Juntas tóricas en la industria

Las juntas tóricas son auténticos todoterreno en la industria y en la vida cotidiana: se pueden utilizar en casi cualquier sector industrial imaginable y, dependiendo del material, satisfacen las más diversas exigencias.

En este artículo encontrará una útil descripción general de los 11 materiales más importantes con los que se fabrican normalmente las juntas tóricas, así como sus respectivas propiedades y posibilidades de aplicación.

 

Las juntas tóricas son juntas con forma de anillo. La denominación «junta tórica» proviene de la sección transversal redonda en forma de O de la junta; también se utilizan los términos «junta redonda» o «junta cero». En Alemania, las juntas tóricas están normalizadas según la norma DIN ISO 3601 y su tamaño se indica como diámetro interior x diámetro del cordón. Las juntas tóricas se fabrican en diferentes tamaños estándar, pero también es posible solicitar medidas especiales.

Las juntas tóricas son las juntas más utilizadas: son muy fiables y fáciles de montar, por lo que son especialmente populares para uso industrial. En la mayoría de los casos, las juntas tóricas se fabrican con elastómeros (caucho), pero también es posible fabricarlas con plásticos o metales. En este artículo nos referimos principalmente a los diferentes materiales de caucho.

 

Las juntas tóricas se utilizan en muchos sectores industriales. Como elemento de sellado principal en una ranura, la junta tórica evita la fuga indeseada de líquidos o gases. Mediante compresión, la junta tórica consigue su efecto de sellado entre las dos partes y, gracias a su flexibilidad, se adapta bien a las tolerancias.

La aplicación más frecuente de la junta tórica es en el ámbito estático, ya que allí ha demostrado ser infalible: si los puntos de sellado están correctamente diseñados, es improbable que se produzca un error de montaje, pero incluso en caso de pequeños errores, la junta tórica sella de forma fiable.

Sin embargo, las juntas tóricas también se utilizan en aplicaciones dinámicas, por ejemplo, como juntas de pistón o de vástago en cilindros hidráulicos. En este ámbito, su efecto es óptimo en carreras cortas y diámetros pequeños.

Si se compara la junta tórica con otros elementos de sellado, presenta las siguientes ventajas:

• Amplio campo de aplicación.
• Fácil cálculo de la ranura.
• Sellado autónomo y asistido por presión.
• Amplia selección de materiales.
• Fácil manejo y montaje.
• No es necesario volver a tensar ni apretar.
• Económicamente rentable.

 

Las juntas tóricas pueden fabricarse con muchos materiales diferentes, de los que dependen las propiedades de cada junta tórica. A continuación, enumeramos los materiales más conocidos para juntas tóricas, así como sus propiedades y ámbitos de aplicación típicos:

 

Caucho de acrilonitrilo-butadieno (NBR)

El caucho de acrilonitrilo-butadieno también se conoce con el nombre comercial Perbunan N (antes Buna N). Dado que el NBR presenta una muy buena resistencia a los aceites y grasas vegetales y animales, así como buenas propiedades mecánicas, el campo de aplicación típico de estas juntas tóricas es la hidráulica.

Las juntas tóricas de NBR se pueden utilizar en un rango de temperatura de aproximadamente -20 a +100 °C y, durante breves periodos, hasta 120 °C. Sin embargo, su uso a altas temperaturas acelera el envejecimiento de la junta.

 

Caucho de cloropreno (CR) o neopreno (NE)

El caucho de cloropreno, más conocido en los países de habla alemana con el nombre de neopreno, es uno de los primeros cauchos sintéticos que se desarrollaron. Las juntas tóricas fabricadas con este material presentan una buena resistencia al ozono, a la intemperie, a los productos químicos y al envejecimiento, además de una buena resistencia al fuego. Dado que las juntas también presentan una buena resistencia a los refrigerantes, se utilizan con frecuencia en aparatos de aire acondicionado. A altas temperaturas en el oxígeno del aire, la dureza de la junta tórica aumenta.

Se pueden utilizar en un rango de temperatura de aproximadamente -40 a +100 °C y, durante breves periodos, hasta 120 °C.

 

Caucho de etileno-propileno (EPM, EPDM)

Las juntas tóricas de EPDM son resistentes al agua caliente y al vapor, a los líquidos de frenos, a los detergentes y a los aceites y grasas de silicona. Se debe tener precaución con los aceites minerales y las grasas animales, como la leche. Las juntas tóricas fabricadas con este material se consideran seguras en relación con los alimentos si cuentan con la homologación correspondiente, como la conformidad con la FDA, por lo que se utilizan con frecuencia en la industria alimentaria.

Su resistencia se sitúa en un rango de temperatura de entre -50 y +150 °C, y puede alcanzar los +180 °C en calidades especiales.

 

Caucho de fluorocarbono (FKM)

El FKM también se conoce comúnmente como Viton®, que es el nombre comercial de «DuPont Performance Elastomers». Se trata de uno de los materiales más importantes desarrollados hasta la fecha, ya que tiene una amplia gama de aplicaciones y, con la homologación adecuada, también es apto para aplicaciones alimentarias. Las juntas tóricas de FKM se utilizan, por ejemplo, como juntas para conexiones de brida desmontables en la tecnología de vacío.

El FKM tiene muchas ventajas:

• Buena resistencia al propano, butano y gas natural.
• Resistencia a los combustibles.
• Resistencia a los aceites y grasas minerales y de silicona.
• Resistencia a los hidrocarburos aromáticos.
• Baja permeabilidad al gas.
• Buena resistencia química.
• Resistencia al calor.

Las juntas tóricas de FKM pueden utilizarse en un rango de temperaturas de entre -20 y +200 °C aproximadamente.

 

Caucho de fluorosilicona (FVMQ)

Además de las propiedades típicas del caucho de silicona normal, el caucho de fluorosilicona también presenta una mayor resistencia a los aceites, combustibles y disolventes y, en particular, a los hidrocarburos aromáticos y clorados, así como a los alcoholes. Otra de sus propiedades es su excelente resistencia a las bajas temperaturas. Las juntas tóricas fabricadas con este material se utilizan principalmente en entornos estáticos y suelen emplearse en aplicaciones aeronáuticas y espaciales.

El rango de temperatura óptimo para el uso de juntas tóricas de FVMQ es de aproximadamente -55 a +175 °C.

 

Caucho de nitrilo butadieno hidrogenado (HNBR)

Mediante la hidrogenación, los átomos de hidrógeno se unen al doble enlace de las moléculas de butadieno. Esto tiene como ventaja una mayor resistencia térmica de las juntas tóricas de HNBR. Además de ser resistentes al ozono y a la intemperie, también son resistentes a las grasas y aceites vegetales y animales. Las juntas tóricas de HNBR también resisten soluciones y emulsiones denominadas HFA, HFB y HFC.

Estas juntas tóricas se pueden utilizar en un rango de temperatura de aproximadamente -20 a +150 °C.

 

Caucho perfluorado (FFKM)

El FFKM se considera un material para altas temperaturas y presenta una resistencia especialmente buena frente a casi todos los productos químicos. Por este motivo, se utiliza a menudo en aplicaciones en las que otras juntas tóricas fallan o su vida útil sería muy corta. Las juntas tóricas de FFKM se utilizan con mayor frecuencia en plantas químicas, en la extracción de petróleo o en aplicaciones de alta presión y válvulas.

Las juntas tóricas de FFKM se pueden utilizar en un rango de temperatura de entre -15 y +310 °C aproximadamente.

 

Caucho de poliuretano (AU, EU)

Las juntas tóricas de caucho de poliuretano se caracterizan especialmente por su alta resistencia al desgaste en combinación con aceites minerales y de silicona, así como a la exposición al ozono. Ofrecen un alto rendimiento en cuanto a resistencia al desgarro y a la abrasión, así como a la elasticidad.

El material EU presenta una mejor resistencia a la hidrólisis que el material AU, por lo que es ideal para su uso con medios acuosos.

El rango de temperatura de los materiales de poliuretano oscila entre aproximadamente -40 y +90 °C.

 

Politetrafluoroetileno (PTFE)

Las juntas tóricas de politetrafluoroetileno (conocido coloquialmente como teflón) poseen una resistencia universal a alcoholes, bases, bencinas, cetonas y ácidos agresivos, y ofrecen muy buenas propiedades de deslizamiento. Otra ventaja es que las juntas tóricas de PTFE presentan un bajo desgaste y, por lo tanto, tienen una larga vida útil.

Las juntas tóricas de PTFE pueden utilizarse en un amplio rango de temperaturas, desde -200 hasta +260 °C.

 

Cauchos de silicona (LSR, Q, MQ, VMQ)

Las juntas tóricas de silicona presentan una resistencia térmica muy alta y, al mismo tiempo, flexibilidad en frío, y además se caracterizan por su excelente resistencia al envejecimiento. Con las homologaciones correspondientes, las juntas tóricas de silicona cumplen con la normativa de la FDA, son biocompatibles y pueden utilizarse en el sector alimentario, así como en la industria médica y farmacéutica.

Las juntas tóricas de silicona tienen una buena resistencia al agua (hasta 100 °C), al aceite de motor y de transmisión, a los aceites y grasas animales y vegetales, así como a las soluciones salinas diluidas. Además, son resistentes al ozono, al envejecimiento y a la intemperie.

Se pueden utilizar sin problemas en un rango de temperatura de aproximadamente -55 a +210 °C.

 

Caucho de estireno-butadieno (SBR)

Originalmente, el SBR se desarrolló en Alemania como Buna S. Dado que las juntas tóricas de SBR presentan una buena resistencia al agua, los alcoholes y los glicoles, se utilizan principalmente para líquidos de frenos a base de glicol y en la hidráulica de automóviles.

Además, estas juntas tóricas son resistentes a los aceites y grasas de silicona, así como a las soluciones acuosas diluidas de ácidos, bases y sales de baja concentración. Sin embargo, se debe tener cuidado con los aceites y grasas minerales, así como con los combustibles, ya que las juntas tóricas de SBR no son resistentes a estas sustancias.

El rango de temperatura para el uso de las juntas tóricas es de aproximadamente -50 a +100 °C.

 

El uso versátil de las juntas tóricas en la industria es prácticamente independiente del sector. A modo de resumen, a continuación enumeramos los sectores más importantes y conocidos en los que se utilizan las juntas tóricas. Sin embargo, también cabe mencionar, por ejemplo, la tecnología de fluidos, la industria petrolera y la tecnología de refrigeración y climatización.

 

Industria automovilística

Los requisitos que deben cumplir las juntas tóricas en este sector son extremadamente específicos para cada aplicación: deben ofrecer un alto rendimiento y una buena resistencia química. En la industria automovilística hay una gran variedad de áreas en las que se utilizan juntas tóricas y que establecen la conexión con el consumidor final:

• Motor
• Sistema de frenos
• Sistema de combustible
• Transmisión
• Aire acondicionado
• Reducción de emisiones

 

Industria alimentaria, médica y farmacéutica

Las juntas tóricas para la industria alimentaria y farmacéutica deben cumplir diversas normas y directivas. Dado que estos sectores son especialmente sensibles, debe garantizarse totalmente la seguridad de los alimentos y las personas. Por este motivo, las juntas tóricas utilizadas deben cumplir requisitos muy estrictos.

La biocompatibilidad de las juntas tóricas utilizadas tiene la máxima prioridad. Esto significa que no deben liberar sustancias tóxicas ni producir reacciones en combinación con otras sustancias. El material debe ser resistente a los ingredientes ácidos, las grasas y los aceites, así como a diversos productos químicos.

También es importante que las juntas tóricas no sean susceptibles al moho o a las colonias bacterianas y que soporten sin problemas los procesos de esterilización y desinfección. Las juntas tóricas utilizadas en la industria alimentaria, médica y farmacéutica están sometidas a las más altas exigencias y, sin embargo, deben tener la mayor vida útil posible.

Solo en estos sectores, el uso de juntas tóricas es extremadamente versátil. En el sector alimentario, su aplicación abarca desde instalaciones de llenado hasta cafeteras.

 

Aeronáutica y astronáutica

Las juntas tóricas también están sometidas a requisitos especialmente exigentes en la aeronáutica y la astronáutica. No solo deben ser muy resistentes a las sustancias químicas, sino que también deben soportar una amplia gama de condiciones de temperatura y presión. Solo así se pueden evitar accidentes y garantizar la seguridad. En algunos casos, los requisitos son tan exigentes que es necesario desarrollar materiales especiales y obtener autorizaciones.

El uso de las juntas tóricas en la industria aeronáutica y espacial es muy variado:

• Control de vuelo
• Motores
• Sistemas de frenado
• Válvulas y compuertas
• Acumuladores de presión
• Sistemas de combustible

 

Las juntas tóricas son probablemente las juntas más versátiles: desde el tamaño hasta el material, en algunos casos especialmente desarrollado, presentan diferentes propiedades y resistencias que son de gran importancia para cada aplicación.

Las juntas tóricas se consideran especialmente fiables, sobre todo en aplicaciones estáticas. Las ventajas de las juntas tóricas son que son autoherméticas y resistentes a la presión, fáciles de manejar y, además, económicas.

Su uso independiente del sector es adecuado incluso para las exigencias más altas. Gracias a la selección coordinada de materiales y al cumplimiento de diversas normas y directrices, también se utilizan con frecuencia en sectores críticos como la tecnología aeroespacial, la industria alimentaria y la industria médica y farmacéutica. Las juntas tóricas son absolutamente versátiles, ya que pueden utilizarse en casi cualquier industria gracias a la gran variedad de materiales con los que se fabrican.