El nacimiento de la estanqueidad surge muy de la mano del desarrollo de la automoción a principios de siglo XX. Los constructores e ingenieros de motores, tenían el problema del acople de las piezas mecanizadas. Se les ocurrió insertar entre pieza y pieza algún tipo de material que sellara y estancara el milimétrico espacio que quedaba entre ellas.
Comienza el desarrollo de toda una industria paralela de bienes de equipo que trabaja para dar solución a este problema de sellado, generándose un mercado de componentes y suministros de estanqueidad.
Índice de contenido
QUE ES LA ESTANQUEIDAD
Es una propiedad que se basa en la capacidad para evitar que entren partículas externas al interior de una pieza, circuito o habitáculo, ya sea agua, aire, polvo, etc. Se trata de un término básico dentro de diversos apartados de la producción, mecánica, reparación y mantenimiento industrial.
IMPORTANCIA Y USO DE LA ESTANQUEIDAD INDUSTRIAL
El sector industrial se desarrolla gracias al trasiego de fluidos tales como aguas, aire, gases, lubricantes y aceites, fuels, vapor, agentes químicos, etc. Estos líquidos y fluidos necesitan la ayuda de máquinas (bombas, válvulas) que los transporten a través de diferentes circuitos, ya sea con la finalidad que sea (fabricación de un producto, alimentar una caldera, realizar una actividad, etc). En todo este proceso industrial existen cientos de puntos a través de los cuales los fluidos tienen tendencia a escapar, a salir de su camino y frente a ello surgen variedad de componentes de estanqueidad con el fin de paliar tales fugas.
Hay un tipo diferente de prueba de fugas para cada industria… a continuación detallamos algunos:
1-. Industria pesada: hablamos de pruebas de fugas centradas en el buen funcionamiento de los procesos garantizando, no solo la buena marcha y desarrollo de procesos si no alargar la vida útil de los sistemas y garantizar la seguridad de los operarios.
2-. Sector automotriz: los comprobadores de fugas son vitales para que muchos componentes de cualquier vehículo cumplan las estrictas directrices medioambientales, de seguridad y de funcionamiento, por lo que la estanqueidad cumple un importancia vital.
3-. Sector sanitario: las pruebas de estanqueidad garantizan un entorno estéril en el embalaje de un producto sanitario o utillaje para un entorno hospitalario. Más allá también sirve para garantizad que un lote de juegos de tubos intravenosos que salvan vidas está libre de oclusiones
4-. Sector alimentario: los componentes de estanqueidad son de utilidad para prolongar la vida útil del producto y mantenimiento de mismo. En alimentación se lleva a cabo una prueba de fugas eficaz puede garantizar las fechas de consumo y de venta.
5-. Sector farmacéutico: las máquinas de ensayo de fugas que hacen uso de la estanqueidad buscan garantizar la eficacia de un medicamento cuando la exposición al aire o a contaminantes ambientales podría dañar la potencia y efectividad del mismo
6-. Electrónica de consumo: las pruebas de estanqueidad garantizarán que su producto pueda resistir el entorno al que están sometidos los mismos
7-. Sector Envasado: las pruebas de estanqueidad de los envases sirven como método para garantizar la hermeticidad de los mismos para los fabricantes de todos los sectores.
¿CÓMO SE MIDE LA ESTANQUEIDAD?
Una vez que hemos profundizado a cerca del término estanqueidad nos surge la duda de cómo se es capaz de medir la misma. A continuación explicamos una poco más al respecto del a medición de la misma. Es a través del uso de un instrumento denominado vacuómetro como se mide la estanqueidad. Con un funcionamiento simple, el vacuómetro mide las caídas de presión de un lugar o elemento determinado. Esto le permite detectar fugas con facilidad ya que, en caso de haberlas, la presión cae.
En el mercado encontramos distintas clases de vacuómetros. Lo más habituales son los mecánicos. Estos trabajan de forma similar a un manómetro tradicional y pueden medir la presión de líquidos o gases.
¿QUÉ ES UNA PRUEBA DE ESTANQUEIDAD?
Hablamos de prueba de estanqueidad como el procedimiento para verificar y medir la estanqueidad de los componentes, sirviendo para determinar si un objeto o sistema funciona dentro de un límite de fuga determinado.
Las fugas se producen cuando existe un defecto (ya sea un agujero, una grieta o algún otro tipo de fallo) que permite que salga el líquido o el gas que contiene. Las pruebas de fugas utilizan la presión como sistema para detectar estos defectos, para que puedan ser trabajados como parte de los procedimientos regulares de mantenimiento de cualquier sistema.
A continuación exponemos algunos de los métodos de detección de estanquidad industrial más comunes:
1-. Caída de presión: en este método el objeto se llena con un volumen de aire a una presión específica y luego se aísla de la fuente de aire. La presión dentro de la pieza se monitoriza con el fin de rastrear las disminuciones que indican la presencia y la tasa de una fuga.
2-. Estallido: consiste en el aumento de la presión para encontrar el punto en el que el dispositivo estallará.
3-. Flujo de masa: método de detección en el que la pieza permanece conectada a la fuente de aire para mantener la presión objetivo en el interior del mismo, mientras que un medidor de flujo registra la cantidad de aire que debe bombearse continuamente en la pieza para mantener la presión objetivo a medida que el aire se escapa a través de una o varias fugas.
4-. Oclusión: con esta metodología se identifican las obstrucciones en la trayectoria del flujo de un gas para descubrir los defectos que producen escapes.
5-. Cámara: se valoran los defectos causantes de las fugas en un entorno sellado, como un dispositivo o paquete.
6-. Decaimiento del vacío: esta técnica utiliza el cambio de presión de un objeto o sistema bajo presión negativa para identificar los fallos de fuga.
Cabe añadir que otros métodos de detección de fugas más específicos incluyen: prueba de burbujas, control de la presión o del flujo colorantes, detección de radioisótopos y termografía entre otros.
¿POR QUÉ SE HACEN PRUEBAS DE ESTANQUEIDAD INDUSTRIAL?
Es el día a día el que exige al sector industrial estas pruebas como medio de garantía de una producción reglada y óptima y un proceso garantizado.
En todos los sectores, desde el aeroespacial hasta el electrónico, pasando por el alimentario y el farmacéutico, se debe demostrar y garantizar que los productos fabricados son productos son aptos para el uso previsto en cuanto a seguridad, durabilidad, etc. Por lo tanto, es el sistema el que denota la importante elegir e invertir en los métodos de prueba de fugas adecuados.
Independientemente del artículo o producto que se fabrique, las marcas fabricantes deben demostrar que los productos que producen así como los envases que los contienen no ofrecen desperfecto y zonas problemáticas que podrían provocar un flujo «inaceptable» de líquido o gas de un artículo. En definitiva podemos decir que el examen de fugas de estanqueidad son un proceso clave para el éxito del proceso de control de calidad, motivo por el que existen muchos tipos diferentes de equipos de pruebas de estanqueidad.
ELEMENTOS FUNDAMENTALES DE ESTANQUEIDAD
Entre los elementos que pueden cumplir o garantizar un sistema sin fugas y estanco, destacamos los siguientes:
1-. JUNTAS TÓRICAS
Son el tipo de junta de uso más extendido. Su diseño pese a ser simple cuenta con una impresionante capacidad para uso en aplicaciones complejas, lo que lo cataloga como un elemento de estanqueidad versátil.
Una junta tórica es un elemento de estanqueidad de sección circular o toroidal y geometría simétrica. Podemos encontrarlas fabricadas en diferentes compuestos, NBR, VITON, EPDM, SILICONA, etc… y en diversas. medidas, desde 0,5mm hasta 2000mm, con espesores que van desde los 0,5mm hasta 10mm.
Las tóricas tienen la principal función de repartir de manera uniforme la presión a la que se ven sometidas, resultando de uso un perfecto sellado.
Las juntas tóricas sirven tanto para la estanqueización entre dos elementos de máquinas en reposo, como para conseguir una unión estanca entre dos elementos en movimiento relativo «estanqueización dinámica”.
2-. COLLARINES
El collarín consigue una gran estanqueidad ya que se caracteriza porque otorga un cierre muy eficaz y debido a la auto-compresión de los labios durante el proceso de montaje y al efecto de la apertura de los labios debido a la presión recibida. Hablamos de un elemento de estanqueidad que tiene un coste reducido, facilidad de montaje y desmontaje y una resistencia excelente al desgaste.
Podemos encontrar collarines de diversos materiales y aplicaciones tales como: collarines de poliuretano y NBR, para cilindros hidráulicos y neumáticos, con diversos perfiles normalizados, para aplicaciones en vástago y pistón, según normas ISO.
3-. JUNTAS DE PISTÓN
Los sellos de pistón son una solución económica para la estanqueidad en pistones de cilindros de simple y doble efecto tanto para hidráulica y neumática.
Los anillos de pistón se usan en cilindros hidráulicos para el sellado de fluidos. Son internos a la culata y se sellan contra el orificio del cilindro, evitando que el fluido fluya a través de la culata. Esto permite la acumulación de presión en un lado del pistón, haciendo que el cilindro se extienda o se retraiga.
4-. RETENES DE ESTANQUEIDAD
El retén se fabrica en una gran variedad de formas y materiales, según las condiciones de trabajo. Los medios a estanqueizar pueden ser viscosos, líquidos o gaseosos, aunque lo más usual es que se trate de aceites y grasas lubricantes. Una junta de estanqueidad para ejes rotativos, especialmente utilizado en la industria de fabricación de maquinaria, componentes y automóviles.
5-. RASCADORES
Estos elementos de estanqueidad se utilizan en los cilindros hidráulicos con el objetivo de rascar la suciedad, partículas externas, virutas o humedad de los vástagos, evitando que entren en El sistema. Los rascadores previenen la contaminación del medio hidráulico que puede dañar los aros guía, juntas y otros componentes.
Encontramos rascadores de diferentes perfiles, con caja metálica y flexibles, fabricados en diferentes compuestos, para adaptarse a la mayoría de aplicaciones, y de diferente medidas existiendo hasta en 1.000 mm.
6-. EMPAQUETADURAS
Las empaquetaduras son un sistema de estanqueidad de uso muy generalizado en cilindros hidráulicos para prensas, maquinaria agrícola, maquinaria de obra pública e industria en general, así como para aplicaciones hidráulicas y neumáticas, con amplia gama de perfiles y dimensiones, normalizadas según normas ISO.
La empaquetadura puede estar hecha a partir de materiales relativamente blandos y flexibles, está formado por un número de anillos que se insertan en una cajera situada entre los elementos rotativos de la máquina y su cuerpo o carcasa.
La empaquetadura de compresión, llamada así por el modo en que realiza la estanqueidad de la máquina, es el método más antiguo y que todavía se emplea.
Encontramos los siguientes tipos de empaquetadura:
- Empaquetadura trenzada:
Formada por en un trenzado de fibras, al que se añade un lubricante, un posible refuerzo con filamento metálico y un inhibidor de la corrosión. Existen diferentes tipos de empaquetaduras según su componente. Las encontramos de aramida, politetrafluoretileno PTFE, grafito, carbono, sintéticas, vegetales, Eritherm
- Empaquetadura Inyectable:
Esta empaquetadura es autolubricada y reduce los costes de producción. Se puede aplicar mientras la máquina rotativa está en funcionamiento. Debido a su composición, tiene un coeficiente de fricción tan bajo que evita el uso de agua de refrigeración, a diferencia de las empaquetaduras convencionales.
- Empaquetadura para válvulas:
Este tipo se combina con anillos de empaquetaduras para reducir el nivel de emisiones fugitivas a través del vástago de la válvula.
7-. JUNTAS RÓRICAS ENCAPSULADAS
Este tipo de juntas comparándola con las juntas tóricas, ofrecen la suficiente resistencia química al propio fluido del sistema.
Las juntas encapsuladas se fabrican en FEP o PFA con silicona FKM o EPDM, usadas como juntas de estanqueidad, tanto en formato tórico, cuadrado, rectangular, ovalado y para cierres tipo Camlok, bien sean macizas o huecas, sin límite de diámetro en las juntas tóricas.
Entre las ventajas que ofrecen las tóricas encapsuladas destacamos las siguientes:
1-. Alta resistencia química.
2-. De mayor elasticidad que la tórica en PFTE.
3-. El elastómero está protegido por el encapsulado especialmente durante la manipulación en la fase de montaje.
4-. Ofrece una baja fricción y reducción del efecto de deslizamiento.
8-. SELLOS MECÁNICOS
Existen en el mercado una extensa gama de sellos mecánicos para bombas, válvulas, agitadores, compresores y maquinaria de proceso, y es que los sellos mecánicos son una parte imprescindible para el funcionamiento de los mismos. Además de a estos, se aplica también en otros procesos similares en los que un eje rotatorio pueda tener contacto con fluidos y un desempeño tanto arduo como continuo.
Entre las ventajas de los sellos mecánicos, destacamos:
1-. Los sellos ofrecen un gran estanqueidad beneficiándose con ello el funcionamiento o seguridad de la bomba reduciéndose la tarea de mantenimiento.
2-. Pérdida de fricción menor.
3-. La formación de calor es muy baja.
9-. ANILLOS GUÍAS Y LÁMINAS
Las cintas y anillos guía, evitan el contacto metálico lateral entre las partes móviles de los cilindros, soportando las cargas radiales de las fuerzas que actúan sobre el conjunto del cilindro y guían el vástago y el pistón en el agujero del mismo.
Las ventajas de los guías de polímero en los cilindros hidráulicos son las siguientes:
1-. Vida útil elevada.
2-. Evitan el desgaste de las superficies de los cilindros.
3-. Alta resistencia ante una lubricación insuficiente a bajas velocidades
4-. Permite a los cilindros funcionar con más suavidad.
5-. Ofrecen determinadas propiedades autolubricantes.
Hasta aquí llegamos con nuestro artículo en el que hemos hablado sobre estanqueidad, si necesita saber más al respecto o necesita soluciones en estanqueidad, no dude en consultarnos y nuestro equipo especializado le contestará a la mayor brevedad.