ANÁLISIS DE FLUIDOS: Realizar análisis periódicos del fluido hidráulico para detectar la presencia de contaminantes en forma de partículas metálicas o agua. Este análisis puede realizarse mediante pruebas de laboratorio o utilizando sensores de partículas en línea.
  • MEDICIONES DE CÓDIGO ISO4406 PERIÓDICAS: Integrar contadores láser de partículas en el sistema para obtener datos en tiempo real sobre la concentración de partículas en el fluido. Estos contadores ayudan a identificar problemas antes de que causen daños graves y sobre todo evaluar si el filtro bypass está cumpliendo su función para lo que fue diseñado.
  • MONITOREO REMOTO: Implementar sistemas de monitoreo remoto que permitan a los operadores revisar el estado del sistema desde ubicaciones distantes. Esto es útil para equipos en zonas de difícil acceso o cuando se requiere una supervisión constante.

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MANTENERSE
LIMPIO

El último principio de la metodología FMS International es Mantenerse Limpio, que hace referencia al mantenimiento regular del sistema de filtración para garantizar su funcionamiento eficiente a lo largo del tiempo. Esto implica la instalación de filtros de alta eficiencia, los cuales deben ser capaces de controlar las partículas de manera más efectiva en el sistema, siempre previo a una correcta diálisis con Certificación ISO 4406.

LAS OPCIONES DISPONIBLES PARA ASEGURAR UNA FILTRACIÓN DE ALTA EFICIENCIA INCLUYEN:

  • FILTRO BYPASS DE ALTA EFICIENCIA (no requiere modificar la configuración original de la máquina).
  • FILTRO DE SUCCIÓN Y PRESIÓN DE ALTA EFICIENCIA (requiere cambiar la configuración actual de la máquina).
  • FILTRO DE RETORNO DE ALTA EFICIENCIA (cuando sea posible, sin necesidad de modificar la configuración original de la máquina).

NOTA: Existen equipos estacionarios que pueden utilizar un recirculador para mejorar el rendimiento del sistema de filtración.

ALGUNOS PUNTOS CLAVE PARA «MANTENERSE LIMPIO» INCLUYEN:

  • MANTENIMIENTO PREVENTIVO REGULAR: Establecer un programa de mantenimiento preventivo que incluya la limpieza o reemplazo periódico de los filtros, la comprobación del estado del fluido y la verificación del sistema de monitoreo.
  • REEMPLAZO DE FILTROS: Los filtros deben reemplazarse según las recomendaciones del fabricante o cuando el monitoreo indique que la capacidad del filtro ha sido superada.
  • CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN EXTERNA: Reducir la entrada de contaminantes externos al sistema a través de medidas como el sellado adecuado de las entradas del sistema, el control de la calidad del aire con breathers especializados que controlen el ingreso de partículas y humedad.
  • CAPACITACIÓN DEL PERSONAL: Asegurarse de que todo el personal involucrado en el mantenimiento de los sistemas hidráulicos esté capacitado en las mejores prácticas para mantener los sistemas limpios, desde la manipulación de filtros hasta la correcta instalación de componentes.

CONCLUSIÓN

La filtración en sistemas hidráulicos es fundamental para garantizar la longevidad, eficiencia y seguridad de los equipos. Aplicando la metodología FMS International, que se centra en la Definición de Parámetros, Comienzo Limpio, Monitoreo Efectivo y Mantenerse Limpio, se puede mejorar significativamente el desempeño de los sistemas hidráulicos y reducir los costos operativos derivados de fallos y reparaciones costosas. La implementación de estas prácticas no solo previene el daño por contaminantes, sino que también optimiza el rendimiento del sistema a lo largo de su vida útil.

CASO DE ÉXITO

La Compañía Cervecera de Nicaragua (CCN)
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