Mangueras de Aire y Gas - Cómo Funcionan

Las mangueras de aire y gas transportan aire y gas entre diferentes puntos, proporcionando un método confiable y eficiente de trasladar estos fluidos a largas distancias. Estas mangueras juegan un papel vital en múltiples industrias, desde alimentar herramientas neumáticas hasta entregar gas natural para calefacción y cocina. Están disponibles en varios materiales, tamaños y diseños para adaptarse a diferentes aplicaciones y pueden ofrecer flexibilidad, durabilidad y resistencia al calor, productos químicos y abrasión. Este artículo explora los materiales utilizados para su construcción, sus principales características y sus aplicaciones.

Tabla de contenidos

• Tipos de mangueras de aire y gas
• Tipo de medio
• Materiales
• Requisitos de las mangueras
• Aplicaciones
• Componentes adicionales de las mangueras
• Normas
• Preguntas frecuentes

Tipos de mangueras de aire y gas

Las mangueras de aire y gas se diferencian por baja y alta presión.

• Mangueras de baja presión: Las mangueras de baja presión están diseñadas para aplicaciones que requieren presiones relativamente bajas, típicamente hasta 300 PSI (20 bar). Estas mangueras a menudo están hechas de PVC (Cloruro de Polivinilo) u otros materiales ligeros y son flexibles y fáciles de manejar. Las mangueras de baja presión se utilizan para gases como acetileno, oxígeno, mezcla de butano/propano, gas natural o gas neutro. Se utilizan comúnmente en aplicaciones como inflar neumáticos, operar herramientas neumáticas y suministrar aire a pistolas de pintura.
• Mangueras de alta presión: Las mangueras de alta presión están diseñadas para soportar presiones más altas, típicamente hasta varios miles de PSI. Estas mangueras están hechas de goma, acero o materiales sintéticos que son altamente duraderos y resistentes a la abrasión y daños. Las mangueras de alta presión se utilizan en varias aplicaciones, incluyendo sistemas hidráulicos, transmisión y distribución de gas, y aplicaciones neumáticas de alta presión.

Tipo de medio

Conocer y entender el tipo de medio es importante al seleccionar el material de la manguera y asegurar su correcto funcionamiento.

Manguera de aire

Las mangueras de aire deben poseer una fuerza excepcional para soportar niveles de alta presión y prevenir fugas y daños. Para asegurar que el equipo funcione sin problemas, ocasionalmente se introducen lubricantes a base de aceite en el aire comprimido; por lo tanto, los materiales de las mangueras de aire deben ser resistentes al aceite.

Manguera de gas

Los gases transportados en instalaciones industriales pueden ser tóxicos y/o inflamables. Las mangueras de gas deben ser a prueba de fugas y resistentes a la ruptura. No seleccionar adecuadamente los materiales de la manguera, los requisitos de presión y los accesorios puede ser extremadamente peligroso en estas instalaciones.

Materiales

Hay varios materiales disponibles al seleccionar mangueras de aire y/o gas adecuadas para una aplicación.

Manguera de goma

La goma es un material comúnmente utilizado para mangueras de aire y gas ya que es asequible en comparación con otros materiales. Estas mangueras son conocidas por su fuerza, flexibilidad, durabilidad y capacidad para soportar diferentes niveles de calor y temperatura. Los compuestos de goma, como EPDM (Monómero de Etileno Propileno Dieno) y NBR (Caucho de Nitrilo Butadieno), son populares para mangueras de aire y gas.

• La goma EPDM ofrece una excelente resistencia al calor, la temperatura y el ozono. Sin embargo, la goma no es adecuada para aplicaciones que requieren alta pureza ya que no puede proporcionar cero permeabilidad. Los gases de alta pureza son de mejor calidad ya que contienen otros gases en proporciones considerablemente bajas, y los materiales permeables pueden comprometer la calidad de dichos gases al recoger contaminantes.
• El NBR es resistente al aceite y a los químicos. Pero, el material tiene una resistencia relativamente menor al calor y puede no ser adecuado para aplicaciones que requieren resistencia a altas temperaturas.

Manguera de PVC

El PVC es un material ampliamente utilizado para aplicaciones generales de mangueras de aire y gas. Las mangueras de PVC son económicas, duraderas y ligeras. Estas mangueras son una solución práctica para usar al aire libre o en alturas mayores. Sin embargo, pueden rizarse o agrietarse en temperaturas más frías.

Manguera de PTFE

Las mangueras de PTFE (Politetrafluoroetileno) son adecuadas para aplicaciones industriales de alta presión. Son duraderas, flexibles y económicas. Para lograr alta pureza en ciertas aplicaciones, el PTFE puede someterse a una temperatura y presión controladas (un proceso conocido como 'post-sinterización') para aumentar el número de enlaces moleculares, fortalecer la manguera y engrosar sus paredes. El resultado es una menor probabilidad de difusión, que ocurre cuando las moléculas de gas pueden escapar a través de los poros de la manguera debido a su pequeño peso molecular.

Mangueras corrugadas de metal

Las mangueras corrugadas de metal se utilizan generalmente con gases como el hidrógeno y el helio que poseen el riesgo de difusión. Estas mangueras tienen un núcleo interno corrugado de metal. Tienen cero permeabilidad, por lo que no están expuestas a la difusión gaseosa. Sin embargo, son costosas y mucho menos flexibles que otras mangueras.

Manguera de silicona

Las mangueras de silicona son conocidas por su flexibilidad y resistencia. Pueden operar en un amplio rango de temperaturas, lo que las hace ideales para aplicaciones de calefacción, enfriamiento y aire cargado.

Tabla 1: Gases comunes y sus materiales de manguera recomendados

Gas (Aplicación)	Material de manguera recomendado
Aire	PVC, Goma, Poliuretano
Gas natural	Acero inoxidable, PTFE
Propano	Goma, Termoplástico
Oxígeno	PTFE, Acero inoxidable
Acetileno	Goma, Termoplástico
Nitrógeno	PVC, Goma, Poliuretano
Dióxido de carbono	PVC, Goma, Poliuretano

Requisitos de las mangueras

Los diferentes materiales de las mangueras exhiben propiedades únicas, por lo que es esencial comprender las propiedades del material para la aplicación y el medio específicos.

Difusión de gas

Los materiales de las mangueras como la goma y el PTFE son permeables en cierto grado, permitiendo que las moléculas de gas entren o escapen a través de los poros de la manguera. Esta difusión de gas hacia afuera resulta en una caída de presión, lo que lleva a un consumo excesivo de energía y un rendimiento deficiente del sistema. En aplicaciones que involucran gases inflamables, la difusión de gas puede ser particularmente peligrosa. Además, otros gases pueden entrar en las mangueras, lo que lleva a la contaminación. Para eliminar el riesgo de difusión de gas, se utiliza una manguera totalmente corrugada de metal. Las mangueras de PTFE post-sinterizadas son una excelente alternativa a las mangueras de metal.

Estabilidad química

Las mangueras de aire y gas deben resistir las propiedades químicas de cualquier gas al que estén expuestas. Seleccionar el material de la manguera adecuado directamente de los requisitos de su aplicación es esencial, ya que un material de manguera puede funcionar para ciertos medios pero no para otros.

Estabilidad ambiental

Los materiales de las mangueras como la goma y el PVC no son resistentes a factores ambientales como los rayos UV y el clima extremo. Al seleccionar una manguera para su aplicación, es importante considerar el entorno externo. Para aplicaciones propensas a los rayos UV y temperaturas extremas, las mejores opciones incluyen EPDM, silicona, ETFE y PTFE.

Aplicaciones

Las mangueras de aire y gas se utilizan en varias aplicaciones industriales. Los buzos utilizan estas mangueras conectadas al tanque de oxígeno para respirar. Los laboratorios e industrias también usan estas mangueras para transportar diferentes tipos de gases o para aplicaciones como soldadura. Algunas de las aplicaciones más comunes se discuten a continuación:

Soldadura

Las mangueras de gas se utilizan para varias aplicaciones de soldadura como ensamblaje, soldadura fuerte, corte, fabricación, precalentamiento, postcalentamiento, soldadura, etc. Las mangueras de goma se utilizan generalmente por su fuerza y flexibilidad. Los gases utilizados para aplicaciones de soldadura generalmente incluyen acetileno, hidrógeno, helio, gas natural, propano, propileno, oxígeno, etc.

Aire respirable

Las mangueras de aire se utilizan en aplicaciones médicas y recreativas para proporcionar aire respirable. Una manguera de goma estándar no se puede usar para tal aplicación ya que los hidrocarburos tóxicos pueden entrar en el sistema respiratorio. Generalmente, se utiliza un polímero de grado alimenticio para evitar tales riesgos potenciales para la salud.

Aplicaciones médicas

Las mangueras de aire médico están especializadas para su uso en entornos médicos, típicamente en hospitales o clínicas. Estas mangueras suministran aire limpio, seco y comprimido a dispositivos médicos, como ventiladores, máquinas de anestesia y otros equipos de soporte respiratorio. Estas mangueras están hechas típicamente de materiales no tóxicos, de grado médico y están diseñadas para resistir el doblado, aplastamiento y perforación.

Componentes adicionales de las mangueras

Además de la manguera misma, se pueden agregar varios componentes para mejorar su rendimiento y funcionalidad. Estos componentes pueden agregarse durante la fabricación o adaptarse a una manguera existente según sea necesario. Las especificaciones, como la presión de la manguera, el tipo de material y el diámetro de la manguera, juegan un papel importante en la selección de estos componentes adicionales.

Carretes para mangueras

Los carretes para mangueras protegen las mangueras. Los carretes modernos son retráctiles y proporcionan un encasillado completo a la manguera. Estos carretes también ayudan a eliminar mangueras desenrolladas sueltas en el piso del taller y reducen el riesgo de daños accidentales a la manguera.

Manómetro

Un manómetro de aire o manómetro de gas permite al usuario monitorear la presión del sistema. Esto es importante para asegurar que la presión no exceda los requisitos de la aplicación u otras especificaciones del producto.

Accesorios para mangueras de gas y aire

Para operar de manera suave y segura, los accesorios utilizados deben ser capaces de soportar la presión requerida. Típicamente, se utilizan accesorios hechos de latón, acero inoxidable tipo 304/316 o acero galvanizado debido a su fuerza y durabilidad. Además, es importante asegurar que el material utilizado para los accesorios sea resistente a los efectos corrosivos del gas para prevenir cualquier riesgo potencial.

Normas

Las mangueras de aire y gas se utilizan para diversos fines, incluyendo aplicaciones industriales y médicas. Para garantizar la seguridad y el cumplimiento de las regulaciones nacionales e internacionales aplicables, es crucial cumplir con las normas relevantes. Revisar las normas locales para asegurar la conformidad de las mangueras de aire y gas para su uso previsto es esencial.

• EN 1762:2018: Requisitos para mangueras de goma y ensamblajes para uso con gas licuado de petróleo (GLP) en estado líquido o gaseoso y para la transferencia de gas natural.
• ISO 2398:2016: Especificación para manguera de goma reforzada con textil para aire comprimido.
• ISO 3821:2019: Requisito para mangueras de goma para procesos de soldadura, corte y soldadura fuerte.
• 29 CFR 1910.134 Cumplimiento en OSHA: Enfatiza la protección respiratoria y enumera las mangueras de aire seguras para fines de respiración aprobadas por el Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
• EN 559: 2003: Especificación para mangueras de goma para soldadura y corte.
• EN 14593-1:2018: Visión general de las normas para mangueras de aire respirable

Preguntas frecuentes

¿Qué es una manguera de aire neumático?

Una manguera de compresor de aire está diseñada para transportar aire comprimido de un punto a otro. Se utilizan en diversas aplicaciones, desde llenar neumáticos hasta suministrar aire respirable para fines médicos/recreativos. Típicamente están hechas de Goma, PVC, Silicona, EPDM o Metal.

¿Se puede usar una manguera de gas natural para propano?

No, una manguera de gas natural no se puede usar para propano porque el gas natural y el propano tienen propiedades químicas diferentes y requieren mangueras diversas. Las mangueras de gas natural están diseñadas para soportar una presión menor que las mangueras de propano y tienen diferentes tamaños y formas de acoples.

¿Se puede usar una manguera de aire para la línea de combustible?

No, las mangueras de aire no están diseñadas para manejar las propiedades químicas del combustible, y usarlas para líneas de combustible puede resultar en fugas o daños a la manguera.

¿Qué tipo de manguera se utiliza para propano?

Las mangueras de gas propano generalmente están hechas de materiales de goma, termoplástico o PVC (cloruro de polivinilo), específicamente diseñadas para su uso con gas propano. La manguera debe estar clasificada para la presión del gas propano, típicamente 350 psi o más.

¿Cuáles son las diferencias entre mangueras de goma y mangueras de PVC?

La manguera de goma es más duradera y puede soportar altas temperaturas y presiones, mientras que la manguera de PVC es más asequible y adecuada para aplicaciones de menor exigencia. La manguera de goma también tiene una mejor resistencia química, mientras que la manguera de PVC es más flexible y fácil de manejar.