Cada vez tenemos más opciones a la hora de escoger un producto en el mercado. Todos nos hemos enfrentado ante la difícil decisión de escoger entre diferentes marcas o incluso entre diferentes modelos dentro de la misma marca. Este amplio abanico de posibilidades hace que los fabricantes busquen diferenciar sus productos respecto a la competencia.

Existen muchos aspectos clave que pueden diferenciar un producto respecto a sus competidores: precio, tamaño, diseño, calidad o durabilidad. De entre todos estos aspectos, la durabilidad es uno de los más importantes para muchos clientes a la hora de seleccionar un producto u otro. A nadie nos gusta que un producto que acabamos de comprar se deteriore pronto o que no dure todo lo que teníamos previsto.

Dentro de este marco, en el blog de hoy os vamos a hablar del envejecimiento acelerado, que es uno de los temas más importantes dentro de nuestra área de ingeniería forense. En concreto, os contaremos como se produce este envejecimiento en algunos productos o materiales, que agentes lo ocasionan y, lo más importante, como solucionar este tipo de problemas.

¿Qué es y cómo se genera un envejecimiento acelerado en un producto?

Por lo general, los fallos por envejecimiento acelerado se producen debido a la baja resistencia de un material, o un producto, ante la acción de un agente externo determinado. Un ejemplo típico de este tipo de envejecimiento es la decoloración los carteles publicitarios en las calles. En este caso, los rayos ultravioletas (UV) del sol degradan los pigmentos de las tintas o pinturas, generando una pérdida de color, que es signo de envejecimiento o degradación.

Este tipo de envejecimiento acelerado es uno de los más fáciles de reconocer a simple vista, sin embargo, existen numerosos casos de envejecimiento acelerado que son el principal motivo por el cual un producto falla, pierda alguna de sus principales propiedades o la calidad estética.

Por ello, conocer el origen del envejecimiento acelerado es el primer paso para dar con la solución correcta, de tal forma que se pueda prolongar la vida de cualquier material o producto para aumentar su valor.

¿Qué tipos de envejecimiento pueden aparecer en materiales o productos?

El envejecimiento acelerado se puede presentar de muchas formas, algunas son fácilmente detectables, como por ejemplo los carteles publicitarios que se degradan con el sol, mientras que otras no se detectan a simple vista. A continuación, os indicamos algunos de los tipos de envejecimiento acelerado más comunes:

  • Decoloración. Como os adelantábamos, la decoloración de un material es uno de los envejecimientos acelerados más comunes y más importantes, ya que genera una pérdida de color, efecto muy negativo en la calidad del producto. Por este motivo, la decoloración es un envejecimiento acelerado muy fácil de detectar, ya que afecta directamente al aspecto y diseño del producto, que es cada vez más importante. Algún ejemplo de este tipo de envejecimiento sería la pérdida de color en materiales plásticos, la decoloración de pinturas en fachadas, o el amarilleamiento que presentan las fundas de silicona de nuestros móviles.
  • Pérdida de propiedades mecánicas. A diferencia del anterior, la pérdida de propiedades mecánicas es un envejecimiento que no se observa a simple vista. Sin embargo, esto puede llegar a ser un problema importante ya que, si se produce la pérdida de propiedades mecánicas de un producto sin haberlo detectado, las consecuencias pueden llegar a ser muchos más graves que en el caso de la decoloración, que solo afecta al aspecto estético, sino que puede tener consecuencias que afectan a la seguridad del producto y por tanto de la persona. Algunos de los casos más típicos de este tipo de envejecimiento acelerado son la aparición de microgrietas en metales, consecuencia de fatigas, el aumento de la plasticidad, la reducción de la resistencia a la tracción en plásticos o la pérdida de dureza en superficies.
  • Oxidación o Corrosión. La baja resistencia de un material a la humedad o al contacto directo con el agua puede generar problemas importantes de envejecimiento acelerado por oxidación o corrosión. La corrosión se puede detectar a simple vista y puede llegar a suponer grandes riesgos de seguridad en instalaciones. Los ejemplos más típicos de envejecimiento acelerado por corrosión se producen en piezas metálicas que se encuentran en atmósferas con elevado vapor de agua o metales que tienen que estar sumergidos en agua salada. En este caso también estaríamos no solo ante un fallo estético sino de seguridad del producto.
  • Problemas de adhesión. Como ya hemos visto en otros blogs, los problemas de adhesión de pinturas o recubrimientos son muy comunes en algunos productos. En este caso nos centraremos en cómo se produce el envejecimiento acelerado de la adhesión entre la pintura o el recubrimiento y el material. Este envejecimiento acelerado se produce si la adhesión no es lo suficientemente resistente a las condiciones a las que se somete el producto. Los principales ejemplos de envejecimiento acelerado de adhesión serían la aparición defectos estéticos en pinturas o la pérdida de protección y funcionalidad de un recubrimiento sobre un material.
  • Pérdida de brillo. Al igual que la decoloración, la pérdida de brillo es un fallo muy común en algunos metales o plásticos. Este envejecimiento acelerado se puede apreciar fácilmente y se suele producir por el cambio de rugosidad de una superficie. Al ser un elemento estético, la pérdida de brillo puede afectar mucho a la calidad de un producto. Un ejemplo claro de este tipo de envejecimiento acelerado el rayado de metales en zonas estéticas de electrodomésticos, teléfonos móviles o joyería.
Estos son algunos de los fallos por envejecimiento acelerado más comunes, sin embargo, existen muchos más tipos. Cada uno de ellos se debe de estudiar en detalle para conocer el origen del problema y poder determinar cuál es la mejor solución.

Agentes externos que generan fallos por envejecimiento acelerado

Los fallos por envejecimiento acelerado se suelen producir por la acción de un agente externo que degrada alguno de los componentes del material o producto. A continuación, os indicamos que agentes externos son los más comunes:

  • Radiación solar. La acción del sol, más concretamente de la radiación ultravioleta (UV) es uno de los agentes externos con mayor influencia a la hora de generar un envejecimiento acelerado de un producto o material. Existen diferentes tipos de rayos ultravioleta (UV-A, UV-B o UV-C), que afectan de diferente forma a los materiales. Esta radiación suele afectar a materiales con pinturas, tintas o pigmentos, dando lugar a pérdidas de color, o incluso puede generar problemas de pérdida de propiedades mecánicas. 
  • Las temperaturas extremas actúan como un acelerador de cualquier proceso de envejecimiento en materiales y productos. Por lo general, las altas temperaturas pueden producir degradaciones de plásticos, corrosión de metales o incluso perdida de adhesión de pinturas o recubrimientos. Las bajas temperaturas suelen afectar a los polímeros por su efecto fragilizador. 
  • Choques térmicos. Continuando con la temperatura, los cambios bruscos de temperatura, o choques térmicos, también pueden ocasionar graves problemas de envejecimiento acelerado. Muchos materiales están preparados para soportar condiciones extremas de temperatura, sin embargo, los cambios bruscos no los soportan bien. Esto puede dar lugar a problemas mecánicos o grietas. 
  • Los ambientes húmedos o el contacto directo con agua pueden suponer un gran problema para algunos productos que no están preparados para ello. Este tipo de condiciones suele generar problemas de decoloración, corrosión, oxidación o perdida de funcionalidad de algún recubrimiento. 
  • Contacto con agentes químicos. Muchos productos se degradan al estar en contacto con agentes de limpieza limpiadores, ambientadores, aceites o cualquier otro compuesto químico. Esto puede generar defectos estéticos, o problemas graves de corrosión, que dan lugar a un envejecimiento acelerado del material. 
  • Estrés mecánico. El estrés mecánico al que se ven sometidos algunos elementos o materiales también puede ser un agente externo importante a la hora de generar un envejecimiento acelerado. Esto puede ocasionar problemas mecánicos en las piezas, o aparición de grietas. 

Además del efecto que producen por si solos, estos agentes se pueden combinar entre sí dando lugar a problemas muy graves para los materiales que componen un producto.

El principal problema que presenta el envejecimiento de un producto es el tiempo que tarda en manifestarse, que impide que se puedan tomar soluciones inmediatas. Por ello, es muy importante la experiencia previa en este tipo de casos y la realización de ensayos de envejecimiento acelerado en laboratorio.

Como solucionar un problema de envejecimiento acelerado

En ATRIA tenemos experiencia en dar solución a este tipo de fallos de envejecimiento acelerado. Como os adelantábamos, en cada caso se debe de encontrar el agente externo que está ocasionando el envejecimiento y detectar el componente que está fallando. A continuación, os indicamos la metodología de trabajo de ATRIA en este tipo de proyectos:

1.Caracterización del fallo . El primer paso para detectar el origen de un fallo de envejecimiento acelerado es caracterizar dicho fallo. Mediante esta caracterización es posible determinar el componente que está fallando y el agente externo que lo degrada. Para llevar a cabo este primer paso, en ATRIA contamos con equipos de caracterización, que nos permiten conocer el problema y proponer una serie de mejoras para solucionarlo.
2. Propuesta de mejora. Una vez conocido el fallo, se propondrán una serie de mejoras para proteger el componente que está fallando ante el agente externo que está generando el problema. Algunos ejemplos de mejora son:

  • Sustituir o modificar los pigmentos para evitar su degradación UV.
  • Utilizar aditivos que protejan a los materiales de los agentes externos.
  • Sustitución de materiales con mejor resistencia al agente externo.
  • Utilizar recubrimientos protectores del material para reducir la degradación ocasionada por el agente externo.
  • Rediseñar el material para reducir el estrés mecánico
  • Uso de recubrimientos protectores par pintura o recubrimiento.
  • ¡Y muchos más!
3. Ensayo de envejecimiento acelerado. Por último, para conocer que solución se comporta mejor, todas ellas deben de ser testeadas en equipos de envejecimiento acelerado. Este paso es fundamental, ya que una los problemas de envejecimiento pueden tardar días, meses o años en aparecer. Utilizando equipos de envejecimiento acelerado podemos llegar a simular años en días, de tal forma que se puede comprobar la eficacia de cualquier solución en cortos periodos de tiempo. Algunos de los equipos con los que contamos para llevar a cabo estos ensayos:

  • Cámaras climáticas, que nos permiten exponer al material o producto a diferentes condiciones de temperatura y humedad de forma controlada.
  • Cámara de choque térmico, capaz de someter a cualquier material a cambios bruscos de temperatura de forma acelerada y controlada.
  • Cabina de envejecimiento acelerado por luz artificial o ultravioleta. Este equipo permite controlar el efecto que ejerce una luz determinada, con diferentes longitudes de onda, sobre los materiales. Además, se puede controlar la humedad y la temperatura de la cabina, lo que permite controlar varias variables a la vez.
  • Cabina de niebla salina, con el que se puede acelerar el proceso de corrosión de piezas ante condiciones extremas de humedad y salinidad.
  • Equipo de abrasión estandarizada, que permite someter a materiales o recubrimientos a un efecto de abrasión controlado y comparar resultado.
Todos estos equipos pueden trabajar bajo normas determinadas o se pueden programar para realizar ensayos personalizados. En próximos blogs os contaremos con más detalle como funcionan estos equipos y los ensayos que se pueden realizar con ellos.

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