O ensaio de intemperismo e a relação com o tempo de exposição natural

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Fernando Soares de Lima, técnico especializado do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT)

Cada vez mais os fabricantes de artigos têxteis e materiais em geral tomam consciência da importância de melhorar a qualidade de seus produtos com relação ao intemperismo, mas ainda existem alguns mitos e hábitos relacionados a esta análise que necessitam ser melhor esclarecidos a fim de se evitar erros graves que podem comprometer o resultado destas análises.

Intemperismo é a resposta de materiais e produtos ao ambiente, geralmente causando falhas indesejáveis e prematuras. Para analisar quais seriam essas falhas, ou o quanto elas podem deteriorar o material, geralmente são efetuados ensaios de intemperismo seguindo normas especificas em equipamentos apropriados.

No caso de avaliar danos causados pela exposição solar, utilizam-se equipamentos que possuem lâmpadas de arco de xenônio. Este tipo de lâmpada é apropriada por possuir comprimentos de onda em faixas próximas as do sol, o que favorece uma degradação no material semelhante a que ocorreria caso este ficasse exposto ao sol por determinado tempo.

Quando há a necessidade de acelerar o processo de degradação no material, com o objetivo de avaliar quais os danos causados pela exposição ao ambiente por longo prazo, utilizam-se equipamentos com lâmpadas ultravioleta, que emitem comprimentos de onde específicos de UVA ou UVB. Estes equipamentos são câmaras que sujeitam o material a ciclos de exposição ultravioleta, altas temperaturas e condições de choque térmico.

Para avaliação da degradação de materiais têxteis expostos ao intemperismo geralmente utiliza-se a exposição à luz de arco de xenônio, onde observa-se principalmente sua solidez da cor, ou seja, o quanto este material “desbota” quando exposto à luz. A principal norma utilizada neste ensaio é a NBR ISO 105 B02 que possui vários métodos de ensaios mas o mais utilizado é o método 1, que se refere à analise de materiais cujas propriedades de exposição à luz são desconhecidas.

Seguindo-se esta norma e este método, o material a ser ensaiado é exposto à luz da lâmpada de arco de xenônio com irradiância, umidade e temperaturas controladas juntamente com tecidos de lã azuis de referência. A irradiância controlada é o fluxo de energia que é emitido no material e sua unidade é W/m². A umidade é controlada pois a quantidade de água disponível no ambiente pode alterar as reações que ocorrem no material durante a exposição.

No caso da temperatura deve-se observar que duas temperaturas são controladas. A primeira é a temperatura no corpo-de-prova que é controlada por um termômetro em um painel negro, este termômetro é chamado de BST – Black Standard Termometer ou BPT – Black Panel Termometer. A segunda é a temperatura interna da câmara do equipamento onde o material está sendo exposto chamada de CHT – Chamber Temperature.

Os tecidos de lã azuis de referência tratam de oito tecidos de lã, tintos na cor azul e que possuem solidez da cor conhecidas quando expostos à luz. O primeiro tecido de lã apresenta uma solidez da cor menor em relação ao segundo e assim segue para os demais, sendo o oitavo tecido de lã o que oferece uma maior solidez da cor.

A avaliação do material exposto é feita em função dos tecidos de lã azuis de referência e existem dois critérios para finalização do ensaio, devendo-se seguir o que ocorrer primeiro. Um dos critérios é seguir com o ensaio avaliando-se o corpo de prova até que este atinja o grau 3 da escala cinza de alteração da cor. Neste caso ao final do ensaio o material analisado é comparado ao conjunto de tecidos de lã azul e sua nota é relacionada ao tecido de lã azul que apresentar solidez da cor semelhante ao material.

O outro critério é seguir com o ensaio até que o sétimo tecido de lã azul atinja o grau 4 da escala cinza de alteração da cor, caso isto ocorra antes do material avaliado atingir nota 3 da escala cinza de alteração da cor. Neste caso o material avaliado tem sua nota dada como > 7, que significa que este material possui solidez da cor maior que o tecido de lã padrão azul 7.

Existe uma postura equivocada de muitos solicitantes do ensaio de exposição de materiais à luz de arco de xenônio pela norma citada que muitas vezes, principalmente por motivos financeiros, determina o número de horas de exposição do material. Como vimos anteriormente, para seguir a norma o número de horas de exposição dependerá totalmente da resistência do material quando exposto à luz.

No caso da necessidade de determinar um valor fixo de horas de exposição, deve-se adotar outro critério que é a quantidade de energia irradiada no material, e ao final avaliar a solidez da cor deste em relação à escala cinza de alteração da cor. Outro engano muito comum é relacionar o número de horas de exposição em equipamentos de laboratório com o tempo de exposição do material ao ambiente.

Nenhum fabricante de equipamento ou norma de ensaio determina esta correlação. A única forma de encontrar esta relação seria obtendo informações do tipo: qual a irradiância emitida pelo sol na superfície da Terra? Isto é muito difícil de dizer pois cada região recebe uma irradiância diferente em função da angulação da Terra, da quantidade de nuvens, da poluição em determinadas regiões e assim por diante.

O ensaio de intemperismo feito em laboratório possui apenas alguns dos fatores que podem causar degradação no material e estes são totalmente controlados (irradiância, umidade, temperatura da amostra e temperatura da câmara). Quando o material é exposto ao ambiente, além de não haver controle dos parâmetros já citados, existem outros fatores que podem causar degradação, como exemplo poluição, chuva ácida e poeira.

Mas se não há relação do tempo de ensaio em equipamento de laboratório e o tempo de exposição do material no ambiente, para que eu deveria efetuar este ensaio?Os ensaios de intemperismo são de extrema importância para conhecer qual será o comportamento do material quando exposto ao natural e avaliar quais os danos que podem ser causados no material exposto ao ambiente e o quanto este dano impacta na integridade do material. Empresas preocupadas com a qualidade de seus produtos executam estes ensaios com o objetivo de melhorar seus processo e formulações a fim de evitar que seus produtos tenham uma degradação desfavorável ou precoce.

Uma opção para proceder com este ensaio também é de maneira comparativa, onde o novo material desenvolvido é exposto juntamente com um material de resistência já conhecida e então criam-se os parâmetros de aceitação para este novo produto.

NBR ISO 105-B08 de 04/2009

A NBR ISO 105-B08 de 04/2009 – Têxteis – Ensaios de solidez da cor – Parte B08: Controle de qualidade dos tecidos de lã azul de referência 1 a 7 descreve um método para efetuar o controle de qualidade de produção de tecidos de lã azul de referência 1 a 7 que serão usados em partes apropriadas das séries ABNT NBR ISO 105-B de métodos de ensaios de solidez da cor a luz. Especifica um procedimento de avaliação instrumental da regularidade de tingimento e dois procedimentos para avaliação de características de desbotamento de materiais de referência.

É aplicável a todos os tecidos de lã tintos planejados para uso como tecidos de lã azul de referência 1 a 7 (ver NBR ISO 105-B01:2009, subseção 4.1 .I ). Não é adequada para tecido de lã azul de referência 8. É baseada na NBR ISO 105-B02, que é internacionalmente considerado o método mais amplamente empregado para ensaios de solidez da cor a luz e representativo de todos os métodos onde se especificam os tecidos de lã azul de referência.

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