O-Rings de Borracha Nitrílica (NBR) e Poliuretano (PU) para Alta Pressão em Escavadeiras Hidráulicas e Caminhões Basculantes de Mineração

A imensa potência das escavadeiras hidráulicas e dos caminhões basculantes de mineração de ultraclasse (caminhões de transporte) provém de sistemas hidráulicos que operam em pressões normalmente compreendidas entre 300 e 500 bar. Esses sistemas constituem o sistema circulatório da máquina, acionando desde o movimento do braço e do balde até a direção e a frenagem. As vedações nesse ambiente enfrentam um ataque constante de alta pressão, picos de pressão (cargas de choque), altas temperaturas (decorrentes tanto das condições ambientais quanto da compressão do fluido) e movimento dinâmico contínuo. A falha pode resultar em perda de potência, contaminação ambiental e danos catastróficos ao sistema.

O nitrilo (NBR) continua sendo o material mais comum para juntas em sistemas hidráulicos que utilizam fluidos hidráulicos minerais padrão (tipo HLP). Ele oferece uma excelente relação custo-desempenho, com boa resistência ao fluido, faixa de temperatura adequada para a maioria das aplicações e propriedades mecânicas suficientes. Para muitas juntas estáticas (anéis O em conexões de portas, juntas de flange) e aplicações dinâmicas menos exigentes, o NBR é perfeitamente adequado. Compostos padrão, como 70 Shore A ou 90 Shore A, são selecionados com base no projeto da ranhura e na pressão.

No entanto, nas aplicações dinâmicas mais críticas de cilindros —especialmente nas juntas de pistão e de haste nos maciços cilindros de elevação e inclinação —O poliuretano (PU ou AU) é frequentemente o material de escolha. Os elastômeros de poliuretano não são borrachas, mas sim polímeros com estrutura bastante distinta, o que lhes confere propriedades excepcionais:

· Resistência Extrema ao Desgaste por Abrasão e Extrusão: São, possivelmente, as juntas poliméricas mais resistentes ao desgaste disponíveis, capazes de suportar cargas laterais e o possível contato metal-metal em cilindros grandes de longo curso.

· Alta Resistência à Tração e Capacidade de Carga: Conseguem suportar pressões muito elevadas sem se deformar ou extruir para os espaços de folga.

· Excelente resistência ao rasgamento.

  Sua desvantagem é uma faixa de temperatura mais limitada (normalmente -40 °°C a +100 °C) e baixa resistência à água quente, vapor e a determinados produtos químicos. São utilizados principalmente com óleos hidráulicos.

Fabricantes originais (OEMs), como Caterpillar, Komatsu e Hitachi, fornecem manuais de serviço detalhados que especificam os kits exatos de vedação para cada modelo de cilindro. Esses kits incluem, frequentemente, uma combinação de materiais: PU para as juntas principais de vedação sob pressão, NBR para juntas secundárias e limpadores (wipers), e, em alguns casos, anéis de apoio em PTFE para aplicações de ultra-alta pressão.

O advento de equipamentos de mineração autônomos e operados remotamente na região de Pilbara, na Austrália, e em algumas minas dos EUA adiciona outra camada de complexidade. A confiabilidade das vedações torna-se ainda mais crítica, pois um vazamento em um veículo não tripulado pode passar despercebido até causar uma falha, levando a diagnósticos remotos dispendiosos e à mobilização de uma equipe para reparo. Estratégias de manutenção preditiva, que utilizam sensores para monitorar a limpeza do fluido hidráulico, bem como tendências de temperatura e pressão, são integradas aos dados sobre a vida útil das vedações, permitindo agendar substituições durante janelas programadas de manutenção, maximizando assim a disponibilidade das máquinas nessas operações intensivas em capital e contínuas 24/7.