Mangueras de aire y gas - Cómo funcionan

Las mangueras de aire y gas transportan aire y gas entre distintos puntos, proporcionando un método fiable y eficaz de transportar estos fluidos a largas distancias. Estas mangueras desempeñan un papel vital en múltiples industrias, desde el accionamiento de herramientas neumáticas hasta el suministro de 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, los productos químicos y la abrasión. Este artículo explora los materiales utilizados para su construcción, sus principales características y sus aplicaciones.

Índice de contenidos

• Tipos de mangueras de aire y gas
• Tipo de medio
• Materiales
• Requisitos de la manguera
• Aplicaciones
• Componentes adicionales de la manguera
• Standards
• Preguntas frecuentes

Tipos de mangueras de aire y gas

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

• Mangueras de baja presión: Las mangueras de baja presión están diseñadas para aplicaciones que requieren presiones relativamente bajas, normalmente hasta 20 bar (300 PSI). Estas mangueras suelen ser de PVC (policloruro de vinilo) 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 y propano, gas natural o gas neutro. Se utilizan habitualmente en aplicaciones como el inflado de neumáticos, el manejo de herramientas neumáticas y el suministro de aire a pistolas de pintura.
• Mangueras de alta presión: Las mangueras de alta presión están diseñadas para soportar presiones más altas, normalmente de hasta varios miles de PSI. Estas mangueras están hechas de caucho, acero o materiales sintéticos muy duraderos y resistentes a la abrasión y los daños. Las mangueras de alta presión se utilizan en diversas aplicaciones, como sistemas hidráulicos, transmisión y distribución de gas y aplicaciones neumáticas de alta presión.

Tipo de medio

Conocer y comprender el tipo de medio es importante a la hora de seleccionar el material de la manguera y garantizar su correcto funcionamiento.

Manguera de aire

Las mangueras de aire deben poseer una resistencia excepcional para soportar altos niveles de presión y evitar fugas y daños. Para garantizar el buen funcionamiento del equipo, en ocasiones se introducen lubricantes a base de aceite en el aire comprimido; por ello, los materiales de las mangueras de aire deben ser resistentes al aceite.

Manguera de gas

Los gases transportados en las instalaciones industriales pueden ser tóxicos y/o inflamables. Las mangueras de gas deben ser estancas y resistentes a la rotura. Si no se seleccionan correctamente los materiales de las mangueras, los requisitos de presión y los accesorios adecuados, puede resultar extremadamente peligroso en estas instalaciones.

Materiales

A la hora de seleccionar las mangueras de aire y/o gas adecuadas para una aplicación, existen diversos materiales.

Manguera de goma

El caucho es un material muy utilizado para las mangueras de aire y gas, ya que es asequible en comparación con otros materiales. Estas mangueras son conocidas por su resistencia, flexibilidad, durabilidad y capacidad para soportar diferentes niveles de calor y temperatura. Los compuestos de caucho, como el EPDM (etileno propileno dieno monómero) y el NBR (caucho nitrilo butadieno), son populares para mangueras de aire y gas.

• El caucho EPDM ofrece una excelente resistencia al calor, la temperatura y el ozono. Sin embargo, el caucho es inadecuado para aplicaciones que requieren una gran pureza, ya que no puede proporcionar una permeabilidad nula. Los gases de gran pureza son de mejor calidad, ya que contienen otros gases en una proporción considerablemente baja, y los materiales permeables pueden comprometer la calidad de dichos gases al captar contaminantes.
• El NBR es resistente al aceite y a los productos químicos. Pero el material tiene una resistencia relativamente menor al calor y puede no ser adecuado para aplicaciones que requieran resistencia a altas temperaturas.

Manguera de PVC

El PVC es un material muy utilizado para aplicaciones generales de mangueras de aire y gas. Las mangueras de PVC son baratas, duraderas y ligeras. Estas mangueras son una solución práctica para utilizar en exteriores o a mayor altura. Sin embargo, pueden curvarse o agrietarse a 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 conseguir una gran pureza en determinadas aplicaciones, el PTFE puede someterse a una temperatura y presión controladas (un proceso conocido como "postsinterizado") para aumentar el número de enlaces moleculares, reforzar la manguera y engrosar sus paredes. El resultado es una menor probabilidad de difusión, que se produce cuando las moléculas de gas pueden escapar a través de los poros de la manguera debido a su pequeño peso molecular.

Todas las mangueras metálicas corrugadas

Las mangueras corrugadas totalmente metálicas se utilizan generalmente con gases como el hidrógeno y el helio que poseen el riesgo de difusión. Estas mangueras tienen un núcleo interior metálico corrugado. Tienen permeabilidad cero, por lo que no están expuestos a la difusión de gases. 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 funcionar en un amplio rango de temperaturas, lo que las hace ideales para aplicaciones de calefacción, refrigeración y aire cargado.

Tabla 1: Gases comunes y materiales recomendados para sus mangueras

Gas (Aplicación)	Material de manguera recomendado
Aire	PVC, caucho, poliuretano
Gas natural	Acero inoxidable, PTFE
Propano	Caucho, termoplástico
Oxígeno	PTFE, acero inoxidable
Acetileno	Caucho, termoplástico
Nitrógeno	PVC, caucho, poliuretano
Dióxido de carbono	PVC, caucho, poliuretano

Requisitos de la manguera

Los distintos materiales de las mangueras presentan propiedades únicas, por lo que es esencial conocer las propiedades del material para la aplicación y el medio específicos.

Difusión de gases

Los materiales de las mangueras, como el caucho y el PTFE, son permeables hasta cierto punto, lo que permite que las moléculas de gas entren o salgan a través de los poros de la manguera. Esta difusión de gas hacia el exterior provoca una caída de presión, lo que conlleva un consumo excesivo de energía y un rendimiento deficiente del sistema. En aplicaciones con gases inflamables, la difusión de gases puede ser especialmente peligrosa. Además, otros gases pueden entrar en las mangueras, provocando contaminación. Para eliminar el riesgo de difusión de gases, utilice una manguera metálica totalmente corrugada. Las mangueras de PTFE postsinterizado son una excelente alternativa a las mangueras metálicas.

Estabilidad química

Las mangueras de aire y gas deben resistir las propiedades químicas de los gases a los que están expuestas. Es esencial seleccionar el material de manguera adecuado directamente a partir de los requisitos de su aplicación, ya que un material de manguera puede funcionar para determinados medios pero no para otros.

Estabilidad medioambiental

Los materiales de las mangueras, como el caucho y el PVC, no son resistentes a los factores ambientales, como los rayos UV y el clima extremo. Al seleccionar una manguera para su aplicación, es importante tener en cuenta el entorno exterior. Para aplicaciones expuestas a los rayos UV y a temperaturas extremas, las mejores opciones son EPDM, silicona, ETFE y PTFE.

Aplicaciones

Las mangueras de aire y gas se utilizan en diversas aplicaciones industriales. Los submarinistas utilizan estas mangueras conectadas a la botella de oxígeno para respirar. Los laboratorios y las industrias también utilizan estas mangueras para transportar distintos tipos de gases o para aplicaciones como la soldadura. A continuación se comentan algunas de las aplicaciones más comunes:

Soldadura

Las mangueras de gas se utilizan para diversas aplicaciones de soldadura como el montaje, la soldadura fuerte, el corte, la fabricación, el precalentamiento, el postcalentamiento, la soldadura, etc. Las mangueras de goma se utilizan generalmente por su resistencia y flexibilidad. Los gases utilizados para aplicaciones de soldadura suelen ser acetileno, hidrógeno, helio, gas natural, propano, propileno, oxígeno, etc.

Respirar aire

Las mangueras de aire se utilizan en aplicaciones médicas y recreativas para suministrar aire respirable. Una manguera de goma estándar no puede utilizarse para esta aplicación, ya que los hidrocarburos tóxicos pueden entrar en el sistema respiratorio. Por lo general, se utiliza un polímero de calidad alimentaria para evitar esos posibles riesgos para la salud.

Aplicaciones médicas

Las mangueras de aire medicinal están especializadas para su uso en entornos médicos, normalmente en hospitales o clínicas. Estas mangueras suministran aire limpio, seco y comprimido a dispositivos médicos, como ventiladores, máquinas de anestesia y otros equipos de asistencia respiratoria. Estas mangueras suelen estar fabricadas con materiales no tóxicos de calidad médica y están diseñadas para resistir dobleces, aplastamientos y pinchazos.

Componentes adicionales de la manguera

Además de la propia manguera, pueden añadirse varios componentes para mejorar su rendimiento y funcionalidad. Estos componentes pueden añadirse durante la fabricación o instalarse posteriormente en una manguera existente, según sea necesario. Las especificaciones, como la presión de la manguera, el tipo de material y el diámetro de la manguera, desempeñan un papel importante en la selección de estos componentes adicionales.

Enrolladores de manguera

Los enrolladores de manguera protegen las mangueras. Los enrolladores de manguera modernos son retráctiles y proporcionan un encapsulado completo a la manguera. Estos enrolladores de manguera también ayudan a eliminar las mangueras sueltas sin enrollar en el taller y reducen el riesgo de daños accidentales en la manguera.

Manómetro

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

Racores para mangueras de gas y aire

Para funcionar sin problemas y con seguridad, los racores utilizados deben ser capaces de soportar la presión requerida. Normalmente se utilizan racores de latón, acero inoxidable tipo 304/316 o acero galvanizado debido a su resistencia y durabilidad. Además, es importante asegurarse de que el material utilizado para los racores es resistente a los efectos corrosivos del gas para evitar cualquier peligro potencial.

Estándares

Las mangueras de aire y gas se utilizan para diversos fines, incluidas aplicaciones industriales y médicas. Para garantizar la seguridad y el cumplimiento de la normativa nacional e internacional aplicable, es fundamental cumplir las normas pertinentes. Es esencial revisar las normas locales para garantizar la conformidad de las mangueras de aire y gas con el uso previsto.

• EN 1762:2018: Requisito para mangueras y conjuntos de caucho para su uso con gas licuado de petróleo (GLP) en estado líquido o gaseoso y para el trasiego de gas natural.
• ISO 2398:2016 : Especificación para manguera de caucho con refuerzo textil para aire comprimido.
• ISO 3821:2019 : Requisitos de las mangueras de caucho para procesos de soldadura, corte y estofado.
• 29 CFR 1910.134 Cumplimiento en OSHA: Hace hincapié en la protección respiratoria y enumera las mangueras de aire seguras para respirar aprobadas por el Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo (NIOSH).
• EN 559: 2003 : Especificación para mangueras de caucho para soldadura y corte.
• EN 14593-1:2018: Resumen de las normas sobre mangueras de aire respirable

Preguntas frecuentes

¿Qué es una manguera neumática?

Una manguera de compresor de aire está diseñada para transportar aire comprimido de un punto a otro. Se utilizan en diversas aplicaciones, desde el llenado de neumáticos hasta el suministro de aire respirable con fines médicos o recreativos. Suelen estar hechos de caucho, PVC, silicona, EPDM o metal.

¿Se puede utilizar una manguera de gas natural para el propano?

No, una manguera de gas natural no puede utilizarse para el propano porque el gas natural y el propano tienen propiedades químicas diferentes y requieren mangueras distintas. Las mangueras de gas natural están diseñadas para soportar presiones más bajas que las de propano y tienen diferentes tamaños y formas de racores.

¿Se puede utilizar 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 su uso para las líneas de combustible puede dar lugar a fugas o daños en la manguera.

¿Qué tipo de manguera se utiliza para el propano?

Las mangueras de gas propano suelen estar fabricadas con materiales de caucho, termoplásticos o PVC (cloruro de polivinilo), diseñados específicamente para su uso con gas propano. La manguera debe ser apta para la presión del gas propano, normalmente 350 psi o superior.

¿Qué diferencias hay entre las mangueras de caucho y las de PVC?

La manguera de caucho es más duradera y puede soportar altas temperaturas y presiones, mientras que la de PVC es más asequible y adecuada para aplicaciones más ligeras. La manguera de caucho también es más resistente a los productos químicos, mientras que la de PVC es más flexible y fácil de manejar.