Guía de decisión · del problema a la especificación

Cómo elegir un mandril de plástico: 7 datos y un árbol de decisión

ROLL Lab · actualizado el 24/10/2026 · fuentes al final de la página

El método, en breve

Muchas peticiones de oferta de mandriles de plástico traen dos números: diámetro interior y longitud. Es poco. Dos mandriles con el mismo 76 × 1.000 mm pueden tener paredes, materiales y precios muy distintos, y solo uno de los dos aguantará la bobina. El método que proponemos tiene tres pasos:

1. Definir los siete datos de la aplicación, aunque parezcan obvios.
2. Elegir el polímero con el árbol de decisión: temperatura, higiene, entorno y reutilización descartan casi siempre parte de las opciones.
3. Dimensionar la pared según la presión de la bobina, con un margen para la fluencia y la temperatura, y confirmarlo con un ensayo.

1. Qué enrollas y cuánto pesa la bobina

El material enrollado decide la presión radial que recibe el mandril. Cada espira enrollada con tensión aprieta las de debajo, y el mandril recoge la suma. En la literatura, la presión sobre el mandril va de unos 5 bar a más de 100 bar. Los films elásticos (estirable cast y soplado, films retráctiles) son los más severos, porque siguen contrayéndose después del bobinado. El papel y los tejidos aprietan menos, pero las bobinas pesan más.

Hacen falta, por tanto:

• tipo de material (por ejemplo, film cast de LLDPE, BOPP, PET, papel, no tejido, geotextil, cinta adhesiva);
• espesor del material y tensión de bobinado, si se conoce;
• diámetro exterior máximo de la bobina y peso de la bobina;
• presencia de un rodillo presor y tiempo de almacenamiento antes del desbobinado.

El tiempo cuenta: en la práctica, en el film cast el colapso radial suele producirse en 72 horas, y en el film soplado, entre 7 y 14 días. Un mandril de plástico que aguanta el primer día puede cerrarse a las dos semanas si la pared va justa.

2. Diámetro interior y tipo de eje

El diámetro interior (ID) debe entrar en el eje sin forzar y sin demasiada holgura. Las medidas más comunes son 76 mm (3") y 152 mm (6"), pero el mercado ofrece muchas medidas intermedias. Antes de elegir hacen falta:

• ID nominal y tolerancia admitida (normalmente solo en positivo, como en la ISO 13542);
• tipo de eje: eje expansible de lamas o de cámara de aire, eje de fricción (diferencial), cabezales expansibles, eje pasante sin expansión;
• par que hay que transmitir y velocidad de bobinado;
• posibles muescas o tetones de arrastre.

La superficie interior se elige junto con el eje. Una superficie lisa sirve en la mayoría de los ejes expansibles. Una superficie estriada agarra más con pares altos, films deslizantes o ejes de fricción con poca expansión. Con el eje pasante sin expansión lo que más cuenta es una tolerancia estrecha. Diámetros, tolerancias y ejes en detalle.

3. Longitud, tolerancias y rectitud

La longitud del mandril casi siempre coincide con el ancho de la bobina, más los posibles salientes para los tapones o el enganche. Tres preguntas:

• Tolerancia de longitud: en máquinas con varios mandriles en el mismo eje, un milímetro de más por mandril se suma. Con diez mandriles seguidos se convierte en un centímetro.
• Rectitud (flecha) y concentricidad: cuentan en mandriles largos y en bobinados rápidos, donde un mandril torcido genera vibraciones y una bobina irregular.
• Bordes: cortados, desbarbados o achaflanados. Un borde desbarbado evita virutas y arañazos en el material.

Pedir tolerancias más estrechas de lo necesario sube el precio sin aportar nada. Mejor partir de la máquina: qué holgura admite y qué desviación ya ha dado problemas.

4. Temperatura: proceso, almacén y viaje

Es el dato que más a menudo falta, y el que más distingue a los polímeros. Los plásticos pierden rigidez con el calor y fluyen más bajo carga. Hay que tener en cuenta tres temperaturas:

• en proceso: el film puede llegar al bobinado todavía caliente de la extrusión; algunos tratamientos térmicos pasan por el mandril;
• en almacén: las naves sin climatizar superan fácilmente en verano los 35 °C bajo cubierta;
• en viaje: un contenedor al sol supera los 50 °C en su interior.

Como orden de magnitud, la temperatura de flexión bajo carga (HDT a 1,8 MPa) es de unos 54–75 °C para el PVC rígido, 50–60 °C para el PP y 45–60 °C para el PEAD (valores típicos de la literatura). Por encima de 40 °C en servicio continuo conviene elegir con un cálculo y no a ojo. Temperaturas y módulos por material.

5. Entorno: humedad, exterior, UV y frío

El plástico no teme la humedad, pero el exterior trae otros enemigos:

• UV: sin estabilizantes, el PP se degrada al sol en pocos meses; el PEAD cargado con negro de humo resiste mucho mejor.
• Frío: el PP homopolímero se vuelve frágil hacia 0 °C; el PVC rígido pierde resistencia al impacto bajo cero; el PEAD sigue siendo tenaz incluso a −30 °C.
• Sol directo: una superficie oscura al sol puede superar con mucho la temperatura del aire, y con el calor llega la deformación.

Mandriles de plástico para exterior: humedad, UV y frío.

6. Higiene y contacto

Si la bobina va a una planta alimentaria, farmacéutica o sanitaria, o a una sala blanca, las preguntas cambian:

• ¿la planta admite polvo y fibras? Si no, el cartón suele quedar descartado;
• ¿el mandril toca el alimento o solo el film? Normalmente toca el film: la conformidad para contacto alimentario se valora caso por caso;
• ¿hace falta una declaración de conformidad con el Reglamento (UE) 10/2011? Entonces hacen falta polímeros vírgenes o reciclados de procesos autorizados;
• ¿los mandriles se lavan o se suministran embolsados?

Higiene, contacto alimentario y salas blancas.

7. Ciclo de vida: de un solo uso o retornable

El último dato decide si el plástico compensa de verdad. Un mandril de un solo uso hace un único viaje y acaba en los residuos del cliente: ahí el cartón gana casi siempre en precio. Un mandril retornable vuelve, se revisa y sale otra vez: ahí el plástico puede costar menos por uso. Hacen falta:

• la tasa de retorno realista (no la deseada);
• el coste de un retorno: recogida, transporte, control, lavado;
• el fin de vida: quién retira los mandriles descartados y a qué flujo van;
• las obligaciones PPWR del cliente: contenido reciclado mínimo desde 2030 y, si el mandril se declara reutilizable, los requisitos del art. 11.

Reutilización y circuitos de retorno · PPWR y mandriles de plástico.

El árbol de decisión

Con los siete datos en la mano, la elección del polímero se reduce a pocas preguntas en secuencia. El árbol siguiente es una simplificación del ROLL Lab: marca una dirección, no sustituye al ensayo.

1. ¿Hace falta de verdad el plástico? Si el mandril no vuelve, la planta admite fibras y el entorno es seco, valora primero el cartón.
2. ¿Temperatura continua por encima de 50–60 °C? Descarta el PVC y el PEAD estándar; valora el PP o, más allá, materiales técnicos y mandriles metálicos.
3. ¿Contacto alimentario declarado o sala blanca? Descarta los reciclados posconsumo no autorizados; prefiere PP o PEAD vírgenes, o PVC virgen con declaración.
4. ¿Exterior, sol y heladas? Prefiere PEAD con negro de humo o PP copolímero estabilizado a los UV; evita el PP homopolímero con heladas.
5. ¿Bobina pesada o presión alta, muchas reutilizaciones? El PVC rígido da la rigidez más alta a igual pared y los ciclos más altos documentados; el PP cargado con carbonato es un compromiso más ligero.
6. ¿Prioridad al contenido reciclado? El PVC y el PEAD reciclados son habituales; comprueba que el reciclado sea posconsumo si lo necesitas para el PPWR.

Prueba con tus datos aquí abajo; el método, las hipótesis y las fuentes están en su página: el test para elegir entre PVC, PP y PEAD.

De la elección del polímero a la pared

Elegido el polímero, la pared se dimensiona frente a dos posibles fallos:

• aplastamiento del material: la pared llega a su límite elástico bajo la presión de la bobina. Se estima con la fórmula del tubo de pared gruesa (Lamé);
• pandeo (inestabilidad): un anillo delgado bajo presión exterior se ovaliza y colapsa mucho antes de llegar al límite elástico. La presión crítica crece con el cubo de la relación entre pared y diámetro.

Por eso, a igual presión, pasar de 3" a 6" exige paredes mucho más gruesas: duplicar el diámetro divide por ocho la presión crítica a igual pared. En ambas comprobaciones se aplica un factor por fluencia y otro por temperatura. Las fórmulas, explicadas.

El cálculo está aquí abajo. Para la versión completa, con las fórmulas explicadas, abre la estimación de la pared mínima con fluencia.

Color y marcado: detalles que trabajan

El color se decide al final, pero no es solo estética. Un color por cliente, por polímero o por circuito de retorno agiliza la clasificación de los mandriles devueltos y reduce errores en el reciclaje. El PVC reciclado suele ser gris o negro porque procede de materiales de colores mezclados: pedir un color claro puede obligar a usar virgen. Al sol, los colores oscuros se calientan mucho más que los claros, y el calor acelera la fluencia: el negro protege de los UV, pero pide más pared. Un marcado con el polímero y el código de reciclaje (por ejemplo, PVC 3, PP 5, HDPE 2 según la Decisión 97/129/CE) ayuda a quien tiene que separar al final de la vida útil.

Los errores más comunes

• Copiar la pared del cartón. Un mandril de plástico y uno de cartón con la misma pared no tienen la misma resistencia a largo plazo. Hay que redimensionar.
• Fiarse del ensayo de cinco minutos. La resistencia al 3 % medida en pocos minutos no dice nada de la fluencia en semanas. Pide datos a largo plazo o haz un ensayo en almacén.
• Olvidarse del contenedor. El mandril aguanta en fábrica y se cierra tras un mes de barco en verano.
• Contar con la reutilización sin contarla. Si nadie mide cuántos mandriles vuelven, la cuenta de la reutilización es una hipótesis.
• Confundir reciclado con reciclado. Para el PPWR solo cuenta el plástico posconsumo; el recorte industrial remolido no cuenta.
• Ignorar los tapones. Una bobina pesada apoyada sobre un mandril sin tapones puede ovalizarlo en el almacén. Tapones y bridas.

Muestras y ensayo en línea

Toda estimación hay que confirmarla. Una prueba con muestras seria incluye:

1. medición en recepción de ID, diámetro exterior, pared y longitud sobre una muestra por palé;
2. ensayo en línea con la bobina más crítica (diámetro máximo, material más elástico);
3. medición del diámetro interior a las 24 horas, 7 días y 14 días de almacenamiento, mejor en la estación cálida;
4. prueba de desbobinado: el mandril debe salir del eje sin forzar;
5. para la reutilización, control tras el primer retorno: ovalización, grietas, bordes.

Las calculadoras de esta guía son estimaciones del ROLL Lab: ayudan a empezar por el punto correcto, no sustituyen al ensayo sobre el mandril real. Qué pedir al fabricante.

Preguntas frecuentes

Más información

Fuentes

1. ISO 13542:2006, diámetros interiores y tolerancias de los mandriles para bobinas (referencia de uso habitual)
2. ISO 9969:2007, rigidez anular de los tubos termoplásticos
3. SpecialChem, Heat Deflection Temperature of Plastics, specialchem.com (valores típicos de HDT)
4. Reglamento (UE) 2025/40 (PPWR), arts. 7 y 11, EUR-Lex
5. Elaboración ROLL Lab (árbol de decisión, método de dimensionado)
6. Decisión 97/129/CE de la Comisión, sistema de identificación de materiales de envase