¿Cómo influye la calidad del agua en los procesos de mecanizado?

En las operaciones de mecanizado, el agua no es solo un diluyente, sino que es un componente fundamental. Su calidad impacta directamente en la vida útil de las herramientas, la precisión de las piezas y la eficiencia del proceso.

En emulsiones, el agua representa hasta un 90% de la mezcla, mientras que en soluciones llega al 95%. Esto significa que cualquier alteración en su composición afecta a la funcionalidad del lubricante refrigerante (enfriamiento, lubricación, evacuación de virutas o protección contra la corrosión), especialmente en procesos exigentes como el torneado, fresado y rectificado de precisión.

¿Qué hace que el agua sea "adecuada" para el mecanizado?

Hay cuatro parámetros que son clave para valorar la calidad del agua: dureza, pH, conductividad eléctrica y cargas microbianas. Cada uno de estos indicadores tiene implicaciones directas sobre la estabilidad y efectividad del refrigerante. Veámoslo.

La dureza: buscar el equilibrio

Una dureza elevada (>15°d) reacciona con emulsionantes aniónicos formando jabones de cal, que provocan depósitos en herramientas y obstrucción de filtros, reduciendo la eficiencia de la refrigeración y la calidad del mecanizado.

Por el contrario, cuando el agua es blanda se fomenta la formación de espuma, dificultando el control del proceso. Cuando la dureza es extremadamente baja, <5 ° d, es recomendable añadir un agua más dura o recurrir a químicos endurecedores de agua que contenga Ca2 +.

Este tratamiento solo es necesario para la preparación de emulsiones nuevas, dado que los metales liberados durante el mecanizado incrementan progresivamente la dureza al agua para emulsión.

El pH: el guardián contra la corrosión

Un pH neutro (≈7) es esencial para evitar problemas de corrosión en piezas y máquinas. Valores inferiores a 6 disminuye la protección anticorrosiva, mientras que niveles superiores a 9 desestabilizan la emulsión, comprometiendo la capacidad de refrigeración y lubricación.

Es importante también que las emulsiones y soluciones tengan un pH cercano al neutro, similar al de la piel humana, para evitar problemas cutáneos de las personas que manejan estos productos.

Conductividad y contaminación microbiana

La conductividad eléctrica indica la cantidad de sales disueltas en el agua. Valores elevados (>1500 μS/cm) afectan negativamente a la estabilidad y eficacia del refrigerante.

Además de todo esto, el agua debe estar libre de gérmenes (máximo 99 ufc/ml) y con cloruros bajos (<50 ppm). Estos parámetros protegen las herramientas y piezas del ataque corrosivo y aseguran la estabilidad química del refrigerante.

Cómo impacta un agua de mala calidad en los procesos de mecanizado

El uso de agua inadecuada afecta directamente en las operaciones de mecanizado:

• La formación de depósitos en las herramientas aumenta el desgaste y reduce su precisión.
• Las herramientas desgastadas u obstruidas afectan a la calidad del acabado generando superficies rugosas y rebabas.
• Un mayor consumo de herramientas y un aumento de las tasas de rechazo incrementan significativamente los costes de producción.
• El uso de refrigerantes contaminados provoca problemas ambientales y de salud para los operarios.

En la siguiente tabla recogemos estas exigencias de calidad para el agua potable y el agua de mezcla:

La composición del agua de mezcla es un criterio importante al seleccionar un refrigerante miscible con agua. Como el agua de la red se utiliza a menudo para mezclar los concentrados de refrigerante, los valores exactos se pueden obtener del proveedor de agua local.

No obstante, los parámetros clave pueden medirse con precisión utilizando tiras reactivas o un potenciómetro de bolsillo. Estas herramientas pueden determinar el valor de pH y la conductividad del agua del grifo casi con la misma precisión que lo haría un laboratorio. Aunque para valores como cargas microbianas o contenido de cloruros, lo recomendable es recurrir a laboratorios especializados.

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Como podemos comprobar, es importante no descuidar la calidad del agua en los procesos de mecanizado porque determina la funcionalidad de los lubricantes refrigerantes y marca la diferencia entre procesos eficientes y productivos frente a operaciones costosas y problemáticas.