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En la feria TOC Europe 2024, celebrada en Rotterdam, igus presentó una alternativa a los cojinetes de metal clásicos, los cuales presentan problemas recurrentes debido a la corrosión, el rápido desgaste y la lubricación inadecuada. Se trata de los cojinetes de plástico de la serie igutex, unos cojinetes fabricados en plástico de alto rendimiento extremadamente robustos y resistentes al desgaste y a la corrosión.
Las grúas que manipulan contenedores de alrededor del mundo deben operar las 24 horas del día en condiciones extremas. Sin embargo, el desgaste anticipado y las averías en los conjuntos de ruedas articulados, conocidos como bogies, suponen una gran carga para los operadores.
Las grúas ship-to-shore (STS), grúas pórtico sobre neumáticos (RTG) y grúas pórtico sobre raíles (RMG) operan en las condiciones más adversas durante todo el año, tales como suciedad, polvo, ambiente salino, calor y frío extremos. Algunos componentes responden a este esfuerzo extremo con un desgaste prematuro, como los cojinetes de los bogies, los conjuntos formados por ruedas y ejes capaces de desplazar sobre raíles grúas STS de varias toneladas.
Uwe Sund, product manager de Cojinetes iglidur para cargas pesadas de igus, sabe por experiencia que esta situación causa fallos frecuentes: "Cada parada no planificada tiene un coste económico, requiere tiempo y representa una carga que los puertos pueden permitirse menos que nunca cuando las capacidades de manipulación son altas y la presión de la competencia aumenta".
Además, no requieren lubricación externa, una característica que se traduce en una enorme ventaja económica, ya que cada año se invierten 240.000 millones de dólares sólo en lubricación en todas las industrias del mundo y al menos 200.000 millones en costes de mantenimiento. Y aún así, se producen averías constantemente debido a una lubricación insuficiente, que suponen un coste de 750.000 millones. Por tanto, la implementación de cojinetes plásticos libres de lubricación permite disminuir los costes de mantenimiento, reducir la necesidad de personal y aumentar la vida útil de las grúas y, por tanto, mejorar la productividad de los puertos.
Una presión superficial de hasta 200 MPa
igus fabrica la mayoría de sus cojinetes de plástico técnico mediante moldeo por inyección. Sin embargo, la estructura del material no ofrece suficiente estabilidad mecánica para aplicaciones pesadas, como el soporte de chasis para grúas con presiones superficiales de más de 80 MPa. Para ello, la empresa utiliza el material igutex para fabricar cojinetes compuestos en un proceso de bobinado de dos etapas.
Primero se produce una capa interior optimizada para el deslizamiento de tejido de fibras con partículas de lubricantes sólidos integrados, las cuales se liberan gradualmente durante el movimiento, permitiendo un funcionamiento en seco con bajos coeficientes de fricción.
A continuación, se fabrica un revestimiento exterior protector a partir de un tejido de fibra de vidrio impregnado en resina extremadamente resistente. "Gracias a esta fabricación en dos fases, los cojinetes de plástico de la serie igutex alcanzan una presión superficial máxima admisible de hasta 200 MPa", afirma Sund. Y añade: "Esto significa que los cojinetes de plástico presentan una robustez adecuada para operar en grúas STS con un desgaste mínimo y un funcionamiento totalmente fiable".
Los cojinetes de polímero superan en la prueba a los de acero y bronce
Se ha demostrado que los cojinetes de plástico reforzados con fibras tienen una mayor resistencia al desgaste en comparación con los cojinetes de acero. Cojinetes de plástico, acero y bronce con un diámetro y una longitud de 40 mm se sometieron a una prueba en el laboratorio de igus, de 4.000 m2, con 80 MPa de peso, una temperatura de 50º C y 50.000 movimientos rotatorios a una velocidad de 30 giros por minuto.
Los resultados fueron los siguientes: el cojinete de acero (15MnCr5) experimentó un desgaste tan significativo en el eje que los ingenieros tuvieron que interrumpir la prueba después de 10.000 ciclos. Al cabo del mismo tiempo, el cojinete de bronce también dejó de funcionar debido al desgaste.
"En cambio, el cojinete de plástico de la serie igutex sobrevivió a los 50.000 ciclos con signos mínimos de desgaste", comenta Sund. "Cada vez más fabricantes y operadores de grúas de todo el mundo consideran estas ventajas. Por ejemplo, la empresa Tan Cang Gantry Joint Stock Company (TCGT) de Vietnam está equipando las grúas RTG con cojinetes para cargas pesadas sin necesidad de lubricación ni mantenimiento".
La sustitución de los cojinetes de metal por los de plástico en los nuevos sistemas de grúas puede hacerse fácilmente, así como también es posible reequipar las grúas ya existentes. Esto se debe a que igus puede fabricar los cojinetes con dimensiones idénticas, los cuales suelen tener un diámetro de hasta más de 100 mm.
