¿Conoces las máquinas de corte por chorro de agua? ¿Cómo funcionan? O ¿Cuáles son sus características? Hoy venimos a hablar acerca de este interesante proceso para realizar cortes en diferentes materiales.

Las industrias del metal y mecánicas; son manufactureras encargadas de trabajar el metal. Por lo que el corte de metales en la actualidad necesita de potentes herramientas de corte, como por ejemplo las máquinas de corte por chorro de agua.

Este tipo de maquinaria solo utiliza agua a alta presión y velocidad para cortar diferentes materiales, cómo plásticos, cartón, carnes, etc. Y cuando se utilizan abrasivos, hasta pueden cortar los metales más resistentes.

¿Qué es el corte por chorro de agua?

El corte por chorro de agua es uno de los métodos más innovadores para el corte de diferentes materiales. Pero ¿Qué es este método de corte? Cómo su propio nombre indica, es un tipo de corte que solamente utiliza agua, y en algunos casos se combinan con abrasivos (Sustancia utilizada para actuar sobre diferentes materiales), pero a una gran presión y alta velocidad, provocando el corte de diferentes materiales, ya sean metales, plásticos, carnes, madera, entre otros.

¿Y de dónde viene ese potente chorro de agua? El chorro de agua a presión viene de los llamamos compresores o máquinas de corte por chorro de agua, y estas se componen de un conducto de agua a presión, una boquilla para mayor velocidad, la punta del cabezal y el chorro para realizar el corte. Aunque, más adelante te lo explicaremos de forma más extendida.

En España, este tipo de corte se ha convertido en uno de los preferidos por las industrias, sobre todo por su versatilidad y potencia que puede llegar alcanzar en distintos materiales.

Otros métodos de corte. Comparativa

El corte de materiales, ya sea metales o de otro tipo, se realiza mediante diferentes procesos o métodos. Por ejemplo, tenemos los métodos más tradicionales, cómo el oxicorte, el cizallado o el corte en matriz.

También se pueden utilizar maquinas más modernas, cómo las de láser, plasma, punzonado CNC, y ¡Por supuesto! Corte por chorro de agua. No obstante, vamos hablarte un poco de los más conocidos, ante todo, para que puedas conocer algunas diferencias entre ellos.

Métodos tradicionales

Dentro de los métodos tradiciones, tenemos los térmicos (Maquina que usa el calor cómo flujo de energía), y mecánicos (Maquina capaz de realizar un trabajo mecánico, y provocar un movimiento). Dicho esto, vamos primero con los térmicos.

Máquinas que usan energía térmica

Máquinas de corte por Oxicorte: El oxicorte, o también llamado corte por oxicombustible. Es un proceso utilizado para el corte preciso y rápido de diferentes materiales, en especial los metales. El soplete genera una llama que calienta el metal, gracias a la combinación del oxígeno y combustible (Acetileno, gas propano o gas natural). Ya que, el material se haya calentado, el oxígeno se encargará de cortar la chapa (Lamina de metal), y de remover los restos de óxidos.

Máquinas que usan energía mecánica

  • Máquinas de Corte por Cizallado: El corte por cizallado, es una máquina que utiliza unas cuchillas, una fija en la parte inferior, y otra que se mueve de lado a lado en la parte superior, con el fin de realizar el corte del metal. Este método tradicional, se caracteriza por no dejar virutas al realizar el corte, lo que se conoce cómo un “Corte limpio”.
  • Máquinas de Corte en Matriz: Este tipo de máquinas, se dividen en dos procesos. El primero, donde el material es cortado y trabajado y luego, es llevado a un segundo proceso, donde se corta el material a presión con distintas matrices que le dan forma a la chapa o lamina de metal.

Métodos modernos

Hoy en día, los métodos modernos han desplazado a los métodos más tradicionales, sobre todo, por la economización de recursos, la rapidez y los cortes más precisos. Cómo los anteriores, también se dividen en térmicos y mecánicos:

Máquinas que usan energía térmica

  • Máquinas de Corte por Laser: Cuando hablamos de un corte por láser; Nos referimos al corte de una chapa o pieza, que utiliza una potente luz en la superficie de la materia prima. Provocado por un láser. Este, debe contar con la ayuda de algunos gases, para la expulsión del material cortado, como, por ejemplo, oxigeno o nitrógeno.
  • Máquinas de Corte por Plasma: Estas máquinas utilizan distintos gases, normalmente nitrógeno expulsado desde la bombona. Seguidamente, con la ayuda de la antorcha o pistola de plasma, se concentra una temperatura sumamente alta en la superficie de trabajo, para facilitar el corte del material.

Máquinas que usan energía mecánica

  • Máquinas de Corte por Punzonado CNC: Estás maquinas son muy parecidas a las de corte en matriz. No obstante, utilizando una plantilla estándar, como por ejemplo, para realizar agujeros en láminas de metales de forma automatizada.
  • Máquinas de Corte por Chorro de Agua: Son máquinas que utilizan el agua a alta presión y velocidad, para efectuar cortes en diferentes materiales.
  • Máquinas de Corte por Chorro de Agua con Abrasivos: Estás máquinas, adhieren abrasivos al agua, lo que permite cortar materiales de mayor dureza y profundidad, cómo, por ejemplo, el acero o barras de metales de mayor grosor.

Adicionalmente, te dejamos una lista con algunos inconvenientes que presentan las máquinas de corte convencionales, y por qué se suelen utilizar más las máquinas de corte moderna.

  • Malos acabados en la superficie del material.
  • Deformación en las dimensiones geométricas de las piezas cortadas.
  • La zona de trabajo es afectada térmicamente.
  • Necesidad de trabajos posteriores al corte.
  • Maquinas sumamente costosas y de gran ocupación de espacio.
  • Solo pueden realizar cortes lineales.
  • Instrucción al manejo de las máquinas.

Nota: Estos inconvenientes, ciertamente los presenta diferentes máquinas de corte tradicional, sin embargo, algunas no poseen estas limitantes, y otras sí.

Proceso y funcionamiento del corte por chorro de agua

Llegamos a la parte más esperada. Es hora de conocer cómo es proceso que realiza el corte por chorro de agua, pero, primero, debes saber cómo se compone una máquina de corte por chorro de agua, sino, no podrás entender completamente su funcionamiento.

Componentes de una Maquina de Corte por Chorro de Agua:

  1. Surtidor de Agua: Indudablemente, la máquina de corte por chorro de agua, necesitara de agua para realizar dicho proceso, por lo tanto, el primer componente es un tanque o fuente de agua que suministre a toda la máquina.
  1. Generadores de Presión: Este componente es el encargado de generar una alta presión en el agua, ciertamente es la clave para realizar el corte, la presión que puede alcanzar el flujo del agua, puede ser de unos 7000 Bar (Unidad de Presión). Para que te des una idea, puede ser más potente que el chorro de una manguera de bomberos.
  1. Boquilla Exprimidora o Cabezal de Corte: Ahora, puedes tener toda esa gran presión de agua, no obstante, sino se le inyecta velocidad al agua, ciertamente será casi inútil realizar un corte. Por lo tanto, este componente, permite convertir altas presiones de agua en altas velocidades. Tal potencia, puede alcanzar incluso 4 veces más que la velocidad del sonido.
  1. Contenedor de Abrasivos: Este elemento se emplean en las máquinas de corte por chorro de agua con abrasivos. Es un contenedor, que inyecta los abrasivos en el agua. Lo que provoca, un mayor desgaste en la superficie que se dispone a cortar. Este se utiliza para cortes de materiales de mayor dureza o de gran espesor, en general con todo tipo de metales.
  1. Mesa o Zona de Corte: Estás son utilizadas para colocar los diferentes materiales para ser trabajados. Normalmente, cuentan con un contenedor de agua debajo de la superficie para alcanzar el agua, y finalmente llevado a un sistema de depuración para ser reutilizada.

Ahora, que ya conoces los componentes y elementos de una máquina de corte por chorro de agua. Entonces, es hora de explicarte paso a paso, el proceso que lleva acabo este tipo de corte y donde te ayudaremos a comprender todo su funcionamiento ¡Empecemos!

Funcionamiento de una máquina de corte por chorro de agua

1.Ingreso del Agua

El primer paso que realiza una máquina de corte por chorro de agua, es ingresar el agua a los generadores de presión. Esta agua, proviene de una fuente o tanque de agua.

2.Trabajo de los Generadores de Presión

Una vez que el agua, haya llegado al sistema de alta presión. Aquí, el fluido, en este caso el agua, aumentara su presión hasta unos 6000 a 7000 Bar; Dependiendo del material a cortar, y otros factores cómo la espesura.

3.Linea de Alta Presión

Más adelante, el agua que sale del generador de presión, será transportado a través de un sistema de tuberías, mejor conocidas como “Líneas de alta presión”. Además, tendrá un medidor para calcular la presión del agua. Finalmente, el agua a alta presión llega a la boquilla, o mejor dicho al cabezal de corte.

4.Trabajo del Contenedor de Abrasivos

En las máquinas de corte por chorro de agua con abrasivos, habrá una especie de embudo donde se administrará los abrasivos, este se conectará al cabezal de corte. Donde, se combinará con el agua, mediante una aspiración de efecto “Venturi” (Cuando un fluido en movimiento disminuye su presión para recorrer espacios pequeños).

5.Hora del Cabezal de Corte

Aquí es donde ocurre toda la magia. El agua, llega al cabezal de agua de alta presión, y mediante una pieza llamada “Water Nozzle” traducido al castellano, cómo “Nariz de Agua”. El fluido a alta presión adquiere velocidad, lo que permite realizar el corte de materiales.

Esta velocidad se genera, gracias a la fricción de una piedra preciosa, normalmente un zafiro; Posteriormente, el agua a alta presión y velocidad, es expulsado por la boquilla. ¿Y qué pasa cuando se usan abrasivos?

En el caso, que la maquina use abrasivos. El cabezal de corte, incorporará un elemento llamado “Abrasive Nozzle”. Mejor conocido, cómo “Nariz de Abrasivo”. Y este liberara el abrasivo desde el contenedor a la cámara de mezclado. Finalmente, será expulsado un chorro de agua por el cabezal, capaz de cortar incluso los materiales de mayor dureza.

6.Recolección del Agua

Ahora, toda el agua expulsada por la máquina, viajara hacia al recolector del agua. Este contenedor es muy importante, ya que hará que disminuya el desperdicio de agua, y lo más importante, poder reutilizarla.

7.El Agua pasa por un Filtro

Seguidamente, toda el agua que es recolectada en el contenedor, pasa por un filtro de agua, y por último, el agua vuelve a surtir a la fuente, provocando un ciclo continuo.

8.Momento del Corte

Para terminar, se coloca el material a cortar en la mesa de corte. Así sería el proceso general de una máquina de corte por chorro de agua. Aunque, debes considerar que algunas máquinas agregan funciones diferentes, también dependiendo del tipo maquinaria, o la utilización de abrasivos. Esto los detallaremos más adelante.

Antes de seguir con la siguiente sección, te dejaremos una tabla donde se te especificará las condiciones operativas del corte por chorro de agua.

Tabla de Condiciones Operativas

PresiónEntre 40.000 a 94.000 Psi.
VelocidadHasta 4000 km/h.
Caudal4 Litros/min.
Orificio Water NozzleEntre 0,1 a 0,3 mm.
Orificio Abrasive NozzleEntre 0,8 a 1,2 mm.
Longitud Abrasive Nozzle70 mm.
Material Abrasive NozzleMetal Duro.
Duración Abrasive NozzleEntre 40 a 100 h.
AbrasivoGranate Natural. Dureza de 7,5 Mohs.
Tamaño de GranoMesh 80-100 (0,2 a 0,3 mm).
Consumo de Abrasivo0,45 kg/min.
Standoff1 mm.

Ventajas del corte por chorro de agua

Cómo te habíamos comentado antes, el corte por chorro de agua, destaca por la versatilidad, y seguridad que aporta al material destinado para el corte, además para todo el espacio de trabajo. Por lo que, en este momento, te mostraremos algunas ventajas de este proceso de corte, para que puedas analizar si se ajusta a tus necesidades, y que beneficios obtendrás gracias a su uso.

  • Se puede adaptar a una gran variedad de materiales, ya sean metálicos o no metálicos. Su versatilidad es tan amplia, que puede cortar materiales templados.
  • Es conocido por ser un corte “Frío”. Es decir, que no produce altas temperaturas en la zona del corte, lo que genera una mayor seguridad en el espacio de trabajo y acabado del material cortado.
  • No se produce un endurecimiento en la superficie del corte. Lo que no genera variaciones en el material.
  • Este tipo de corte, no genera gases contaminantes, o sustancias tóxicas que dañen el material cortado. Además, de reducir la contaminación respecto otros métodos de corte.
  • Tanto su arranque, cómo detención del proceso son instantáneo. Por lo que, es un método rápido de usar.
  • Los esfuerzos para realizar el corte son muy bajos, por lo tanto, la carga y descarga de los materiales es sumamente rápida, acelerando todo el proceso.
  • Se pueden efectuar diferentes cortes de manera simultánea. Por ejemplo, cuando se quiere cortar varias chapas de forma apilada.
  • Las piezas al ser cortadas, no muestran una deformación del material.
  • Gracias a que las máquinas de corte por chorro de agua son programables, es muy fácil de usar para cualquier operario.
  • Puede realizar un corte en materiales de gran espesor.

Nota: Hay que recordar, que las ventajas de corte por chorro de agua, aumentaran si se usan o no abrasivos, sobre todo, cuando se trabajan materiales metálicos o no metálicos.

Las maquinas de corte por chorro de agua y sus tipos

Las maquinarias utilizadas para realizar el corte por chorro de agua, suelen dividirse en tres partes fundamentales. Que son: El sistema, la bomba y el software.

  • El Sistema: Es toda la estructura de la maquina; Componentes, tipo de acabado, diseño, etc.
  • El Software: Las maquinarias más modernas, utilizar un software que permite utilizar y manejar diferentes funciones de la máquina, mediante una computadora. Cada máquina viene con un programa, aunque existen modelos que admiten un software estándar.
  • La Bomba: Es un elemento que se conecta a toda la maquinaria, y ella es la encargada de suministrar el agua, la responsable de la presión y del consumo energético.

Estas, pueden tener diferentes tamaños, además de tener funciones específicas, como realizar cortes más precisos o realizar cortes sumamente profundos. Por lo tanto, vamos a repasar algunos tipos de máquinas de corte por chorro de agua.

  • Maquinas Estándar: Son máquinas de alta presión, y las más populares en el mercado. Sobre todo, por ser muy estables, precisas y de buenas prestaciones en relación a su precio. Suelen ser de tipo puente.
  • Maquinas de Mayor Precisión: Estas máquinas tienen como característica general la precisión, ante todo, realizan cortes precisos, gracias a la utilización de sus softwares. También pueden realizar cortes a materiales de mayor dureza.
  • Maquinas de Corte más Potente: Son máquinas de gran tamaño, capaz de realizar cortes en materiales de gran dureza, además de contar con múltiples cabezales.

Las maquinarias de corte por chorro de agua han evolucionado a través de la historia, y, hoy en día siguen implementando nuevas funciones para un mejor corte en diferentes materiales. Por lo que, te dejaremos una línea cronológica de mejoras de este tipo de máquinas

  • 1970: Se crea la primera máquina de corte por chorro de agua. Aunque solo, se podían realizar cortes en materiales de baja resistencia y espesor.
  • 1985: Comienza a combinarse con abrasivos, lo que permite el corte de materiales más resistentes, y de diferentes metales.
  • 2005: La compañía OMAX; Crea la inclinación de los cabezales de corte. Lo que provoca, realizar cortes en escuadra.
  • 2015: Las presiones del agua alcanza los 60.000 Psi. Las maquinas creadas a partir del 2015 no requieren el uso de cabezales inclínables, para realizar cortes en escuadra.

Sectores donde se aplica el corte por chorro de agua

Una de las grandes ventajas del corte por chorro agua, sin duda, es su versatilidad a la hora de trabajar diferentes materiales, y su utilización en diferentes sectores industriales. Por lo tanto, si te preguntas ¿Dónde se utilizan las máquinas de corte por chorro de agua en España? Entonces, repasemos la siguiente lista:

  • Industrias de Calzado.
  • Industrias de Cerámica.
  • Industrias de Sistema Mecánicos.
  • Industrias Aeroespaciales.
  • Industrias de Textiles.
  • Industrias Automovilísticas.
  • Industrias del Metal.

¿Qué te ha parecido toda esta información? ¿Ya conoces cómo funciona el corte por chorro de agua? Aunque, siempre hay más por aprender, ante todo, cuando hay tantos tipos de corte de materiales ¿Cuál será el siguiente? Tendrás que averiguarlo en nuestros próximos artículos. ¡Hasta la próxima!