Por qué las placas de desgaste más gruesas no siempre significan una mayor vida útil

El mito del grosor frente a la durabilidad: ¿por qué? Placa de desgaste El grosor por sí solo es engañoso

Cómo la idea de que «más grueso = mayor vida útil» se convirtió en una heurística industrial

Muchas personas aún creen que las placas de desgaste más gruesas significan automáticamente una mayor vida útil, pero esta idea proviene de antiguos estudios de relación costo-beneficio realizados en el pasado. En aquella época, los ingenieros básicamente pensaban que más metal equivalía a piezas más duraderas, pasando por alto por completo una serie de factores complejos relacionados con el desgaste, como partículas abrasivas diminutas que erosionan las superficies o grietas que se forman con el tiempo debido a tensiones repetidas. A pesar de ir en contra de lo que la tribología realmente indica sobre cómo se comportan los materiales bajo carga, estas creencias obsoletas persistieron de alguna manera durante años en las especificaciones de compra. Lo que hemos observado en aplicaciones reales es que, una vez alcanzados ciertos niveles de espesor, añadir aún más material empeora simplemente las cosas. El peso adicional somete a esfuerzos innecesarios las estructuras, sin aportar absolutamente ningún aumento real en la duración del componente antes de requerir su sustitución.

Evidencia empírica que refuta la correlación lineal entre espesor y vida útil en aplicaciones reales de placas de desgaste

Los estudios realizados en los últimos años demuestran que simplemente duplicar el espesor de las placas de desgaste no duplica realmente su vida útil. Por ejemplo, un informe sobre equipos mineros de 2023 analizó el rendimiento de los revestimientos y concluyó que los revestimientos de 40 mm de espesor solo duraron aproximadamente un 17 % más que los de 30 mm cuando se sometieron a condiciones severas de impacto y abrasión. Asimismo, excederse con el espesor puede tener efectos contraproducentes: se han observado aumentos significativos en fracturas frágiles. Algunas pruebas realizadas con placas AR400 revelaron que al aumentar el espesor hasta 50 mm, la incidencia de grietas en sistemas de transporte aumentó aproximadamente un 40 %. Obtener buenos resultados implica encontrar el punto óptimo entre el espesor de la placa, la tenacidad y dureza del material, el tipo de fuerzas que actúan durante la operación y la forma en que los componentes se acoplan entre sí. La experiencia adquirida en operaciones de manejo a granel también arroja un dato interesante: en ocasiones, placas más delgadas —cuando se seleccionan adecuadamente según los patrones reales de desgaste— ofrecen un mejor rendimiento que sus homólogas más gruesas.

Realidad de la ciencia de materiales: resistencia al desgaste, tenacidad y el compromiso en las placas resistentes al desgaste (AR)

Consecuencias microestructurales de una dureza y un espesor excesivos en las calidades de placas resistentes al desgaste

Buscar la máxima dureza en placas resistentes al desgaste (AR) puede provocar en realidad problemas con su estructura interna. Una vez que estos materiales AR superan aproximadamente el nivel de dureza de 500 HBW, los carburos comienzan a formar redes grandes y conectadas que crean puntos débiles en el material. Al mismo tiempo, cuando las placas son demasiado gruesas —generalmente cualquier espesor superior a unos 40 mm— se produce una mayor acumulación de tensiones durante el proceso de temple. Según una investigación publicada el año pasado en el Journal of Materials Processing Technology, esta doble circunstancia puede reducir la tenacidad a la fractura en casi un 30 %. Esto hace que las placas sean mucho más propensas a agrietarse catastróficamente cuando se someten a cargas repetidas. Lo interesante es que, tras alcanzar aproximadamente 450 HBW de dureza, la mayoría de aplicaciones industriales no observan una mejora significativa en la resistencia al desgaste, aunque el material siga volviéndose más difícil de trabajar al perder resistencia.

Estudio de caso: Falla por agrietamiento en placa de desgaste AR400 de 50 mm sometida a ciclos de impacto-abrasión

La baja tenacidad al impacto Charpy de la placa gruesa (14 J a –20 °C frente al mínimo recomendado de 27 J) aceleró la propagación de grietas desde los carburos incluidos. Esto pone de manifiesto cómo el aumento del espesor agrava las debilidades microestructurales en aplicaciones de alta solicitación, y subraya por qué la afirmación «más grueso equivale a mayor durabilidad» es una simplificación engañosa.

Optimización impulsada por la aplicación: adaptación de la geometría, la calidad y el espesor de la placa de desgaste a las exigencias operativas

Cómo la geometría del borde y el diseño de montaje aceleran el descascaramiento, incluso con placas de desgaste gruesas

Una placa de desgaste más gruesa no evitará el descascaramiento si la forma del borde o su método de montaje generan puntos de tensión. El problema radica en esas esquinas afiladas donde se concentran las fuerzas de impacto, lo que provoca un desgaste prematuro en zonas débiles. Cuando el montaje es demasiado rígido, en realidad empeora la situación, ya que el material no puede flexionarse de forma natural durante los impactos repetidos y la abrasión. Las pruebas en campo han demostrado que biselar los bordes con un ángulo de aproximadamente 30 a 45 grados reduce el descascaramiento en torno al 40 % en áreas sometidas a golpes intensos, como en aplicaciones de revestimientos para trituradoras. También es fundamental ajustar correctamente el patrón de pernos: utilizar una separación adecuada combinada con amortiguadores de goma permite pequeños movimientos que ayudan a absorber los impactos, en lugar de dejar que estos provoquen grietas en el material endurecido.

Rangos óptimos de espesor de placas de desgaste validados en campo: Chutes transportadores frente a revestimientos para camiones volquete

Los informes de operaciones mineras indican un 50 % más de vida útil cuando se combinan tolvas de transporte con placas de desgaste de dureza media de 32 mm (400–450 HB) para lograr un desgaste uniforme, mientras que los camiones volquete requieren grados de alta tenacidad de 40 mm (AR500-T) para resistir los impactos de rocas. Superar un espesor de 50 mm incrementa el riesgo de agrietamiento en un 60 % en equipos móviles debido a la fatiga estructural inducida por el peso.

Preguntas frecuentes

¿Por qué una placa de desgaste más gruesa no equivale necesariamente a una placa de desgaste más duradera?

Una placa de desgaste más gruesa no implica automáticamente mayor durabilidad, ya que un mayor espesor puede provocar tensiones estructurales, microfracturas y agrietamiento, especialmente si el material es demasiado duro.

¿Cómo pueden las organizaciones optimizar el rendimiento de las placas de desgaste?

Las organizaciones pueden optimizar el rendimiento determinando el espesor adecuado según los patrones específicos de desgaste de cada aplicación, aprovechando materiales con una combinación equilibrada de tenacidad y resistencia al desgaste, y considerando la geometría del borde y el diseño de fijación.