Consejos para elegir y sustituir conjuntos de mangueras hidráulicas

Noticia de archivo: este texto es la traducción al español de una noticia fuente fechada en 2016. Las personas mencionadas, las estadísticas y las previsiones corresponden al período de publicación original.

Las mangueras y los acoplamientos son componentes esenciales de cualquier sistema hidráulico. Transportan el fluido desde la bomba hasta elementos como válvulas, motores y actuadores, que utilizan su presión y caudal para generar el movimiento y la fuerza necesarios para realizar el trabajo. 

La mayoría de las mangueras tiene tres capas funcionales: tubo interior, refuerzos y cubierta, reunidas en un diseño laminado o estructura compuesta flexible. La flexibilidad permite que la manguera se mueva, se doble, atraviese mamparos con facilidad, amortigüe los picos de presión y resista las vibraciones, a diferencia de las tuberías rígidas. Las mangueras se fabrican y ensayan conforme a especificaciones del sector, como SAE y EN. Los ingenieros deben conocer las especificaciones de los equipos en los que se instalarán las mangueras que diseñan. Estas normas proporcionan criterios sobre dimensiones, propiedades de los materiales y prestaciones mínimas para los principales tipos de mangueras y acoplamientos. El tubo interior conduce el fluido y suele fabricarse con compuestos de caucho y plástico. Es fundamental que resista los fluidos transportados y aquellos a los que se expone, la permeación de sustancias químicas y las temperaturas altas y bajas. Los refuerzos incluyen fibras naturales y sintéticas, alambres, cables y monofilamentos. Ayudan a soportar las presiones internas y externas. Las cubiertas, normalmente de caucho, plástico y tejidos, protegen los refuerzos del entorno y resisten la abrasión, los productos químicos, la intemperie y el ozono.

Los acoplamientos proporcionan uniones estancas con la manguera por un extremo y la conectan a distintos componentes del sistema hidráulico por el extremo terminal. La mayoría tiene dos partes: una espiga y un casquillo. La espiga conduce el fluido, se une a la manguera y sella la unión entre ambas. El casquillo se fija al refuerzo y actúa como sello frente a la intemperie para proteger la manguera y el acoplamiento. Ambos suelen ser de acero al carbono o inoxidable y, en ocasiones, reciben un recubrimiento para mejorar su resistencia química o a la corrosión. Existen diseños de una y dos piezas. En los de una pieza, la espiga y el casquillo vienen unidos o fijados previamente. En los de dos piezas, son elementos separados que se unen mediante prensado. El extremo terminal crea una conexión estanca entre la manguera y un puerto, adaptador u otra manguera. Las normas del sector, como SAE J516, especifican numerosos tipos de conexiones terminales. Conocer cómo encajan es esencial para seleccionar la mejor conexión para cada aplicación.

La mayoría de los fluidos hidráulicos se basa en petróleo. Otros son de base acuosa, agua y glicol o sintética, como los ésteres de fosfato. En el pasado, sus fugas contaminaron suelos y fuentes de agua. Por ello, el sector avanza hacia fluidos más respetuosos con el medioambiente. Los fluidos «verdes» suelen ser sintéticos, principalmente de base éster, o vegetales. Los aceites vegetales ganan popularidad porque cuestan menos y son más biodegradables que los sintéticos. También ofrecen excelente lubricidad y un índice de viscosidad elevado. Sus desventajas son el intervalo limitado de temperaturas y la rápida oxidación a temperaturas altas. Los fluidos biodegradables pueden beneficiar al medioambiente, pero resultan agresivos para las mangueras. Penetran a través de los tubos interiores convencionales y causan ampollas y exudación en las cubiertas, lo que provoca fallos prematuros y acumulación de aceite y suciedad. La mayoría de los fabricantes utiliza tubos de nitrilo de alta calidad para fluidos hidráulicos ambientalmente seguros. El nitrilo resiste fluidos biodegradables agresivos, como ésteres sintéticos, poliglicoles y aceites vegetales, a temperaturas de funcionamiento de hasta 250 °F. También permite menos permeación que el neopreno con aceites derivados del petróleo. La permeación o efusión es la pérdida de fluido a través del tubo y la manguera. Como puede exponer todo el conjunto al fluido, compruebe la compatibilidad no solo con el tubo, sino también con refuerzos, cubierta, conexiones y juntas. Lo mismo se aplica a conjuntos que transportan aceites especiales o productos químicos. La resistencia química es el criterio más importante al elegir los materiales de la manguera y los acoplamientos, por lo que debe confirmar qué fluidos circularán. ¿Qué fluidos o gases podrían atravesar el tubo y debilitar los refuerzos? ¿Qué materiales tocarán la cubierta durante el servicio normal o la limpieza? ¿Qué sustancias corrosivas estarán en contacto con el conducto interior del acoplamiento, el casquillo y la conexión terminal? ¿Esta utiliza juntas tóricas o elastoméricas? ¿Los fluidos internos del sistema son compatibles con los componentes de sellado? ¿El contacto de estos productos químicos con las mangueras y acoplamientos será continuo o intermitente? ¿Cuáles son sus concentraciones y cómo afecta la temperatura a sus propiedades?

Existen varias fuentes de información sobre la resistencia química de los materiales. La primera es una guía que describe las propiedades generales de los compuestos del tubo y la cubierta. Por ejemplo, los EPDM de tipo P se consideran excelentes frente a la intemperie y el ozono, pero deficientes con aceites derivados del petróleo. En cambio, los butadienos de tipo C se consideran deficientes frente a la intemperie y el ozono, pero excelentes con esos aceites. Estas clasificaciones pueden orientar hacia la familia de materiales adecuada, aunque solo describen propiedades generales. No todos los compuestos de nitrilo son iguales, porque cada compuesto es una formulación de muchos ingredientes. Los materiales de las mangueras pueden modificarse para cumplir o superar los requisitos de aplicaciones específicas. La segunda fuente son las tablas de resistencia química. La mayoría de los fabricantes de mangueras y acoplamientos enumera productos químicos comunes y su compatibilidad con los materiales. La tercera fuente son los catálogos o las especificaciones de ingeniería, que indican contra qué sustancias se han formulado determinadas mangueras.

Una forma práctica de determinar la compatibilidad química de fluidos poco comunes, de formulación propia o con nombre comercial es consultar la ficha de datos de seguridad de materiales, MSDS. Suele enumerar los componentes químicos de los productos comerciales y sus porcentajes. También ofrece recomendaciones de manipulación, almacenamiento y equipos de protección, e identifica materiales, como guantes de neopreno, compatibles con esas sustancias específicas.

Las mejores fuentes para información de resistencia química no estándar son los fabricantes de mangueras y sus servicios de asistencia técnica o departamentos de ingeniería de aplicaciones. Disponen de información detallada sobre los compuestos de las mangueras y los materiales de los acoplamientos. También pueden recurrir a químicos, ingenieros de producto y laboratorios para realizar ensayos cuando no hay información publicada.