Juntas tóricas (O-ring) de nitrilo (NBR) y poliuretano (PU) para altas presiones, destinadas a excavadoras hidráulicas y camiones volquete mineros de ultraclase

La inmensa potencia de las excavadoras hidráulicas y los camiones mineros de volteo ultraclase (camiones de transporte) proviene de sistemas hidráulicos que operan a presiones habitualmente comprendidas entre 300 y 500 bar. Estos sistemas constituyen el sistema circulatorio de la máquina, impulsando desde el movimiento de la pluma y la cuchara hasta la dirección y el frenado. Las juntas estancas en este entorno soportan un constante embate de alta presión, picos de presión (cargas de choque), altas temperaturas (debidas tanto a las condiciones ambientales como a la compresión del fluido) y un movimiento dinámico continuo. Su fallo puede provocar pérdida de potencia, contaminación medioambiental y daños catastróficos al sistema.

El nitrilo (NBR) sigue siendo el material de sellado más común para sistemas hidráulicos que utilizan fluidos hidráulicos minerales estándar (tipo HLP). Ofrece una excelente relación costo-rendimiento, con buena resistencia al fluido, un rango de temperaturas adecuado para la mayoría de las aplicaciones y propiedades mecánicas suficientes. Para muchos sellos estáticos (juntas tóricas en conexiones de puertos, juntas de bridas) y aplicaciones dinámicas menos exigentes, el NBR es perfectamente adecuado. Se seleccionan compuestos estándar como 70 Shore A o 90 Shore A según el diseño de la ranura y la presión.

Sin embargo, en las aplicaciones dinámicas más críticas de cilindros —en particular los sellos de émbolo y de vástago en los cilindros masivos de elevación e inclinación —El poliuretano (PU o AU) suele ser el material preferido. Los elastómeros de poliuretano no son cauchos, sino polímeros con una estructura muy distinta, lo que les confiere propiedades excepcionales:

· Resistencia extrema a la abrasión y a la extrusión: Son, posiblemente, las juntas poliméricas más resistentes al desgaste disponibles, capaces de soportar las cargas laterales y el posible contacto metal-metal en cilindros grandes y de larga carrera.

· Alta resistencia a la tracción y capacidad de carga: Pueden soportar presiones muy elevadas sin deformarse ni fluir (extruirse) hacia los espacios libres.

· Excelente resistencia al desgarro.

  Su inconveniente es un rango de temperaturas más limitado (típicamente -40 °°C a +100 °°C) y una mala resistencia al agua caliente, al vapor y a ciertos productos químicos. Se utilizan principalmente con aceites hidráulicos.

Los fabricantes originales (OEM) como Caterpillar, Komatsu y Hitachi proporcionan manuales de servicio detallados que especifican los kits de juntas exactos para cada modelo de cilindro. Estos kits suelen incluir una combinación de materiales: poliuretano (PU) para las juntas principales de soporte de presión, caucho nitrilo-butadieno (NBR) para juntas secundarias y limpiadores, y, en ocasiones, anillos de respaldo de PTFE para aplicaciones de presión ultraelevada.

La aparición de equipos mineros autónomos y operados de forma remota en la región australiana de Pilbara y en algunas minas estadounidenses añade otra capa de complejidad. La fiabilidad de los sellos se vuelve aún más crítica, ya que una fuga en un vehículo no tripulado puede pasar desapercibida hasta que provoque una avería, lo que conlleva diagnósticos remotos costosos y la movilización de un equipo para su reparación. Las estrategias de mantenimiento predictivo, que utilizan sensores para supervisar la limpieza del fluido hidráulico, así como las tendencias de temperatura y presión, se integran con los datos sobre la vida útil de los sellos para programar su sustitución durante las ventanas planificadas de mantenimiento, maximizando así la disponibilidad de las máquinas en estas operaciones intensivas en capital y continuas las 24 horas del día, los 7 días de la semana.