Evite la pérdida de presión en los sistemas hidráulicos

Aprenda a evitar la pérdida de presión en su sistema hidráulico utilizando el enchufe de conexión rápida adecuado. Descubra cómo determinar el correcto.

Un elemento básico en prácticamente todos los sistemas hidráulicos son los accesorios para conectar mangueras, mangueras de retorno, líneas de succión, tuberías y tubos a depósitos, acumuladores, válvulas de alivio, bombas de aceite, válvulas de retención, válvulas de control, cilindros hidráulicos, filtros de aceite hidráulico, calibradores, pistones, bombas de desplazamiento, filtros de aceite y actuadores.

Si las conexiones en el sistema hidráulico no tienen que ser desconectadas, pueden unirse mediante soldadura, blanda o fuerte, para lograr un sello fuerte y permanente de la manguera/tubería. Dado que los sistemas hidráulicos inevitablemente requerirán la desconexión de estos accesorios hidráulicos para realizar el mantenimiento y las reparaciones, esta rara vez es una opción. Los enchufes y espigas de conexión rápida son los accesorios hidráulicos preferidos para los puntos de conexión que requieren desconexiones frecuentes. Las conexiones rápidas ayudan a facilitar la conexión y desconexión de mangueras y líneas hidráulicas sin necesidad de herramientas, lo que facilita al máximo el servicio y las reparaciones in situ, sin la pérdida de fluido hidráulico y sin que entren contaminantes o aire en el sistema.

Los enchufes rápidos hidráulicos tienen una gran variedad de tipos de cuerpo, como el popular diseño ISO 16028. Aunque muchos de estos accesorios hidráulicos pueden parecer muy similares, el funcionamiento interno de la conexión rápida es mucho más distinto de lo que parece. El diseño de la conexión rápida se basa en las demandas de parámetros específicos del sistema hidráulico, como presiones (incluidos los posibles aumentos repentinos de presión), temperaturas dentro del sistema hidráulico, temperaturas ambientales, caudales, viscosidad del aceite y el entorno operativo general. Dentro de las conexiones rápidas hay diferentes juntas, émbolos y juntas tóricas, cada uno de los cuales funciona en diferentes entornos/aplicaciones mejor que otro.

Los beneficios de la conexión rápida en un sistema hidráulico son numerosos, pero existen posibles inconvenientes cuando un accesorio no tiene el tamaño correcto para que coincida con los caudales que se encuentran en las mangueras, tuberías y resto de equipos del resto del sistema hidráulico. Con mangueras y tuberías, existe una relación directa entre el diámetro del conducto (ID), la longitud de la línea, los caudales y la caída de presión. Al elegir una conexión rápida, hacer simplemente coincidir el tamaño del accesorio con el diámetro de la manguera no es suficiente, podría provocar una caída de presión en todo el sistema hidráulico. Eso se debe en parte a los diferentes componentes internos mencionados anteriormente. Como el diseño del funcionamiento interno de una conexión rápida puede diferir, también lo hará la forma en que el fluido hidráulico entra en contacto con las paredes, las juntas y los émbolos de esa conexión.

La dimensión y la ruta del fluido hidráulico a través de un enchufe rápido determina la pérdida de energía/presión. Cuanto más estrecho y sinuoso o indirecto sea el camino del fluido, mayor será el potencial de pérdida de presión. Se recomienda tener siempre en cuenta las siguientes especificaciones al buscar la conexión rápida adecuada para su sistema o maquinaria hidráulica: tasas de caudal, presión estática operativa, presión de ruptura, velocidad de caudal de entrada, viscosidad del fluido cinemático y gravedad específica del fluido hidráulico. Para algunos sistemas hidráulicos, es posible que el fabricante de enchufes rápidas deba proporcionar información adicional para ayudar a calcular o tener en cuenta los flujos laminares, los flujos turbulentos, las pérdidas por fricción, tanto para los fluidos ideales como para los cálculos de fluidos reales.

Los cálculos de pérdida de presión total o pérdida de carga de un sistema hidráulico se dividen en dos categorías principales:

• Pérdida de carga mayor: pérdida de presión causada por la fricción en tuberías rectas.
• Pérdida de carga menor: pérdida de presión debido a la fricción y restricciones causadas por accesorios hidráulicos, válvulas, codos, conexión en T y enchufes rápidos.

A pesar de denominarse “pérdida de carga menor”, la pérdida de presión debida a tasas de caudal restringidas a través de enchufes rápidos y otros accesorios hidráulicos puede superar las pérdidas causadas por fricción en mangueras y tuberías. Estas pérdidas menores de presión generalmente son causadas por flujos secundarios dentro de los accesorios y válvulas que son causados por la curvatura o recirculación del fluido. Similar a la fricción de la tubería que conduce a la pérdida de presión en las tuberías rectas, las pérdidas de carga menores son aproximadamente proporcionales a las tasas de caudal del sistema hidráulico.

Para los cálculos de pérdida de carga menor, la definición correcta del coeficiente de pérdida permite que los valores de pérdida de carga menor se integren fácilmente en la ecuación de Darcy-Weisback. Otros factores que pueden afectar la pérdida de presión causada por enchufes rápidos y otros accesorios incluyen el tamaño del componente, el número de Reynolds del flujo y la proximidad y la cantidad de accesorios, curvas y radios en relación con las tuberías y mangueras rectas aguas arriba y aguas abajo. Se pueden preferir otros métodos de cálculo según el tipo de fluido y la viscosidad. Estos métodos de cálculo de pérdida de presión incluyen la ecuación de Hazen-Williams, las fórmulas de Swamee-Jain, la ecuación de Bernoulli y el método de Blevins.

Los accesorios hidráulicos de tamaño insuficiente o que limitan el caudal/presión pueden provocar pérdidas de presión y sobrecalentamiento de los sistemas. El enchufe de conexión rápida que elija puede tener una prioridad menor, pero sus efectos en todo el sistema hidráulico pueden ser significativos. Haga coincidir las especificaciones de las conexiones rápidas que se instalan con las demandas del sistema para ayudar a maximizar el flujo, optimizar el rendimiento y reforzar una vida útil más larga para el sistema hidráulico y los componentes.