Realización del ensayo en la mitad de tiempo
Ensayos más eficientes gracias a la tecnología de refrigeración mediante CO2
La nueva tecnología de refrigeración mediante CO2 para simulación ambiental no solo cumple los requisitos de la normativa europea sobre gases fluorados para sistemas de refrigeración de una etapa, sino que, entre otras cosas, también puede acelerar los procesos en el laboratorio de ensayos. Con el rango de temperatura ampliado hasta -50 °C de las nuevas cámaras de ensayos, es posible realizar cambios en programas de ensayo anteriores, que, en parte, conllevan importantes ahorros de tiempo.
En el ejemplo de la IEC 60068-2-14 (Ed. 7), se demuestra que, según los parámetros seleccionados, los ensayos pueden realizarse en menos de la mitad del tiempo que se requería antes. Una situación típica es el ensayo de componentes electrónicos con las temperaturas preferentes TA -40 °C y TB +85 °C según el caso de ensayo Na. Debido a la «Severidad aumentada» que se describe en la norma, se puede ajustar el estrés térmico que actúa sobre el objeto de ensayo. Los valores nominales de temperatura para el ensayo se establecen por debajo o por encima de las temperaturas objetivo (p. ej., -40 °C y +85 °C) durante un tiempo determinado. Debe tenerse en cuenta que, a menos que se especifique lo contrario en la norma de ensayo pertinente, las temperaturas nominales deben seleccionarse de la IEC 60068-2-1.
Según estos datos, la siguiente temperatura preferente sería de -50 °C. A menudo es conveniente aplicar la misma diferencia de temperatura de 10 K para el valor superior TBi. Si la temperatura nominal de la cámara de ensayos se establece temporalmente en -50 °C y +95 °C para los intervalos «ts*» de la norma de ensayo, el cambio de temperatura del objeto de ensayo puede acelerarse significativamente.
La comparación real del ensayo descrito en cámaras de ensayos de 600 l, por lo demás idénticos, con tecnología de refrigeración mediante R-449A a -40 °C y tecnología de refrigeración mediante CO2 a -50 °C, con un cubo de aluminio de 10 cm como objeto de ensayo y un tiempo de permanencia de t1 = 10 h, dio como resultado los siguientes valores:
- Velocidad de enfriamiento promedio de los objetos de ensayo hasta una temperatura interna de -40 °C
| Sistema de R449A | Sistema de R744A CO2 | |
| Valor nominal de ajuste +85 °C a -40 °C | 0,3 K/min | 0,5 K/min |
| Valor nominal de ajuste +95 °C a -50 °C | no posible | 0,9 K/min |
- Tiempo de enfriamiento hasta temperatura interna del objeto de ensayo -40 °C
| Sistema de R449A | Sistema de R744A CO2 | |
| Valor nominal de ajuste +85 °C a -40 °C | 7:03 h | 4:01 h |
| Valor nominal de ajuste +95 °C a -50 °C | no posible | 2:14 h |
Incluso sin la «Severidad aumentada», el cambio de temperatura del objeto de ensayo es unas tres horas más rápido con la tecnología de refrigeración mediante CO2. Esto se debe principalmente a la fuerte caída de la capacidad de refrigeración del sistema de R-449A con una temperatura final posible de -40 °C. Se requiere mucho tiempo para llevar el objeto de ensayo de -30 °C a -40 °C.
La reducción adicional del tiempo de prueba que se muestra en el ejemplo es posible con la desviación de temperatura temporal de -50 °C. El aire entrante alcanza rápidamente -50 °C y solo se regula a -40 °C cuando la temperatura interna del objeto de ensayo se acerca a la temperatura objetivo de -40 °C (∆Ts). Si desea que la programación sea más eficiente, hay disponible un paquete de accesorios para las cámaras de ensayos de Weiss Technik, que contiene un sensor de temperatura y programas de ensayo adecuados.
También se puede ahorrar tiempo con dispositivos de -70 °C. Sin embargo, el consumo de energía es mayor. Es difícil lograr una reducción adicional con desviaciones de temperatura aún mayores, ya que esto puede conducir rápidamente a un aumento no previsto de la intensidad del ensayo (especialmente a altas temperaturas). Si el ahorro de tiempo no es el parámetro principal, también se puede conseguir una mayor eficiencia aumentando el número de objetos de ensayo que se someten al mismo tiempo a cambios de temperatura en la cámara de ensayo.
El mayor rendimiento de los dispositivos de CO2, junto con la modificación de las especificaciones normativas, comporta una mayor capacidad de ensayo. Esto también se aplica, entre otras cosas, a los ensayos según la norma IEC 60068-2-2, casos de ensayo Bd y Be.
Si es necesario sustituir las cámaras de ensayos, en el caso de un dispositivo antiguo con una temperatura mínima de -40 °C basta con sustituirlo por una tecnología de refrigeración mediante CO2 hasta -50 °C. En muchos casos, también es posible sustituir un dispositivo con una temperatura mínima de -70°C, con unos costes de inversión considerablemente inferiores. La capacidad de refrigeración de una cámara de ensayos de -50 °C con tecnología de CO2 a -40 °C es aproximadamente la mitad que la de una cascada de -70 °C. En particular, esto es suficiente para los requisitos de la norma IEC 60068-2-1, casos de ensayo Ab, Ad y Ae.