Materiales para mangueras y tubos

Las mangueras y tubos pueden fabricarse a partir de una amplia variedad de materiales o combinaciones de materiales, lo que permite su uso en diversas industrias. Un factor crucial para el material de la manguera es su resistencia química a las sustancias que pasarán a través de ella. Para materiales comunes, puede consultar nuestra tabla de resistencia química para verificar si el material de la manguera es adecuado para una aplicación específica. En este artículo, exploraremos las opciones de materiales comunes.

Índice de contenidos

• Plásticos
• Gomas
• Silicona
• Mangueras y tubos reforzados
• Criterios de selección

Plásticos

Los plásticos son materiales fabricados con moléculas orgánicas sintéticas o semisintéticas denominadas polímeros. Además de estos polímeros, la mayoría de los plásticos contienen plastificantes y compuestos de relleno para cambiar las propiedades del plástico. En general, son moldeables y pueden transformarse en la forma deseada. Los plásticos más conocidos son el PVC, el PP y el PFFE. Para las aplicaciones neumáticas, el material elegido suele ser el plástico, que se trata con más detalle en un artículo sobre mangueras neumáticas . A continuación se comentan los plásticos más utilizados en las mangueras.

• Poliuretano (PUR o PU)

  • El PU es el material más común para las tuberías neumáticas, ya que tiene una buena resistencia a las torceduras y a la abrasión, además de ser duradero. Suele estar clasificado para presiones de trabajo de 10 bares y superiores. También tiene una buena memoria elástica, lo que la hace muy adecuada para aplicaciones de mangueras enrolladas, portátiles y de autoalmacenamiento.

• Poliamida (PA o Nylon)

  • El nylon es un plástico más duro que el PU y es ligero, robusto, estable en cuanto a sus dimensiones y con una excelente resistencia química. Es menos flexible que el PU, pero sigue teniendo un buen radio de curvatura que lo hace adecuado para la distribución de aire y las aplicaciones con líneas rectas. Para un tubo estándar de 4x2, puede soportar hasta 44 bares y temperaturas de hasta 100°C. El nylon tiene una buena resistencia a la flexión-fatiga y un bajo índice de absorción de humedad.

• Polipropileno (PP)

  • El PP es muy ligero y puede incluso flotar en el agua. Tiene una muy buena resistencia química a medios como el agua clorada y los ácidos. Tiene una buena dureza superficial, estabilidad dimensional y propiedades eléctricas que lo hacen resistente al agrietamiento por tensión ambiental. Puede soportar temperaturas y presiones más altas en comparación con el PU.

• Cloruro de polivinilo (PVC)

  • El PVC flexible se utiliza a menudo para aplicaciones alimentarias y es también una solución rentable. Es más flexible que el PE y el Nylon, pero pierde algo de durabilidad en comparación con el PU. El PVC tiene una muy buena resistencia química a medios como el agua clorada y los ácidos. También es claro, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que exigen una indicación visual del flujo.

• Politetrafluoroetileno (PTFE o teflón)

  • El PTFE es un material muy versátil para mangueras debido a su extraordinaria resistencia química, que lo hace casi químicamente inerte. Suele tener un amplio rango de temperaturas, de -196°C a 260°C, y es un dieléctrico (fuerte aislante) que lo hace adecuado para aplicaciones sensibles a la electricidad estática.

• Perfluoroalcoxi (PFA)

  • El PFA es un fluoropolímero como el PTFE, lo que lo hace muy versátil por su resistencia química y por ser dieléctrico. La principal diferencia entre el PFA y el PTFE es que el PFA se procesa por fusión.

• Polietileno (PE)

  • El PE es un plástico más duro que el PU y sus características son similares a las del Nylon. El PE es ligero, flota en el agua, es flexible y es una solución relativamente rentable. Se suele utilizar para sistemas neumáticos de baja presión y para controles neumáticos. Una variante del PE es el HDPE, que es más rígido, tiene un índice de presión más alto y es más duradero.

Gomas

Los materiales de caucho más comunes son el látex, el caucho de nitrilo (NBR) y el monómero de etileno propileno dieno (EPDM). Los cauchos (especialmente el látex) son flexibles y tienen una buena memoria elástica. Los cauchos se caracterizan por su elasticidad indeformable y su gran resistencia química y térmica. A continuación se comentan los cauchos más utilizados en las mangueras.

• Cauchos de estireno-butadieno (SBR)

  • Los cauchos de estireno-butadieno son un grupo de cauchos sintéticos fabricados a partir de los monómeros estireno y butadieno. Las mezclas de estos monómeros se polimerizan mediante uno de los dos procesos, la polimerización en solución o en emulsión. La proporción de estireno y butadieno influye en las propiedades del caucho; un mayor contenido de estireno hace que el caucho sea más duro y menos flexible. Los cauchos SBR se utilizan principalmente en aplicaciones de gas e hidráulicas. 

• Caucho de acrilonitrilo butadieno (nitrilo)

  • El caucho de acrilonitrilo butadieno es un caucho sintético fabricado a partir de acrilonitrilo y butadieno en distintas proporciones. Un factor importante que determina las propiedades del caucho de nitrilo es la proporción entre los dos monómeros. Los contenidos de acrilonitrilo más bajos dan lugar a temperaturas de transición vítrea más bajas (temperatura de fragilidad), mientras que los contenidos de acrilonitrilo más altos dan lugar a una mejor resistencia química. La mayoría de los cauchos de nitrilo disponibles en el mercado contienen un 33% de acrilonitrilo. 

• Caucho de etileno propileno (EPM/EPR)

  • Los cauchos de etileno-propileno son un grupo de cauchos sintéticos fabricados con distintas proporciones de etileno y propileno. Es un caucho relativamente flexible en comparación con el SBR. Los cauchos EPM tienen una resistencia eléctrica muy alta, lo que los hace perfectos para su uso como aislantes. La vulcanización de los cauchos EPM los hace resistentes a las altas temperaturas (hasta 160 °C). En general, los cauchos EPM son resistentes a los rayos UV, al ozono y a la intemperie. 

• Caucho de etileno propileno (EPDM)

  • Los cauchos de etileno propileno dieno son cauchos sintéticos fabricados a partir de los tres monómeros mencionados anteriormente. Estos cauchos tienen una columna vertebral químicamente saturada, lo que les confiere una extraordinaria resistencia al calor, al ozono, a los rayos UV y a la intemperie.  Como todos los cauchos sintéticos, las propiedades físicas del EPDM dependen de las proporciones de los monómeros del caucho y del grado de vulcanización. En general, el EPMDM es resistente a los productos químicos polares como los fluidos hidráulicos, las cetonas, el agua y los ácidos/alcalinos, pero no es resistente a los aceites, la gasolina y otros combustibles.

Silicona

La silicona suele considerarse un caucho, pero en realidad es un híbrido entre un plástico y un caucho. Tiene muchas propiedades de ambos. Desde el punto de vista del plástico, es flexible, resistente a la temperatura y al agua, es transparente y es moldeable, lo que permite darle forma, ablandarlo o endurecerlo. Sin embargo, la silicona tiene mejores características que la mayoría de los plásticos debido a su resistencia química, su mayor índice de temperatura, su durabilidad y su resistencia a la intemperie.

Mangueras y tubos reforzados

Normalmente, las mangueras/tubos se consideran "monocapa", lo que significa que están formados por un solo material. Sin embargo, las mangueras y los tubos pueden construirse con varias capas de materiales para que sus características se complementen. Esto se llama mangueras y tubos "estructurados" o "reforzados". Por ejemplo, una manguera de PVC flexible puede reforzarse con un trenzado textil alrededor de la capa interior de la manguera para aumentar la presión nominal.

Las mangueras o tubos reforzados básicos constan de tres capas generales:

1. Tubo interior: El material se elige por su resistencia al medio
2. Refuerzo: Para aumentar las calificaciones, como la resistencia a la presión o al pandeo.
3. Capa de protección exterior: Aumenta la durabilidad y el daño del medio ambiente.

El refuerzo real y la combinación de estos materiales suele realizarse mediante:

• Trenzado o tejido textil
• Trenzado de alambre metálico
• Refuerzo de alambre
• Refuerzo en espiral
• Trenzado de malla impregnada
• Revestimiento interior
• Combinación de los métodos anteriores

Criterios de selección

Además del material, también es importante dimensionar adecuadamente la manguera desde el punto de vista de la longitud y el diámetro. Lea nuestro artículo sobre los criterios de selección de tubos y mangueras para obtener una visión general.