ISO 1431 Caucho vulcanizado o termoplástico: resistencia al agrietamiento por ozono

ISO 1431 Caucho vulcanizado o termoplástico: resistencia al agrietamiento por ozono

La norma “ISO 1431 Caucho vulcanizado o termoplástico - Resistencia al agrietamiento por ozono” publicada por la Organización Internacional de Normalización (ISO) consta de las siguientes subsecciones publicadas bajo el mismo título:

ISO 1431 Caucho vulcanizado o termoplástico: resistencia al agrietamiento por ozono

  • La norma “ISO 1431-1 Parte 1: Ensayos de deformación estática y dinámica” describe procedimientos diseñados para predecir la resistencia de los cauchos vulcanizados o termoplásticos al agrietamiento cuando se exponen a aire que contiene una concentración de ozono especificada, una temperatura especificada y, si es necesario, una humedad relativa especificada, bajo tensión de tracción estática o dinámica y en ausencia de los efectos de la luz directa.

Esta norma utiliza la observación visual, el análisis de imágenes o ambos para evaluar la formación y el crecimiento de grietas. También se pueden determinar los cambios en las propiedades físicas o químicas resultantes de la exposición. La norma ISO 1431-3 incluye métodos de referencia y alternativos para determinar la concentración de ozono.

El ozono suele estar presente en trazas en la atmósfera. Sin embargo, incluso pequeñas cantidades de ozono pueden causar grietas bajo tensión de tracción en cauchos sensibles, lo que resulta en pérdida de resistencia. Por lo tanto, es necesario probar la resistencia de los cauchos a la exposición al ozono. Debido a las incertidumbres de la exposición natural, las pruebas de resistencia al ozono de los cauchos suelen realizarse en laboratorios con cámaras de ozono especialmente diseñadas.

Se debe tener mucho cuidado al relacionar los resultados de las pruebas estándar con el rendimiento en servicio, ya que la resistencia relativa al ozono de diferentes cauchos puede variar significativamente según las condiciones, en particular la concentración de ozono, la temperatura y la humedad relativa. Además, los ensayos se realizan en probetas delgadas deformadas por tracción, y la severidad del ataque en las piezas en servicio puede variar considerablemente debido a los efectos del tamaño, el tipo y la magnitud de la deformación. En el apéndice de la norma (Apéndice A) se incluyen notas explicativas sobre la naturaleza del agrietamiento por ozono.

  • “ISO 1431-2 La norma “Parte 2: Ensayos de deformación dinámica” fue retirada de aplicación y su contenido fue incluido en la última actualización de la norma ISO 1431-1.
  • La norma “ISO 1431-3 Parte 3: Métodos de referencia y alternativos para determinar la concentración de ozono en cámaras de prueba de laboratorio” describe tres tipos de métodos para determinar la concentración de ozono en cámaras de prueba de laboratorio.
    • Método A Absorción UV: Este método es el método de referencia y se utiliza como herramienta de calibración para los métodos alternativos B y C.
    • Método B Técnicas instrumentales:
      • B1: Electroquímica
      • B2: Quimioluminiscencia
    • Método C Técnicas químicas húmedas:
      • Método I
      • Método II
      • Método III

Existen diversas técnicas para el análisis de mezclas gaseosas de ozono y aire utilizadas en las pruebas de craqueo por ozono de cauchos. Estas incluyen procedimientos químicos húmedos, celdas electroquímicas, absorción UV y quimioluminiscencia de etileno.

En principio, los métodos de química húmeda, electroquímicos y de absorción UV son comparables, pero en la práctica a menudo no producen los mismos resultados. Los métodos de química húmeda, que suelen implicar la absorción de ozono en una solución de yoduro de potasio y la titulación del yodo liberado con tiosulfato de sodio, se han utilizado tradicionalmente en la industria del caucho y están especificados en las normas nacionales. No son adecuados para la operación o el control continuos y, por lo tanto, son menos preferidos en la práctica que los métodos instrumentales. Se ha demostrado que los resultados obtenidos son sensibles a pequeñas variaciones en los procedimientos de prueba y en la concentración y pureza de los reactivos, y ha surgido un amplio debate sobre la estequiometría de la reacción.

Los métodos electroquímicos se utilizan ampliamente en la industria del caucho y han demostrado ser útiles para la monitorización y el control continuos del ozono. También se han empleado métodos de quimioluminiscencia. Recientemente, se están utilizando cada vez más los analizadores de absorción UV, que ofrecen capacidades similares de monitorización y control. Lo más importante es que esta técnica se ha adoptado como estándar y goza de la aceptación universal de las principales organizaciones ambientales.

En consecuencia, este método estándar de absorción UV se ha adoptado como técnica de referencia para la calibración de todos los demás métodos. Como cualquier instrumento de medición, la precisión de cualquier instrumento UV depende de la calibración y el mantenimiento de sus componentes; por lo tanto, incluso los analizadores UV deben compararse con instrumentos estándar aceptados. Se están realizando estudios en muchos países para proponer un instrumento estándar primario.

La serie de normas ISO 1431 es una norma internacional que incluye métodos de ensayo para evaluar la resistencia del caucho vulcanizado o termoplástico y de ciertos plásticos al agrietamiento inducido por ozono en condiciones estáticas o dinámicas. Esta norma es fundamental para las industrias que utilizan materiales de caucho y plástico expuestos al ozono, como la automoción, la aeroespacial y la fabricación industrial.

El ozono, una forma altamente reactiva del oxígeno, está presente en la atmósfera y puede acelerar el envejecimiento de los materiales, especialmente en aplicaciones exteriores. Esta norma es esencial para garantizar la durabilidad de los materiales en entornos con una exposición significativa al ozono, como neumáticos, sellos y mangueras. Ayuda a los fabricantes a predecir la vida útil de sus productos y a cumplir con los requisitos de la industria.

Los principales métodos descritos en la norma ISO 1431 son:

  • Prueba de deformación estática: Este método evalúa la resistencia del material al agrietamiento por ozono cuando se mantiene bajo tensión constante. Las muestras de prueba, generalmente tiras rectangulares o con forma de mancuerna, se exponen a una concentración específica de ozono (p. ej., 50 ppm ± 5 ppm, partes por millón, por volumen) a una temperatura y humedad controladas (generalmente 40 °C ± 2 °C). Las muestras se estiran hasta alcanzar una elongación específica (p. ej., 20 %) y se mantienen en esa posición durante la exposición. Después de un tiempo especificado (p. ej., 24, 48 o 72 horas), se examinan visualmente o al microscopio para detectar grietas.
  • Prueba de deformación dinámica: Este método evalúa la resistencia al ozono bajo estiramiento y relajación cíclicos mediante la simulación de condiciones reales donde los materiales se someten a esfuerzos mecánicos repetidos. Las muestras se montan en una máquina de ensayos dinámicos que aplica deformación continua o intermitente (p. ej., de 0 a 20 % de elongación) mientras se exponen al ozono. Este método es especialmente importante para aplicaciones como neumáticos o correas, donde los materiales se someten a flexión repetida.
  • Pruebas de envejecimiento acelerado: Esta norma incluye disposiciones para realizar pruebas de envejecimiento acelerado que simulan la exposición prolongada al ozono durante un período más corto. Estas pruebas utilizan concentraciones más altas de ozono o temperaturas elevadas para acelerar la degradación, lo que permite a los fabricantes predecir el rendimiento del material durante períodos prolongados.

Esta norma incluye condiciones de prueba precisas. Por ejemplo,

  • Concentración de ozono: normalmente 25, 50, 100 o 200 ppm según los requisitos de la prueba.
  • Temperatura: Las pruebas estándar se realizan a 40 grados, pero se pueden utilizar diferentes temperaturas para aplicaciones específicas.
  • Humedad: controlada para garantizar resultados consistentes, ya que la humedad puede afectar la degradación del ozono.

Las muestras deben acondicionarse antes de la prueba para eliminar tensiones residuales (por ejemplo, a 23 grados más/menos 2 grados y 50 por ciento más/menos 5 por ciento de humedad relativa).

Para garantizar condiciones consistentes, se requieren cámaras de prueba de ozono especializadas, equipadas con generadores de ozono y controles ambientales precisos. Las cámaras deben cumplir con las normas ISO 1431 de precisión y repetibilidad.

La norma ISO 1431 proporciona métodos estandarizados para:

  • Control de calidad: Para garantizar que los materiales de caucho y plástico cumplan con los estándares de resistencia a la exposición al ozono.
  • Selección de materiales: para ayudar a los fabricantes a seleccionar materiales adecuados para condiciones ambientales específicas.
  • Desarrollo de productos: Orientar la formulación de compuestos resistentes al ozono como antiozonantes o ceras.
  • Cumplimiento normativo: Cumplir con los requisitos industriales y reglamentarios para productos como componentes automotrices y sellos industriales.

Esta norma es fundamental para industrias como la de neumáticos para automóviles, cintas transportadoras o sistemas de sellado, donde las fallas del material debido al agrietamiento por ozono podrían generar riesgos de seguridad o problemas de rendimiento.

Nuestra organización, con una larga trayectoria operativa y un seguimiento meticuloso de los avances científicos y tecnológicos globales, cuenta con un equipo cualificado y una amplia infraestructura para realizar pruebas, mediciones y análisis en una amplia gama de áreas para empresas de todos los sectores. En este contexto, también ofrecemos servicios de prueba conforme a la norma ISO 1431 "Caucho vulcanizado o termoplástico - Resistencia al agrietamiento por ozono".

WhatsApp