Control de calidad y medición de parámetros
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Control de calidad y medición de parámetros

Enero de 2007
Las paradas de producción y el rechazo de productos van en contra de la rentabilidad. Una opción para evitarlos es invertir en pruebas, monitoreo y control.

Detectar fallas durante la operación permite mejorar la calidad de los procesos de transformación, optimizar el uso de la materia prima y reducir el número de artículos terminados defectuosos. Para llegar a este grado de control, es necesario conocer las propiedades que requiere el diseño de un producto y los métodos estandarizados mediante los cuales se deben llevar a cabo las pruebas requeridas. A continuación presentamos algunas tecnologías para medir las propiedades de ciertos productos, así como para monitorear y controlar sus procesos.

A la hora de especificar las propiedades de un producto, sin importar el material del que esté fabricado, es importante indicar las condiciones en las cuales se efectúa el ensayo de dicha propiedad. Los plásticos son especialmente sensibles a cambios de temperatura y de humedad relativa, por esta razón, una prueba en condiciones controladas de laboratorio puede diferir sustancialmente de pruebas que se ejecutan, por ejemplo, en la planta de producción. La norma ASTM D 618 -- 05 indica las condiciones estándar para realizar ensayos, las tolerancias para estas condiciones, la preparación de muestras para ensayos y la manera en que deben ser reportados los resultados para su interpretación.

Medición de las propiedades de los materiales
En gran parte, el desempeño de un producto plástico ante diversas condiciones y combinaciones de carga, temperatura y ciclo de uso depende del comportamiento del material con el cual fue fabricado. La calidad y la durabilidad de cierto producto dependen de la capacidad del fabricante de garantizar que las propiedades usadas para su diseño no difieren de manera significativa de un lote a otro. Las propiedades de esfuerzo, cedencia a tensión, viscosidad a cierta temperatura o resistencia deben ser ampliamente conocidas por el procesador.

Dos nuevos equipos de Anton Paar permiten conocer la viscosidad del fundido. El primero es el viscosímetro Stabinger SVM 3000, capaz de cuantificar las viscosidades cinemática y dinámica según las normas ASTM D 7042 y ASTM D 2270. Gracias a su mecanismo de funcionamiento, este viscosímetro sólo requiere una muestra de 2.5 mL para hacer el análisis, y puede trabajar en ambientes donde hay movimiento o vibraciones. Una de las grandes ventajas de este equipo es su capacidad de medir la densidad al tiempo con la viscosidad. Así, se elimina la necesidad de mediciones por separado. El modelo permite conocer el comportamiento de la viscosidad en un rango de temperaturas de 15 a 105°C. Su rango de medición de viscosidad dinámica es de 0.2 a 20,000 mPa.s y su rango de densidad es de 0.65 a 3 g/cm3.

El segundo de estos equipos es el Microviscosímetro Automatizado AMVn. A diferencia del SVM 3000, su principio de funcionamiento es la ley de Stoke, y se mide el tiempo durante el cual una esfera desciende en un capilar inclinado con una muestra del líquido. Esta muestra puede ser de tan sólo 0.15 mL. El resultado se obtiene como viscosidad dinámica o cinemática si se conoce el valor de la densidad. El rango de medición del AMVn es de 0.3 a 20.000 mPa.s dentro de un rango de temperatura de 10 a 100°C, controlado por un termostato Peltier incluido. Anton Paar también ofrece soluciones de control de temperatura para la medición de propiedades reológicas con sus reómetros Physica. Para cada aplicación y para cada sistema de medición existe un control especial.

Por último, el control de temperatura más preciso y más uniforme se logra con el sistema por convección. Este sistema usa el calentamiento eléctrico para calentar el gas dentro de la cámara y obtener la mayor uniformidad gracias a la convección. De esta manera, la distribución de temperatura es completamente simétrica dentro de toda la cámara, en un rango que va de temperatura ambiente hasta 600 ó 1000°C, de acuerdo con la cámara usada. Si se requiere enfriamiento, un evaporador de nitrógeno puede reducir la temperatura hasta -150°C.

De otra parte, una de las pruebas más conocidas para conocer el comportamiento de un material bajo carga es el ensayo a tensión. Para este ensayo, Lloyd Instruments ofrece sus extensómetros de la serie EX Plus, especiales para plásticos semirígidos, elastómeros y cauchos. En cuanto a su desempeño, la serie EX puede tener recorridos de 250 u 800 mm. y acepta muestras hasta de 25 mm. de espesor. Cumple el estándar ISO 9513:2002 para la calibración de extensómetros usados en tensión unidireccional.

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