Un anillo de sellado cuesta unos céntimos, pero su fallo detiene una prensa hidráulica, provoca la caída de presión en un cilindro e inunda el conjunto de aceite. Cuando un anillo de goma se endurece, se agrieta y empieza a tener fugas cada pocos meses, el personal de mantenimiento lo cambia una y otra vez mientras la línea está parada. Los anillos de poliuretano TIMOL tienen una resistencia al desgaste 10 veces mayor que la goma estándar, mantienen la presión sin deformación permanente y trabajan en el rango de -60 a +100 °C. A continuación analizamos dónde funcionan exactamente estos anillos, en qué superan a la goma, la silicona y el PTFE, cómo elegir la dureza y encargar la fabricación según plano.
Dónde se utilizan los anillos de poliuretano
Los anillos de poliuretano se emplean donde se requiere estanqueidad bajo presión y resistencia a la fricción al mismo tiempo. Son sellos de cilindros hidráulicos y neumáticos, válvulas de corte, uniones de brida de tuberías, grupos de vástago y émbolo, y conjuntos que trabajan en agua, aceite y soluciones ligeramente agresivas. El anillo se presiona contra las superficies y proporciona un ajuste hermético, mientras que la elasticidad del poliuretano compensa las microirregularidades y el descentramiento.
En los conjuntos móviles el anillo sufre una fricción constante contra el vástago o el cilindro. Es precisamente aquí donde el poliuretano gana más a la goma: en la abrasión según DIN 53516, el poliuretano muestra 38-39 mm³, mientras que la goma SBR alcanza 100-200 mm³, es decir, la goma se desgasta varias veces más rápido con el mismo recorrido del vástago. En las uniones estáticas el anillo actúa como junta de sellado, y aquí importa la capacidad del material de conservar su forma bajo compresión prolongada sin deformación permanente.
La tecnología de colada libre permite fabricar un anillo de cualquier sección: redonda, rectangular, ovalada, con chaflán o con un perfil complejo para un alojamiento concreto. Los tamaños disponibles y la fabricación según plano se presentan en el catálogo de productos de poliuretano.
Por qué el poliuretano supera a la goma, la silicona y el PTFE
El poliuretano combina resistencia al desgaste, resistencia mecánica y elasticidad en una proporción inalcanzable para los materiales de sellado clásicos. La goma es hermética pero se desgasta y envejece rápido; el PTFE es químicamente inerte pero tiene baja resistencia al desgaste; la silicona soporta la temperatura pero es débil a la tracción. El poliuretano cubre los tres puntos débiles a la vez.
Frente a la goma NBR (abrasión 80-150 mm³) y SBR (100-200 mm³), el poliuretano pierde solo 38-39 mm³ en el ensayo de abrasión. La resistencia a la tracción del poliuretano es de 39-87 MPa frente a 10-25 MPa de la goma nitrílica, por lo que el anillo no se rompe en los bordes y mantiene mejor la tensión. La goma de silicona cubre un amplio rango de temperatura, pero su abrasión es de 150-350 mm³ y la resistencia a la tracción de solo 5-12 MPa, por lo que como sello de trabajo bajo presión no es competencia. El PTFE tiene una fricción mínima e inercia química, pero su abrasión de 200-500 mm³ y su tendencia a la fluencia bajo carga lo hacen apto más bien para anillos antifricción de deslizamiento que para sellos cargados.
Otra ventaja del poliuretano es la memoria mecánica. Tras retirar la presión, el material vuelve a su forma original, mientras que la goma con el tiempo desarrolla deformación permanente y deja de sellar. Esto prolonga directamente el intervalo entre reparaciones.
Tabla comparativa de materiales para anillos de sellado
| Material | Abrasión DIN 53516, mm³ | t de trabajo, °C | Dureza | Resistencia a la tracción, MPa | Elasticidad de rebote, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretano TIMOL | 38-39 | -60…+100 | 85A-95A | 39-87 | 34-61 |
| Goma NBR | 80-150 | -30…+100 | 40A - 90A | 10-25 | 20-45 |
| Goma SBR | 100-200 | -40…+80 | 40A - 80A | 8-20 | 30-55 |
| Goma de silicona | 150-350 | -60…+230 | 20A - 80A | 5-12 | 40-65 |
| PTFE | 200-500 | -200…+260 | 50D - 65D | 15-35 | n/d |
La tabla muestra por qué en los sellos móviles cargados el poliuretano no tiene rival entre los elastómeros: la abrasión más baja (38-39 mm³) se combina con la mayor resistencia a la tracción (39-87 MPa). La silicona y el PTFE solo ganan en rango de temperatura, por lo que se eligen de forma específica para condiciones termorresistentes o químicamente agresivas donde el desgaste no es determinante.
Consejo del ingeniero: para sellos móviles de cilindros hidráulicos, elija una dureza cercana al extremo superior del rango (65-70 Shore D para vástagos cargados), de modo que el anillo no se extruya en la holgura bajo alta presión. Para anillos de sellado estáticos, donde hay que compensar la irregularidad de la brida, elija grados más blandos en la zona de 70-90 Shore A. Y compruebe siempre el radio de la sección y el ancho de la ranura antes de pedir: el anillo debe llenar el alojamiento sin compresión excesiva.
Cómo elegir un anillo para un conjunto concreto
La selección comienza por la geometría del alojamiento. Para un anillo de sección redonda se necesitan los diámetros interior y exterior, el radio de la sección y las dimensiones de la ranura. Para anillos rectangulares y perfilados se necesita un plano del perfil. Estas dimensiones determinan la tensión y la estanqueidad de la unión.
A continuación se evalúan las condiciones de trabajo. La presión de trabajo y la velocidad del vástago determinan la dureza: cuanto mayor sea la presión, más rígido debe ser el anillo para evitar la extrusión en la holgura. La temperatura del medio debe encajar en el rango de -60 a +100 °C, en el que el poliuretano conserva la elasticidad y no se vuelve frágil. El tipo de medio, es decir, aceite, agua, ácido débil o solución salina, influye en la elección de la formulación del polímero.
Aparte se considera el montaje. El anillo se instala en una ranura o sobre una superficie de asiento con la tensión recomendada, sin torcerlo ni dañar los bordes. Un chaflán correcto en la entrada del cilindro y una superficie limpia sin rebabas prolongan la vida útil del sello. Las recomendaciones técnicas de selección y montaje se recogen en la sección de información de referencia.
Fabricación de anillos de poliuretano a medida
Los anillos de tamaños no estándar se fabrican por colada libre en molde según el plano o la muestra del cliente. Primero se acuerdan la geometría de la sección, la dureza y la formulación para el medio, luego se fabrica el utillaje y se vierte el poliuretano. La polimerización se realiza a temperatura controlada, tras lo cual se comprueba la conformidad dimensional del producto.
Este enfoque permite reproducir incluso un anillo descatalogado o de importación para el que es difícil encontrar reemplazo. Basta con proporcionar una muestra o un anillo antiguo para su medición. El volumen del pedido es flexible: desde una sola pieza para una reparación urgente hasta lotes en serie para el mantenimiento programado de un parque de equipos.
Para encargar anillos para su conjunto o recibir asesoramiento sobre la elección de dureza y material, contacte a través de los contactos de la fábrica TIMOL. Los ingenieros le ayudarán a seleccionar el perfil, calcular la tensión y organizar la fabricación según sus requisitos.