¿Qué son las arandelas cerámicas?

Los grifos modernos suelen utilizar husillos de cartucho de disco cerámico en lugar de arandelas de goma para reducir el goteo, además de requerir sólo un cuarto de vuelta para el control de apertura y cierre.

Las arandelas cerámicas de alúmina o circonio se presentan en una gran variedad de formas y tamaños para satisfacer una serie de aplicaciones que ayudan a proteger contra las temperaturas, la corrosión y el desgaste.

Aislamiento

Las arandelas cerámicas sirven para garantizar una distribución uniforme de la fuerza entre los componentes (normalmente pernos y tornillos y sus superficies de conexión), reducir la fricción y proteger las superficies de daños superficiales actuando como aislantes para proteger los circuitos o productos de las ondas electromagnéticas y las subidas de tensión.

Las arandelas cerámicas son una alternativa a las metálicas, ya que no se desgastan con el tiempo, lo que las hace idóneas para aplicaciones críticas que requieren aislamiento, resistencia al calor y protección contra la corrosión. La cerámica también presenta excelentes características de conductividad eléctrica, lo que la hace idónea para aplicaciones con ondas de radio, como equipos de imagen médica o sensores.

Los materiales cerámicos, como la alúmina y la circonia, pueden utilizarse para fabricar estos dispositivos, con diseños disponibles en forma plana, de hombro o de sombrero, con orificios lisos o ranurados. También pueden utilizarse procesos de moldeado como el prensado en seco o el moldeado isostático antes de la sinterización a alta temperatura para conseguir durabilidad y precisión dimensional.

Resistencia a la corrosión

La corrosión es un proceso inevitable que afecta a todos los materiales; sin embargo, determinadas condiciones y circunstancias ambientales aceleran este proceso más rápidamente que otras. Por ello, los materiales resistentes a la corrosión se han convertido en un bien inestimable para numerosas industrias.

Las arandelas cerámicas están fabricadas con materiales no metálicos de alta densidad, como el óxido de alúmina inorgánico o el óxido de circonio, que pueden soportar altas temperaturas y son resistentes a la abrasión y la corrosión.

Los elementos de fijación roscados distribuyen la fuerza de forma desigual a lo largo de su longitud, y los espaciadores y las almohadillas sirven para dispersar esta tensión y distribuirla uniformemente sobre la superficie de un objeto. Las almohadillas vienen en varias formas, incluyendo versiones planas, con hombro, con sombrero o ranuradas, con orificios lisos o ranurados para su uso como espaciadores, almohadillas o dispositivos de bloqueo.

La cerámica de alúmina es uno de los materiales avanzados más utilizados para crear arandelas cerámicas debido a sus excelentes propiedades de aislamiento, resistencia al desgaste, al calor y a la corrosión. Estas características convierten a la cerámica de alúmina en un excelente sustituto de las arandelas metálicas en entornos químicos agresivos gracias a la reducción de los niveles de fricción, lo que a su vez ayuda a minimizar el desgaste general de los componentes.

Resistencia al calor

Las arandelas cerámicas son placas finas que se utilizan para dispersar y distribuir uniformemente las cargas en elementos de fijación roscados como pernos o tornillos, sirviendo para distribuir su peso por su superficie y repartir su fuerza de forma más uniforme de lo que ocurriría de otro modo. Las arandelas reducen la fricción entre las superficies de contacto y distribuyen las fuerzas de manera más uniforme, lo que ayuda a proteger las superficies para que no se dañen con el tiempo.

Tanto la cerámica de alúmina como la de circonio poseen una excelente resistencia al calor, lo que las convierte en el material ideal para entornos propensos a altas temperaturas. El nitruro de silicio presenta una excepcional resistencia al choque térmico, por lo que es adecuado para entornos en los que se producen con regularidad fluctuaciones bruscas de temperatura.

La inercia química es una característica integral de la cerámica, es decir, su resistencia a la degradación por diversos productos químicos y condiciones ambientales. Los materiales considerados inertes no suelen reaccionar de forma perjudicial con otras sustancias y se descomponen lentamente, lo que los convierte en una opción atractiva en aplicaciones en las que la contaminación puede ser un problema. Además, los materiales inertes tienden a resistir las tensiones mecánicas sin deteriorarse con el paso del tiempo.

Resistencia al desgaste

Las arandelas son componentes integrales de muchos sistemas mecánicos y eléctricos, ya que sirven como cojinetes, espaciadores y bloqueos para reducir la fricción entre superficies y distribuir la carga uniformemente. Además, las arandelas ayudan a regular la gestión térmica para alcanzar temperaturas de funcionamiento óptimas que mejoran la eficacia del sistema y la eficiencia de los equipos.

Las arandelas cerámicas se han convertido en componentes indispensables en equipos médicos, vehículos aeroespaciales e instrumentos de precisión gracias a su excepcional gama de propiedades -que van desde la resistencia a la temperatura y el aislamiento eléctrico hasta la inercia química-, lo que las hace idóneas para entornos difíciles en los que sus homólogas metálicas se degradarían o fallarían rápidamente. Además, su resistencia y dureza ayudan a mantener tolerancias precisas a lo largo del tiempo.

La composición de los materiales cerámicos varía considerablemente; algunos ejemplos populares son la alúmina (óxido de aluminio), la circonia y el nitruro de silicio. Los materiales cerámicos más duros suelen ofrecer mayores propiedades de resistencia al desgaste y al calor; los acabados superficiales también afectan a la capacidad de sellado, la resistencia a la fricción y la durabilidad.