En la industria de fabricación de metales, el proceso de corte de acero ha experimentado enormes avances a lo largo de los años. Existen varios métodos de corte de acero, cada uno con sus ventajas e inconvenientes. Sin embargo, uno de los métodos más populares en los últimos años es el corte por chorro de agua.

En este artículo analizaremos cómo corte de acero por chorro de agua funciona, sus aplicaciones, ventajas y algunos consejos y precauciones esenciales a tener en cuenta.

¿Puede un chorro de agua cortar acero?

Es difícil imaginar el agua cortando objetos rígidos, especialmente algo tan duro como el acero. Al fin y al cabo, solemos asociar el agua con materiales más blandos, como el papel o la espuma.

Pero su dinámica cambia radicalmente cuando el agua se propulsa a gran velocidad con una presión extrema. En este estado, el agua se convierte en una poderosa fuerza capaz de rebanar el acero y otros metales duros con más eficacia que los instrumentos de corte mecánicos.

Le sorprenderá lo bien que funciona un máquina de chorro de agua puede cortar el acero y las restricciones mínimas que tiene.

¿Cómo funciona el corte de acero por chorro de agua?

La tecnología de chorro de agua es un método revolucionario para cortar materiales, incluido el acero, erosionándolos con agua supersónica o agua mezclada con una sustancia abrasiva. Esta técnica es popular por su proceso de corte en frío, lo que significa que no genera calor que pueda dañar potencialmente el material que se está cortando.

Para comprender cómo corte de acero por chorro de agua funciona, vamos a desglosarlo en unos cuantos pasos clave:

1. Generación de presión

El primer paso en el corte de acero por chorro de agua es generar una presión intensa que impulsará el agua o la mezcla de agua y abrasivo hacia el material.

Una bomba de ultra alta presión crea un chorro de agua con una presión máxima de 94.000 libras por pulgada cuadrada (psi). Para ponerlo en perspectiva, la presión dentro de una manguera de bomberos típica oscila entre 390 y 1.200 psi.

2. Conversión de presión en velocidad

Una vez presurizada, el agua debe transformarse en un chorro de alta velocidad capaz de cortar el acero. Esto se consigue mediante un diminuto orificio en forma de joya que actúa como boquilla. La presión se convierte en velocidad a medida que el agua a presión pasa a través de esta boquilla.

Crea un chorro tan fino como un cabello humano. Este chorro fino y de alta velocidad permite al chorro de agua cortar incluso materiales blandos.

3. Presentación del granate

Aunque el agua por sí sola corta eficazmente los materiales más blandos, puede no ser suficiente para cortar el acero. Aquí es donde entra en juego el granate. El granate, un material abrasivo natural, se introduce en el chorro de agua para aumentar significativamente la potencia de corte.

El granate aumenta la fuerza de corte hasta 1.000 veces cuando se mezcla con agua. Los chorros de agua pueden cortar fácilmente acero de hasta 30 cm de grosor con esta potencia de corte mejorada.

4. Escapar del cabezal de corte

A medida que la mezcla de agua y granate corta el acero, éste escapa del cabezal de corte a una velocidad asombrosa.

De hecho, la velocidad a la que la mezcla sale del cabezal de corte es casi cuatro veces la velocidad del sonido. Esta rápida velocidad garantiza un corte limpio y preciso, con una transferencia mínima de calor al material.

Qué tipos de acero se pueden cortar con un chorro de agua

Corte por chorro de agua ha demostrado ser un método de corte de acero muy eficaz y eficiente. Los métodos tradicionales se basan en el calor o la fuerza mecánica. Pero el corte por chorro de agua utiliza un potente chorro de agua mezclado con partículas abrasivas para cortar distintos tipos de acero.

A continuación se indican los tipos de acero que pueden cortarse con un chorro de agua:

Acero para herramientas

Con frecuencia denominado acero de alto contenido en carbono, el acero para herramientas se elabora específicamente para crear instrumentos como brocas, hojas de sierra y brocas para herramientas. Con la incorporación de aleaciones como el tungsteno, el cromo y el vanadio, su resistencia, dureza y resistencia a la corrosión aumentan considerablemente.

El acero para herramientas alcanza una dureza y una resistencia al calor notables mediante un proceso de revenido que incluye la exposición a altas temperaturas, el enfriamiento rápido y el recalentamiento. Gracias a estas características y a su naturaleza abrasiva, los aceros para herramientas pueden soportar condiciones severas, siendo también adecuados para el corte por chorro de agua.

Acero aleado

El acero aleado se crea mediante la combinación de hierro con uno o más elementos adicionales, cada uno de los cuales añade propiedades distintas al acero. Aunque todos los aceros son aleaciones, el carbono y el cromo son aleaciones notables que contribuyen a los distintos tipos de acero. El acero aleado abarca una amplia gama de aleaciones con características diversas.

Elementos como el wolframio, el cobalto y el molibdeno, que también se encuentran en los aceros para herramientas, mejoran la resistencia al impacto y la capacidad de corte. Estos elementos reaccionan con el hierro y el carbono para formar aleaciones, por lo que los aceros aleados son idóneos para el corte por chorro de agua.

Acero inoxidable

El acero inoxidable es un material muy popular en la fabricación de aparatos médicos y electrodomésticos. Sin embargo, su utilidad va mucho más allá de los fogones de la cocina. El brillo característico del acero inoxidable procede de la aleación de cromo. Esto le confiere un encanto estético y refuerza su resistencia a la oxidación, evitando así que se oxide y prolongando la vida útil del metal.

El contenido típico de cromo en el acero inoxidable oscila entre 10,5% y 30%. Un mayor contenido de cromo produce un mejor brillo cuando se pule y aumenta la resistencia a la corrosión. Es crucial diferenciar entre acero inoxidable y cromo.

Mientras que el cromo es un revestimiento exterior que se aplica al acero al carbono o a otros metales, el acero inoxidable con alto contenido en cromo contiene cromo, níquel y otros metales en la aleación. Esta distinción confiere al acero inoxidable unas cualidades propias que lo hacen adecuado para el corte por chorro de agua.

Acero al carbono

El acero al carbono destaca por su sencillez, ya que se compone principalmente de carbono sin añadir otros elementos. A pesar de que el contenido de carbono es de apenas 2% o menos en peso, el acero al carbono es un material robusto y resistente adecuado para una amplia variedad de aplicaciones.

Es esencial no confundir el acero al carbono con el hierro fundido, que posee un mayor contenido de carbono y muestra una mayor fragilidad.

El acero al carbono carece de elementos como cobalto, níquel, tungsteno o titanio, comunes en los metales aleados. Aunque no está clasificado como aleación, el acero al carbono es una opción excelente para el corte por chorro de agua por su resistencia y versatilidad.

Aplicaciones del corte de acero por chorro de agua

Con sus capacidades de corte de precisión y su capacidad para manipular una amplia gama de materiales, corte por chorro de agua tiene aplicaciones en diversos campos. Estas son algunas de las aplicaciones del corte de acero por chorro de agua:

1. Edificios altos

Los edificios altos tienen requisitos específicos de soporte estructural, especialmente en caso de catástrofes naturales como terremotos o huracanes. El acero es ideal para estos edificios, ya que proporciona resistencia y durabilidad.

El corte por chorro de agua desempeña un papel fundamental en la fabricación de componentes de acero para edificios de gran altura, como barras de acero reforzado, chapas de acero, vigas, tuberías y perfiles de acero.

El corte preciso que proporciona la tecnología de chorro de agua garantiza que estos componentes de acero tengan la forma exacta y encajen perfectamente, asegurando la integridad estructural general del edificio.

2. Tuberías de agua

El acero inoxidable se utiliza mucho en tuberías de agua subterráneas por su excepcional durabilidad y resistencia a la corrosión. Tanto si se trata de tuberías de agua residenciales como de camiones cisterna de agua potable, las tuberías y accesorios de acero inoxidable son la opción preferida para almacenar y transportar agua limpia.

El corte de acero por chorro de agua desempeña un papel crucial en la conformación y fabricación de estas tuberías, garantizando un suministro de agua fiable y duradero.

3. Infraestructura agrícola

El sector agrícola existe desde hace cientos de años. Con el avance de la tecnología, el uso de materiales como el acero ha beneficiado enormemente al sector. Desde graneros hasta gallineros y silos, las estructuras agrícolas suelen basarse en el acero para su construcción.

El corte por chorro de agua puede utilizarse en aplicaciones agrícolas de acero porque permite cortar con precisión los componentes de acero. Esto garantiza que las estructuras sean resistentes y duraderas.

4. Puentes

Los puentes modernos están sometidos a fuerzas inmensas de miles de vehículos que los cruzan a diario. El uso de productos de acero manufacturado, combinado con procesos secundarios como la galvanización, proporciona una excelente protección contra la corrosión, garantizando la longevidad y fiabilidad de las estructuras de los puentes.

El corte por chorro de agua permite la fabricación precisa de diversos componentes de acero utilizados en estructuras de puentes. Ya se trate de vigas, placas o secciones de acero, el corte por chorro de agua garantiza que estos componentes tengan una forma precisa y no presenten defectos que puedan comprometer su integridad estructural.

5. Almacenes

El acero es un componente fundamental de los almacenes, ya que aporta integridad estructural y atractivo estético. La facilidad de instalación y la resistencia a la corrosión hacen del acero la opción preferida para los almacenes.

El corte de acero por chorro de agua permite fabricar con precisión vigas de acero, barras reforzadas, secciones en I y tuberías, que forman el armazón estructural principal del almacén.

6. Electrodomésticos y mobiliario

El acero llega a hogares y empresas a través de electrodomésticos y muebles. Su durabilidad y resistencia a la oxidación hacen del acero una gran elección para un equipamiento doméstico duradero y fiable.

Los muebles de acero, como las sillas, ofrecen longevidad y durabilidad, lo que los convierte en una sabia inversión para oficinas y hogares. El corte de acero por chorro de agua garantiza precisión y exactitud a la hora de dar forma a componentes de acero para electrodomésticos como estufas, frigoríficos, lavadoras y lavavajillas.

Ventajas del corte de acero por chorro de agua

Corte por chorro de agua es una solución eficaz y económica para cortar acero, desde evitar la distorsión por calor hasta proporcionar una excelente calidad de filo. Estas son las ventajas del corte de acero por chorro de agua:

Sin zonas afectadas por el calor

El corte por chorro de agua utiliza métodos de corte en frío, a diferencia de otras técnicas de corte que producen calor. Esto significa que no hay problemas como distorsión por calor o bordes afilados.

Esto es increíblemente útil para la fabricación de metales sofisticados y productos que requieren mecanizado adicional después del corte. La distorsión por corte térmico es una preocupación importante para los fabricantes de acero especializados en fabricación sofisticada que exige un ajuste preciso.

Corta prácticamente cualquier forma o grosor

El corte por chorro de agua combina abrasivo y agua a alta presión para crear un chorro de corte afilado como una aguja y capaz de cortar prácticamente cualquier forma o grosor. Esto incluye productos laminados unidos, como placas de desgaste revestidas de caucho y paneles compuestos de aluminio.

Chorro de agua es su mejor opción si busca un procedimiento que pueda producir bordes magníficos con poco o ningún tratamiento adicional de los bordes y la versatilidad para cortar prácticamente cualquier tipo y grosor de materiales.

Excelente calidad de cantos

La calidad del canto es uno de los factores más cruciales a la hora de elegir el corte por chorro de agua para los diseñadores. El corte por chorro de agua crea un borde uniformemente liso y sin rebabas.

La calidad del filo del chorro de agua depende de algunos factores como la velocidad, el tamaño de la boquilla, la presión y el caudal de abrasivo. Al utilizar el corte por chorro de agua, a menudo puede evitar la necesidad de un acabado adicional, lo que le ahorra tiempo y mejora la productividad en el lugar de trabajo.

Corte multieje

El corte por chorro de agua no sólo es una tecnología de corte multieje, sino que también proporciona diversas formas de corte. Con una cortadora por chorro de agua decente, puede cortar en cinco ejes distintos.

Esto facilita la creación de piezas complejas, como piezas de motor diminutas. Las ventajas del corte por chorro de agua en 5 ejes frente a las tecnologías tradicionales de 3 ejes incluyen una mayor versatilidad, velocidad de corte y menor dependencia de la mano de obra.

Respetuoso con el medio ambiente

El corte por chorro de agua es un método de corte respetuoso con el medio ambiente. El agua utilizada para el corte por chorro de agua se recicla por completo en un sistema de circuito cerrado durante el proceso de corte.

El metal cortado también se filtra con agua antes de venderse como chatarra. Esto hace del corte por chorro de agua una técnica muy respetuosa con el medio ambiente, que minimiza los residuos y reduce su impacto ambiental.

Consejos y precauciones para el corte de acero por chorro de agua

Corte por chorro de agua es un método popular para cortar acero debido a su precisión y versatilidad. Sin embargo, es importante seguir ciertos consejos y precauciones de seguridad para garantizar un entorno de trabajo seguro. A continuación se indican algunos equipos y directrices de seguridad esenciales para el corte de acero por chorro de agua:

Equipamiento de seguridad

En comparación con otras operaciones industriales, el corte por chorro de agua requiere equipos de seguridad especializados.

Para protegerse del chorro de agua a alta presión, es fundamental llevar un equipo de protección contra la presión de corte por chorro de agua. Estos trajes de seguridad pueden proporcionar una barrera entre usted y el chorro de agua, evitando posibles lesiones.

Gafas

Las gafas de seguridad son necesarias para evitar lesiones oculares mientras se maneja una cortadora por chorro de agua. Es importante comprobar si las gafas de seguridad cuentan con la homologación ISO, lo que garantiza su eficacia para proteger los ojos de los residuos o las gotas de agua que salen despedidos.

Protección auditiva

El ruido generado por una cortadora por chorro de agua puede ser extremadamente alto y causar daños en los oídos. Por lo tanto, es esencial llevar la protección auditiva adecuada, como tapones u orejeras, para evitar pérdidas de audición o molestias.

Guantes de seguridad

Existen diversas variedades de guantes de seguridad para el corte por chorro de agua. Es aconsejable utilizar guantes de seguridad resistentes al corte reforzados con Kevlar, ya que proporcionan la protección necesaria frente a bordes afilados y posibles cortes.

Estos guantes están diseñados específicamente para el corte por chorro de agua y pueden garantizar su seguridad mientras maneja la máquina.

Seguridad adicional

Además del equipo de seguridad básico, debes tomar medidas de seguridad adicionales para protegerte aún más. Esto incluye llevar casco, rodilleras y espinilleras, y rodilleras para prevenir posibles lesiones en caso de accidente.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que nunca debe acercarse al chorro de agua, ni siquiera con medidas de seguridad adicionales.

Equipamiento suficiente

Cuando se utiliza una cortadora por chorro de agua, es esencial disponer de un equipo de alta calidad. Aunque se tomen todas las medidas de seguridad, el uso de una máquina de baja calidad puede provocar accidentes.

Invertir en equipos de alta calidad puede garantizar un entorno de trabajo más seguro y ahorrarle dinero a largo plazo.

Manual de instrucciones

Cada cortadora por chorro de agua es única y tiene su propio conjunto de medidas de seguridad. Por lo tanto, es importante leer detenidamente el manual del usuario antes de utilizar la cortadora por chorro de agua por primera vez. 

Familiarícese con el equipo EPI de seguridad específico de su máquina y con los procedimientos operativos para evitar cualquier peligro potencial.

Estado de embriaguez

Bajo ninguna circunstancia debe manejar una cortadora por chorro de agua o cualquier otra pieza de maquinaria industrial pesada en estado de embriaguez o bajo los efectos de cualquier narcótico, incluidos los sedantes. Esto puede alterar su juicio y tiempo de reacción, aumentando el riesgo de accidentes y lesiones.

Políticas de la empresa

Antes de utilizar equipos o incorporarse a la plantilla, es importante comprobar si su empresa dispone de una política de seguridad adecuada.

Garantizar que el lugar de trabajo cumple las normas y reglamentos de salud y seguridad en el trabajo (WHS) para proporcionar un entorno de trabajo seguro para todos.

Aprenda a utilizar los controles de movimiento

Las máquinas de chorro de agua pueden moverse a una velocidad máxima de 100 pulgadas de material por minuto. Este rápido movimiento hace imposible jugar al pilla-pilla con un guepardo, lo que subraya la importancia de mantener las manos lejos de la máquina mientras está en funcionamiento.

Siempre es mejor hacer una pausa y volver a comprobarlo todo si algo no está cortando como se esperaba. Es preferible realizar una tarea un poco más despacio que arriesgarse a lesionarse y no completarla en absoluto.

Conclusión

El corte de acero por chorro de agua ha revolucionado el sector de la fabricación de metales por su precisión y eficacia. Su capacidad para cortar diversos materiales de acero sin generar zonas afectadas por el calor lo convierte en la opción ideal para una amplia gama de aplicaciones.

Siguiendo los consejos y precauciones mencionados, los profesionales pueden aprovechar todo el potencial del corte de acero por chorro de agua. Pueden abrir infinitas posibilidades de corte de acero preciso y eficaz. Si busca una cortadora por chorro de agua excepcional que satisfaga sus necesidades de corte de acero, no dude en echar un vistazo a nuestra colección hoy.

Preguntas frecuentes sobre el corte de acero por chorro de agua

¿A qué velocidad puede cortar acero un chorro de agua?

Una cortadora por chorro de agua puede cortar una pieza de acero inoxidable de 6 mm de grosor a una velocidad de 6 pulgadas por minuto. Para una chapa de acero inoxidable de 20 mm de grosor, la cortadora puede alcanzar una velocidad de corte de aproximadamente 2 pulgadas por segundo utilizando la misma cortadora y el mismo diámetro de orificio.

¿Cuál es el espesor máximo que puede cortar un chorro de agua?

En general, los chorros de agua abrasivos pueden cortar eficazmente materiales de hasta 12 pulgadas de grosor. Algunos afirman poder cortar materiales aún más gruesos.

¿Puede un chorro de agua cortar hueso?

Sí, la tecnología de chorro de agua puede cortar hueso y cemento óseo. El uso de chorros de agua abrasivos, especialmente cuando se combinan con un material abrasivo, puede dar lugar a cortes de mayor calidad para biomateriales como el hueso y el cemento óseo.