Cámaras climáticas de niebla salina para ensayos de corrosión cíclica acelerada.

La mayoría de los metales, sobre todo los de base ferromagnética, cuando están expuestos a la niebla salina atmosférica, propia del ambiente marino húmedo y en presencia de oxígeno, sufren alteraciones químicas estructurales basadas en fenómenos de oxidación-reducción. Estos cambios químicos acaban por desembocar en un proceso de desintegración conocido comúnmente como corrosión.

El tiempo necesario para que comience a desencadenarse el proceso de corrosión, depende de la composición de los metales, la temperatura, el grado de humedad, la concentración de sales, presencia de otros contaminantes, etc., y finalmente del grado de protección de los acabados.

En ocasiones podemos ver, en zonas costeras, "aceros inoxidables" (sin protección), teñidos de las típicas manchas rojizas del óxido de hierro, debido a que son de baja calidad. Si se acerca un imán a estos aceros, se puede comprobar que son atraídos, cosa que no sucede con los aceros inoxidables de alta calidad tal como el AISI 316-L, AISI 316 Ti, etc., los cuales son totalmente antimagnéticos.

No obstante, en otras ocasiones, nos encontramos con grandes estructuras de hierro, dotadas de recubrimientos de alta calidad, que resisten muy bien los efectos de la corrosión, aunque requieren una gran servidumbre de mantenimiento. Es el caso de puentes como el Golden Gate de San Francisco, la torre Eiffel de París, las plataformas petrolíferas, los grandes barcos semisumergíbles para trasladar grandes cargas, etc.

Para estudiar a escala de laboratorio las aleaciones y composiciones metálicas más resistentes y las protecciones más eficaces, se utilizan las cámaras de ensayos de corrosión acelerada.

Los ensayos de realizan bajo normas internacionales las cuales son adoptadas por los diversos países y traducidas a sus respectivos idiomas.

Los ensayos más antiguos y que siguen siendo los más comunes en la actualidad, están basados en la permanencia de las probetas en una atmósfera húmeda de cloruro sódico atomizado, a temperatura controlada, durante un determinado periodo de tiempo. Transcurrido el cual el ensayo finaliza.

No obstante, en la actualidad, cada vez es mayor el número de sectores que demandan normas basadas en ensayos combinados de ciclos repetitivos formados por periodos de spray salino, seguidos de periodos de secado controlado y posterior humidificación. Estos ensayos reproducen mucho más fielmente la realidad que los anteriores.

Como de lo que se trata es de reproducir a escala de laboratorio lo que sucede en la vida real, es totalmente válida la observación siguiente: Se corroe menos el ancla de un barco hundido, sumergida en el mar, que el ancla de un buque operativo (votar y zarpar, repetitivamente), sometida a los ciclos ambientales diarios, con fases de niebla salina, secado y alta humedad, conjuntamente con las variaciones térmicas entre la noche y el día.

La primera cámara de ensayos por niebla salina fue suministrada por CCI a la compañía Auxiliar de los Ferrocarriles (Macosa) en los años setenta del siglo pasado. Desde entonces el desarrollo tecnológico ha sido constante.

Corrosión de aleaciones metálicas. Caracterización con cámaras climo-salinas.

Cuando las aleaciones metálicas, especialmente las de base ferromagnética, son expuestas a las condiciones climáticas químicamente activas, tales como los ambientes contaminados industriales o urbanos, y sobre todo en climas marinos, se producen fenómenos electroquímicos que redundan en su deterioro por corrosión.

La evaluación de la resistencia a la corrosión de las aleaciones metálicas se determina a escala de laboratorio mediante cámaras climáticas de ensayos y de niebla salina, bajo métodos internacionalmente certificados.

Las cámaras de corrosión cíclica, también denominadas cámaras climosalinas, son equipos de ensayos ambientales en los cuales se alternan de forma totalmente automática ciclos climáticos formados por fases secuenciadas de niebla salina normalizada, secado normalizado y clima húmedo normalizado, de manera repetitiva y precisa.

Existen multitud de normas que rigen este tipo de ensayos; desde las normativas privadas desarrolladas por compañías tales como Nissan, Renault, General Motors (como es el caso de la norma GM 60-203), Ford, etc., hasta las exigibles por los propios países normalizadores, como es el caso de las normas UNE, DIN, ASTM, PROHESION, MIL STD, etc.

CCI viene desarrollando desde 1967, bajo la Certificación AENOR, cámaras de simulación climática, entre las que se encuentran las cámaras de ensayos de corrosión acelerada capaces de reproducir cualquier ambiente marino que pueda encontrarse en nuestros mares y océanos y acelerarlo a requerimiento. A este respecto es de destacar que CCI ha desarrollado este tipo de cámaras para el Centro Nacional de Investigaciones metalúrgicas CENIM, perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas, y las compañías más relevantes del sector, entre otras entidades públicas y universidades diversas.

Cámaras climáticas de niebla salina para ensayos de corrosión cíclica acelerada.

La mayoría de los metales, sobre todo los de base ferromagnética, cuando están expuestos a la niebla salina atmosférica, propia del ambiente marino húmedo y en presencia de oxígeno, sufren alteraciones químicas estructurales basadas en fenómenos de oxidación-reducción. Estos cambios químicos acaban por desembocar en un proceso de desintegración conocido comúnmente como corrosión.

El tiempo necesario para que comience a desencadenarse el proceso de corrosión, depende de la composición de los metales, la temperatura, el grado de humedad, la concentración de sales, presencia de otros contaminantes, etc., y finalmente del grado de protección de los acabados.

En ocasiones podemos ver, en zonas costeras, "aceros inoxidables" (sin protección), teñidos de las típicas manchas rojizas del óxido de hierro, debido a que son de baja calidad. Si se acerca un imán a estos aceros, se puede comprobar que son atraídos, cosa que no sucede con los aceros inoxidables de alta calidad tal como el AISI 316-L, AISI 316 Ti, etc., los cuales son totalmente antimagnéticos.

No obstante, en otras ocasiones, nos encontramos con grandes estructuras de hierro, dotadas de recubrimientos de alta calidad, que resisten muy bien los efectos de la corrosión, aunque requieren una gran servidumbre de mantenimiento. Es el caso de puentes como el Golden Gate de San Francisco, la torre Eiffel de París, las plataformas petrolíferas, los grandes barcos semisumergíbles para trasladar grandes cargas, etc.

Para estudiar a escala de laboratorio las aleaciones y composiciones metálicas más resistentes y las protecciones más eficaces, se utilizan las cámaras de ensayos de corrosión acelerada.

Los ensayos de realizan bajo normas internacionales las cuales son adoptadas por los diversos países y traducidas a sus respectivos idiomas.

Los ensayos más antiguos y que siguen siendo los más comunes en la actualidad, están basados en la permanencia de las probetas en una atmósfera húmeda de cloruro sódico atomizado, a temperatura controlada, durante un determinado periodo de tiempo. Transcurrido el cual el ensayo finaliza.

No obstante, en la actualidad, cada vez es mayor el número de sectores que demandan normas basadas en ensayos combinados de ciclos repetitivos formados por periodos de spray salino, seguidos de periodos de secado controlado y posterior humidificación. Estos ensayos reproducen mucho más fielmente la realidad que los anteriores.

Como de lo que se trata es de reproducir a escala de laboratorio lo que sucede en la vida real, es totalmente válida la observación siguiente: Se corroe menos el ancla de un barco hundido, sumergida en el mar, que el ancla de un buque operativo (votar y zarpar, repetitivamente), sometida a los ciclos ambientales diarios, con fases de niebla salina, secado y alta humedad, conjuntamente con las variaciones térmicas entre la noche y el día.

La primera cámara de ensayos por niebla salina fue suministrada por CCI a la compañía Auxiliar de los Ferrocarriles (Macosa) en los años setenta del siglo pasado. Desde entonces el desarrollo tecnológico ha sido constante.

Cámaras climáticas de ensayos de corrosión de recubrimientos electrolíticos.

Cuando hablamos de recubrimientos electrolíticos, nos estamos refiriendo al empleo de mecanismos para luchar contra la corrosión, tales como el empleo de inhibidores o recubrimientos, destinados a proteger los metales contra dicho proceso de desintegración estructural.

A lo largo de la historia son muchos los tipos de recubrimientos empleados para la protección de los metales, de los cuales, unos han sido prohibidos por su efecto contaminante, y otros se han dejado de usar debido a su baja eficacia protectora.

Hoy en día los químicos trabajan incansablemente por conseguir productos cada vez más económicos y duraderos.

Para ensayar la resistencia de los recubrimientos electrolíticos se emplean las cámaras de ensayos de corrosión de laboratorio, tales como las cámaras de corrosión marina, de corrosión por atmósfera industrial y urbana, etc., como la cámara de ensayos por niebla salina según ASTM B-117 y sus homólogas, tal como la presentada en la imagen adjunta.

CCI desarrolla desde el año 1967, bajo la certificación AENOR, cámaras de ensayos de corrosión por niebla salina, de corrosión industrial y urbana, y de simulación climática para investigación y control de calidad. A este respecto es de destacar que CCI ha fabricado este tipo de cámaras de ensayos para las entidades de la máxima relevancia y los centros de investigación más prestigiosos existentes en la actualidad, tales como el Centro Nacional de Investigaciones metalúrgicas (CENIM), Empresa Nacional Siderúrgica (ENSIDESA), Instituto de Técnica Aeroespacial (INTA), AIRBUS, fabricantes de automóviles, etc.

Cámaras climáticas de atmósfera sulfúrica.

Las cámaras climáticas de ensayos en atmósfera sulfúrica húmeda, o de ensayos Kesternich, permiten realizar dos tipos de ensayos en el mismo equipo:

a) Ensayos de corrosión mediante gas sulfuroso a temperatura controlada y con humedad saturada, según norma DIN 50.018 (y sus equivalentes).

b) Ensayos humidostáticos a temperatura controlada y con humedad saturada, según norma DIN 50.017 (y sus equivalentes).

El ensayo de corrosión Kesternich pretende simular la contaminación industrial y urbana, generada como consecuencia de la liberación a la atmósfera de gas SO2 procedente de los combustibles fósiles, el cual en presencia del oxígeno del aire pasa a SO3, que a su vez en presencia de vapor de agua se ioniza creando el ión sulfúrico responsable de la corrosión ácida mencionada.

Aunque se trata de un equipo de baja complejidad, la normativa vigente de seguridad en las máquinas CE hace que la fabricación deba realizarse con materiales resistentes a los incidentes térmicos en presencia de gases sulfúricos carbonizantes de la materia orgánica. Es decir, aceros inoxidables especiales y vidrio securizado.

CCI viene desarrollando desde el año 1967, bajo la certificación AENOR, cámaras de ensayos Kesternich, climáticos y de simulación ambiental para investigación y control de calidad. A este respecto es de destacar que CCI ha desarrollado este tipo de cámaras para las entidades de la máxima relevancia y los centros de investigación más prestigiosos existentes en la actualidad.

Cámaras climáticas para ensayos de fatiga termo-mecánica.

Definimos como fatiga termo-mecánica al sufrimiento estructural, o fatiga mecánica, provocada por los cambios térmicos repetitivos a los que se ven sometidos los materiales, los mecanismos y los sistemas en general, cuando están sometidos a las condiciones de servicio.

Decimos “fatiga mecánica provocada por cambios térmicos”, porque en realidad está generada por variaciones dimensionales sistemáticas de las estructuras constituyentes de los materiales, tanto inorgánicas como orgánicas, metalográficas, macromoleculares, etc., así como también de cualesquiera mecanismos, sean simples (coexistencia de materiales con coeficientes de dilatación homogéneos), o complejos (como en el caso de elementos constituidos por materiales cuyos coeficientes de dilatación son claramente diferenciados).

La magnitud de la fatiga térmica sobrevenida depende de muy diversos factores:

- Valor absoluto de la diferencia térmica comprendida entre la temperatura más baja y la más alta.

- Límite de temperatura bajo cero.

- Límite de temperatura sobre cero.

- Velocidad de cambio térmico en ascenso y en descenso (gradientes térmicos de calentamiento y enfriamiento).

- Tiempo de permanencia en cada nivel térmico.

- Numero de ciclos repetitivos.

- Esfuerzos dinámicos adicionales en condiciones de uso.

- Composición y naturaleza de los especimenes:

Materiales simples o compuestos, su masa relativa, conductividad térmica, coeficientes de dilatación lineal, punto de reblandecimiento vicat, punto de fusión, punto de congelación, límite elástico, grados de dureza, resistencia al desgaste, resistencia al impacto en frió y en caliente, límite de rotura y deformación a tracción, compresión, flexión, torsión, etc., etc.

- Sistemas y mecanismos formados por materiales de respuesta térmica diferenciada.

Entre otros.

Como resumen, y sin entrar en mayores tecnicismos, podríamos decir que el efecto repetitivo de la deformación de la variación dimensional de los materiales, por acción de contracciones y dilataciones sistemáticas, es la que provoca la fatiga estructural de los mismos, con la consecuencia de una disminución de la resistencia a las condiciones de uso.

Lo mismo es aplicable a mecanismos complejos, automatismos y sistemas en general, con la agravante de que en estos casos las consecuencias son de efecto multiplicativo.

Del conocimiento exhaustivo del comportamiento de los productos, dependerá la determinación de la fiabilidad de los mismos y de su vida útil.

Para llevar a cabo los ensayos de fatiga térmica a escala de laboratorio, se emplean las cámaras y los bancos de ensayos.

Cámaras de ensayos:

Pueden ser de un solo recinto, en el cual se programan los gradientes de enfriamiento y calentamiento, los límites mínimo y máximo frío/calor, y el número de ciclos repetitivos, y de dos recintos, en cuyo caso las muestras pasan de las altas a bajas temperaturas, y viceversa, de forma instantánea.

En la imagen se ofrece una cámara de choque térmico súbito de tres compartimentos, según MIL STD 810-D con cámara intermedia ambiental.

Bancos de ensayos:

Los bancos de ensayos están formados por las cámaras anteriormente descritas, a las cuales se les adicionan sistemas dinámicos para la realización de esfuerzos mecánicos en condiciones aceleradas de uso.

CCI viene desarrollando desde el año 1967 cámaras de ensayos climáticos y de simulación ambiental para investigación y control de calidad. A este respecto es de destacar que CCI ha desarrollado este tipo de cámaras climáticas para las entidades de la máxima relevancia y los centros de investigación más prestigiosos existentes en la actualidad, tales como el Consejo Superior de Investigaciones Científicas, INTA, AIRBUS, CASA, etc.

Cámaras climáticas de fosilización artificial

Las cámaras climáticas de fosilización artificial, también denominadas cámaras de intemperismo, o de erosión, lo que hacen es reproducir el deterioro por el paso del tiempo, o en mayor grado, la desintegración y descomposición de los materiales inorgánicos u orgánicos depositados en la superficie terrestre o próxima a ella, como consecuencia de su exposición a los agentes atmosféricos y/o agentes biológicos.

También puede definirse como la descomposición geológica estructural; sería un proceso estático por el cual los materiales se rompen en pequeños fragmentos, se disuelven, se descomponen, y/o se forman nuevos minerales. Se posibilita así la remoción y el transporte de detritus en la etapa siguiente que vendría a ser la erosión. La meteorización entonces, al reducir la consistencia de las masas pétreas, abre el camino a la erosión.

Para poder investigar estos procesos a escala de laboratorio CCI ha desarrollado una cámara denominada METEOTRON capaz de simular las condiciones ambientales responsables de la erosión, tales como: Lluvia, viento, cambios térmicos, humedad, hielo y deshielo, radiación solar, concentraciones variables de gases tales como el CO2 (carbonatación), etc., en presencia de otros agentes biológicos involucrados en capa proyecto de investigación.

Esta novedosa cámara de investigación está capacitada para realizar cambios cíclicos repetitivos acelerados, de tal manera que el efecto de exposición natural de varios años puede ser reproducido en pocos días en el laboratorio.

Su aplicación no solo es de interés en el campo de la mineralogía y geología, sino también en el sector de la construcción y en investigación multidisciplinar.

CCI viene desarrollando desde 1967 cámaras de simulación climática, entre las que se encuentran las cámaras METEOTRON capaces de reproducir de forma artificial los efectos de la erosión ambiental. A este respecto es de destacar que CCI ha desarrollado este tipo de cámaras para el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), entre otras entidades relevantes, universidades y centros tecnológicos diversos.

Cámaras climáticas para ensayos de materiales de construcción

Si hay materiales que son susceptibles de sufrir los efectos de las condiciones climáticas, estos son los materiales de construcción, de ahí la importancia que tiene el estudio, la investigación climática y el control de calidad de este tipo de materiales, tanto de obra pública (viaductos, autopistas, puentes, etc.), como de la edificación en general, por la enorme trascendencia que ello tiene, no solo para evitar deterioros prematuros por el envejecimiento ambiental y el uso, sino también y de forma fundamental para evitar graves accidentes y sus consecuencias.

Para llevar a cabo estos ensayos a escala de laboratorio, la Organización CCI ha desarrollado cámaras climáticas de ensayo específicas capaces de reproducir cualquier condición climática ambiental de forma acelerada y, con ello, poder realizar la reproducción de los ensayos climáticos normalizados, entre los que cabe destacar:

· Cámaras climáticas de ensayos para curado de probetas de hormigón con alta humedad.

· Cámaras climáticas para ensayos de probetas de mortero.

· Cámaras climáticas de carbonatación.

· Cámaras climáticas de ensayos para simulación de atmósferas gaseosas controladas de granjas (amónico/carbónico, etc.), para ensayos de prefabricados.

· Cámaras climáticas para ensayos de heladicidad (hielo/deshielo).

· Cámaras climáticas para ensayos de tejas de hormigón y de cerámica, ladrillos, bloques, piedra, granitos ornamentales, pizarra, áridos, etc., conforme a las nuevas directivas.

· Cámaras climáticas para ensayos de difusibilidad de materiales aislantes.

· Baños climáticos para estudios de absorción de agua de materiales aislantes.

· Cámaras climáticas de ensayos para reproducción solar, envejecimiento acelerado e investigación del vidrio (acristalamientos, etc.), mediante lámparas de xenón, para reproducción ultravioleta UV.

· Cámaras climáticas de ensayos de corrosión para carpintería metálica.

· Cámaras climáticas de alta temperatura, hornos y estufas para ensayos de corrugados para hormigón armado.

· Cámaras climáticas a medida de gran tamaño para ensayo de prefabricados completos, etc.

CCI viene desarrollando desde el año 1967 cámaras de ensayos climáticos y de simulación ambiental para investigación y control de calidad, entre los que cabe señalar el sector de la construcción. A este respecto es de destacar que CCI ha desarrollado este tipo de cámaras climáticas para las industrias y entidades de la máxima relevancia y los centros de investigación más prestigiosos existentes en la actualidad, tales como el Instituto Eduardo Torroja de materiales de construcción, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas CSIC.