Desde aquellos que “muerden” un trozo de goma a los que utilizan costosos y sofisticados equipos de ensayo, todos sabemos que ensayar es un aspecto importante en cualquier empresa que fabrica artículos de caucho. Es interesante reflexionar sobre el por qué lo hacemos y qué esperamos de dichos ensayos.
Supongamos que queremos desarrollar un nuevo producto que nos puede incrementar nuestras ventas y ganancias. Este requerimiento puede tener varios orígenes, desde el pedido de una empresa automotriz para un nuevo vehículo de alta gama, hasta el pedido de un vendedor para hacer un artículo que será utilizado por un ama de casa. En el primer caso tendremos una detallada especificación, con todas las propiedades que el artículo debe cumplir, para tener una satisfactoria performance en servicio.
En el segundo caso, el vendedor y el técnico, de común acuerdo establecerán algunos pocos requisitos que hagan que el producto satisfaga al ama de casa.
En ambos casos debemos verificar si el compuesto con que se fabricará el producto, cumple con lo requerido y para eso estaremos haciendo ensayos. El gran problema en esta industria es que los materiales con que trabajamos son intrínsecamente complejos. Al ser sólidos viscoelásticos sus propiedades se modifican no sólo por efecto de la temperatura, sino que
en mayor o menor medida varían a lo largo del tiempo (por su propia historia de deformación y/o por envejecimiento). Esto hace que los ensayos tengan mayor variabilidad y en muchos casos que no haya una norma internacionalmente aceptada para ensayar una dada propiedad, lo que hace el tema más complejo y proclive a discusiones.
Supongamos ahora que hemos logrado desarrollar un producto satisfactorio para nuestro cliente y queremos producirlo en serie. Cómo hacemos para asegurarnos que el producto fabricado masivamente cumple con los requisitos tal como fue logrado en las muestras aprobadas? Nuevamente debemos hacer un número mínimo de ensayos que nos aseguren la calidad y consistencia de los productos que fabricamos. Y esto es válido para empresas grandes o pequeñas, productos simples o sofisticados, variando sólo la cantidad y complejidad de los ensayos.
Como vemos, tanto durante el desarrollo como durante la fabricación, debemos caracterizar el producto mediante ensayos. No basta con verlo, tocarlo, olerlo o morderlo, nuestros sentidos no son suficientes para asegurar que logramos el producto que pretendemos. Pero como podríamos clasificar los ensayos disponibles? Una posible clasificación es ensayos que miden:
a) Propiedades fundamentales
b) Propiedades aparentes
c) Propiedades funcionales
Las propiedades fundamentales son intrínsecas del material e independientes del método de medición. Por ejemplo la densidad de un compuesto vulcanizado, la conductividad eléctrica, etc. Con excepción de la densidad, no son frecuentemente usadas para control de la calidad.
Cuando hablamos de las propiedades aparentes, son propiedades cuya medición depende del método de ensayo utilizado y su valor está dado porque correlacionan con propiedades en servicio. Estos ensayos son los más usados, tanto durante la etapa de desarrollo como durante el control de calidad. Ejemplos de este tipo son las propiedades físicas (resistencia a la tracción, elongación de rotura, módulo al 300%), dureza, rebote, resistencia a la abrasión, resistencia al desgarre, etc. La ventaja de estos ensayos es que el equipamiento para realizarlos tiene un costo razonable, son bastante rápidos y, teniendo cuidado en su realización, los resultados son bastante reproducibles. Lo que no debemos perder de vista es que estos ensayos miden propiedades en condiciones bastante diferentes a las de uso del producto. Por ejemplo, es muy improbable que deforme el artículo de caucho hasta un 300% y sin embargo es común medir el módulo a esa deformación. Algo similar pasa con la abrasión que puedo medir en un equipo de laboratorio y la abrasión en el uso de un piso, una suela o un neumático. Pero en los dos casos citados, hay una correspondencia entre lo que mido y lo que ocurre en servicio. Puedo llegar a establecer que si el módulo al 300% está entre ciertos valores, el comportamiento en servicio del producto será adecuado. Lo mismo con la abrasión, puedo llegar a establecer que si el desgaste es menor a un cierto valor el piso o la suela tendrán un desgaste satisfactorio.
En el caso de las propiedades funcionales los ensayos simulan las condiciones de uso del producto, generalmente con mayor severidad o exigencia para acelerar la falla. Son complejos de implementar, requieren mucho tiempo de ensayo y sus resultados están fuertemente asociados al tipo de producto. Ejemplos de esto los tenemos en ensayos de durabilidad de correas, neumáticos, piezas goma-metal sometidas a deformaciones repetidas, etc. Normalmente esperamos que la vida útil del producto sea muy superior al tiempo del ensayo, lo que nos obliga a establecer algún tipo de correlación entre la duración en el ensayo y la duración en servicio. Por ejemplo, un neumático de carga que dura en la rueda de pruebas 250 horas en determinadas condiciones de carga, temperatura, etc, me permite predecir que en servicio tendrá un bajo nivel de fallas hasta el final de su vida útil. Con esto puedo establecer un criterio de mínima para el control de la calidad de los productos.
Espero haber podido explicar la necesidad e importancia de ensayar los compuestos de caucho, ahora queda la etapa de seleccionar el o los ensayos más convenientes y su implementación. Pero eso es otra historia!
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