¿Qué es una prueba de impacto? Guía de las pruebas de impacto y caída de botellas y cierres

hace 2 horas

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Una prueba de impacto mide qué tan bien resiste un envase o un cierre un golpe repentino. Se aplica a la muestra una energía conocida, mediante un péndulo, una bola que cae o la caída del propio envase, y después se inspecciona la muestra en busca de roturas o grietas. Las pruebas de impacto y de caída se utilizan para botellas y frascos de vidrio, botellas de PET y cierres plásticos, que están expuestos a golpes en las líneas de llenado, durante el transporte y en manos de los consumidores.

¿Cómo funciona un probador de impacto?

Todos los probadores de impacto se basan en el mismo principio, la conservación de la energía. Una masa elevada a cierta altura almacena energía potencial, igual a su masa multiplicada por la gravedad y por la altura. Cuando se suelta la masa, esa energía se convierte en la energía del impacto.

Impacto de péndulo: un péndulo se eleva hasta un ángulo y se suelta contra la botella. Cuanto mayor es el ángulo, mayor es la energía de impacto. En el GBIT de AT2E, la energía se lee directamente en una escala de energía, hasta 2,6 J.

Caída de bola: una bola de acero de masa conocida cae por un tubo guía sobre el cierre. En el BIT-1 de AT2E, una bola de acero de 286 g cae por un tubo guía de 762 a 1000 mm de altura; con esa altura, la energía de impacto teórica (m·g·h) es de unos 2,1 a 2,8 J.

Prueba de caída: el propio envase lleno cae desde una altura fijada sobre una superficie dura. El PBDT-1 de AT2E deja caer botellas de PET desde 800 hasta 1950 mm, en posición vertical u horizontal.

Aplicaciones principales

Botellas y frascos de vidrio: resistencia al impacto del cuerpo, el hombro o el fondo, con un punto de impacto ajustable.

Cierres plásticos: resistencia al impacto de las tapas en botellas de vidrio y de PET.

Botellas de PET: resistencia a la caída de botellas llenas, con un probador de caída diseñado con referencia a los requisitos de la ISBT.

Simulación de línea: contacto entre botellas y abrasión en las líneas de envasado.

Estabilidad: resistencia de las botellas a la inclinación y al deslizamiento.

Conceptos clave: energía de impacto, método de prueba y punto de impacto

Energía de impacto: la energía, expresada en joules, describe la severidad de un golpe mejor que la altura sola. Una bola más pesada desde menos altura puede transmitir la misma energía que una bola más ligera desde más arriba.

Método de prueba: en una prueba de pasa/no pasa, todas las muestras reciben la misma energía y se cuentan las muestras rotas. En una prueba por escalones, la energía aumenta paso a paso hasta que la muestra se rompe, lo que da la resistencia al impacto de cada muestra.

Punto de impacto y posición: el lugar donde se produce el impacto, en el cuerpo, el hombro, el fondo o el borde de una tapa, y la forma en que cae el envase en una prueba de caída, cambian el resultado. Por eso el punto de impacto y la posición de caída se fijan y se registran.

Resolución y pérdidas: en el GBIT, cada graduación de la escala de energía es de 0,1 J por encima de 0,6 J y de 0,05 J por debajo, y la energía perdida en el péndulo es igual o inferior a 1,5 % F.S.

Por qué un teléfono se rompe en una caída y no en otra

Quien haya dejado caer un teléfono sabe que la altura no es lo único que importa. Una caída de plano sobre la parte trasera puede dejarlo intacto, mientras que una caída más corta sobre una esquina rompe la pantalla. La energía es la misma o menor, pero se concentra en un punto pequeño.

Los envases se comportan igual. El vidrio se rompe donde se concentra la tensión, a menudo en un pequeño defecto o rayón de la superficie, y por eso los rayones causados por el contacto entre botellas en la línea reducen la resistencia de la botella. Los probadores de impacto controlan a la vez la energía y el punto de impacto, para que los resultados puedan compararse de una muestra a otra.

Calibración del probador de impacto

Como la energía de impacto depende de la masa y de la altura, estos son los valores que hay que verificar:

Verificar la altura: la altura de caída de una bola o de un envase con una regla calibrada, y la posición cero y la escala de ángulo (energía) de un péndulo.
Verificar la masa: pesar la bola o el péndulo y compararlo con su valor nominal. La bola del BIT-1 está especificada en 286 ± 2 g y 41 ± 0,2 mm de diámetro.
Verificar que el péndulo o la bola se mueven libremente, registrar las desviaciones, y corregirlas si superan el límite aceptable.

Un error de un pequeño porcentaje en la altura o en la masa se convierte en el mismo error en la energía de impacto.

Probadores de impacto de AT2E

Los probadores de impacto de AT2E cubren el vidrio, el PET y los cierres, así como las condiciones de manejo en la línea:

GBIT: probador de impacto de péndulo para botellas y frascos de vidrio, hasta 2,6 J, para muestras de 30 a 130 mm de diámetro, con protector de seguridad de acero inoxidable.
BIT-1: probador de impacto de bola para cierres plásticos en botellas de vidrio y de PET, bola de acero de 286 g, tubo guía de 762 a 1000 mm.
PBDT-1: probador de caída para botellas de PET, altura de caída de 800 a 1950 mm, botellas de 150 ml a 2,5 L, caídas verticales u horizontales.
PLS: simulador de línea de producción que reproduce la fricción y la abrasión de las líneas de envasado en botellas y latas de 50 a 150 mm de diámetro.
BTT-1: probador de inclinación de botellas que mide los ángulos de caída y de deslizamiento de hasta 10 botellas a la vez.

Conclusión

Una botella que pasa una prueba de impacto no es irrompible: ha resistido un golpe conocido en condiciones conocidas. Controlar la energía, el punto de impacto y el estado de las muestras es lo que hace que los resultados de impacto y de caída sean comparables de un lote, un proveedor y un año a otro.