Las ruedas industriales recubiertas con poliuretano son ampliamente utilizadas en aplicaciones que exigen alta resistencia al desgaste, soportan cargas pesadas y ofrecen un buen desempeño en diversas condiciones ambientales. Sin embargo, no es raro que presenten fallas prematuras en su operación, lo que genera impactos económicos significativos, tanto por el reemplazo de componentes como por el tiempo de inactividad de la maquinaria.
¿Por qué fallan las ruedas de poliuretano?
Existen múltiples causas posibles para la falla prematura de estas ruedas, entre las que se incluyen:
- Aplicación deficiente del adhesivo entre el núcleo metálico y el recubrimiento de poliuretano.
- Selección inadecuada del prepolímero o del agente curante.
- Diseño incorrecto de la rueda (dimensiones inapropiadas).
- Condiciones de operación no contempladas en la fase de diseño.
El diagnóstico de la causa exacta requiere una evaluación técnica detallada, ya que muchos de estos factores pueden coincidir.
Adhesión: un paso crítico en la fabricación
En la mayoría de los casos, el poliuretano se adhiere a un núcleo rígido mediante un adhesivo especializado. Una de las causas más comunes del desprendimiento del recubrimiento es una falla en la aplicación o activación del adhesivo. Otras posibles causas incluyen el sobrecalentamiento durante la operación o la exposición a humedad o solventes en la línea de unión metal/elastómero.
Proceso recomendado para una correcta aplicación del adhesivo:
Limpieza inicial: Desengrasar el núcleo metálico con solventes adecuados o mediante limpieza alcalina.
Secado: Dejar secar el tiempo justo para evitar la formación de óxido.
Preparación mecánica: Realizar granallado con chorro de arena (recomendado) o abrasión con lija o cepillo para mejorar la superficie de anclaje.
Limpieza final: Aplicar solvente limpio y verificar la limpieza mediante una prueba con cinta adhesiva.
Aplicación del adhesivo:
– No requiere dilución, salvo para aplicación por aspersión (1:1 con solvente especial).
– Aplicar una capa delgada (0.75 a 1.25 mils de espesor seco) con brocha.
Secado y activación:– Dejar evaporar completamente el solvente (30 a 60 minutos en un área libre de polvo).
– No aplicar sobre piezas calientes (>82 °C).
– Calentar la pieza a 121 °C y mantenerla de 1.5 a 2 horas para activar el adhesivo.
– En piezas grandes, el tiempo puede extenderse hasta 8 horas; incluso es posible mantener la pieza a esa temperatura por hasta 16 horas sin comprometer la adhesión.
Importante: Evite cualquier contaminación por contacto con manos, superficies sucias o agentes desmoldantes en la zona ya imprimada.
Una vez activado el adhesivo, se puede proceder al vaciado del elastómero. Adhesivo y poliuretano curan conjuntamente, siguiendo el ciclo recomendado por el fabricante.
Selección del elastómero adecuado
Al elegir un elastómero de poliuretano para ruedas, no basta con considerar solo la dureza. También es fundamental tener en cuenta el módulo de compresión y las dimensiones de la rueda para calcular la deflexión que sufrirá el recubrimiento. Se recomienda una deformación máxima del 5 % para evitar reventamientos.
Problemas comunes y cómo evitarlos
Deformación permanente por carga estática:
Si la rueda permanece bajo carga sin movimiento, puede aplanarse. La solución es utilizar un poliuretano con bajo compression set o aumentar el diámetro o ancho de la rueda para reducir la presión.
Sobrecalentamiento en operación dinámica:
Las ruedas sometidas a cargas cíclicas acumulan calor por histéresis, lo que puede llevar al reventamiento del recubrimiento. Esto ocurre cuando el calor generado no se disipa adecuadamente, fundiendo el material interior y generando presión interna.
Soluciones:
- Utilizar elastómeros con menor histéresis.
- Aumentar el diámetro o el espesor del recubrimiento.
- Optimizar los parámetros de operación (velocidad, carga, frecuencia de uso).
¿Qué elastómeros ofrecen mayor rendimiento?
Para aplicaciones de alta exigencia, se recomienda utilizar elastómeros basados en isocianatos del tipo NDI, PPDI o TODI. Estos materiales ofrecen mejores propiedades mecánicas (mayor módulo de compresión y menor generación de calor), aunque su costo es más elevado en comparación con los elastómeros comunes a base de TDI o MDI.
Conclusión
La clave para garantizar una operación confiable y duradera de las ruedas industriales de poliuretano está en:
• Aplicar correctamente el adhesivo metal-elastómero.
• Seleccionar el elastómero adecuado según las condiciones reales de operación.
• Diseñar la rueda considerando parámetros como carga, deformación y temperatura.
Una evaluación detallada del modo de falla no solo permite corregir el problema, sino también evitar costos innecesarios por mantenimiento o reemplazo.
Sobrecalentamiento en operación dinámica:
Las ruedas sometidas a cargas cíclicas acumulan calor por histéresis, lo que puede llevar al reventamiento del recubrimiento. Esto ocurre cuando el calor generado no se disipa adecuadamente, fundiendo el material interior y generando presión interna.
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