Calibración de Medidores de Dureza Shore (escalas HA y HD)
La medición de dureza Shore es una faceta crucial en la evaluación de materiales, desde plásticos hasta caucho y otros compuestos. Para asegurar mediciones precisas y confiables de dureza, se emplean medidores basados en el método Shore, utilizando las escalas HA y HD. Este artículo de Suministros en Metrología se sumerge en los detalles de cómo llevar a cabo la calibración de estos instrumentos, siguiendo las pautas y normativas pertinentes.
El Método de Medición Directa
La calibración de medidores de dureza Shore implica el uso del método directo, que consiste en aplicar una fuerza específica y comparar las lecturas del dispositivo indicador bajo calibración con las lecturas de un sistema de medición patrón. Este sistema de medición patrón consta de una fuerza de penetración aplicada puntual y progresivamente sobre un penetrador de geometría conocida durante un período de tiempo determinado.
Normativas de Referencia
Para llevar a cabo la calibración de medidores de dureza Shore de manera precisa, se deben seguir las normativas de referencia adecuadas. Estas incluyen la norma ISO 868:2003 para Plásticos y Ebonita, la norma ISO 21509:2006 para la Verificación de Durometros Shore, y la norma ASTM D2240 – 05(2010) para las Propiedades del Caucho relacionadas con la Dureza del Durometro. Estas normativas proporcionan directrices sólidas para la calibración de medidores de dureza Shore.
Principio de Medición del Método Shore
El principio subyacente en el método Shore implica la introducción de un penetrador específico en el material de prueba bajo condiciones controladas. Se mide la profundidad de penetración y se asocia con un número de dureza inversamente proporcional a la penetración. Este número de dureza depende del módulo de elasticidad y las propiedades viscoelásticas del material.
Pasos para Calibrar Medidores de Dureza Shore
La calibración de medidores de dureza Shore es un proceso meticuloso que sigue una serie de pasos esenciales:
- Control de la Temperatura: Las condiciones de temperatura deben estar en el rango de 21°C a 25°C o de 25°C a 29°C.
- Sujeción del Medidor: El medidor de dureza debe estar sujeto de manera rígida y perpendicular al eje del penetrador.
- Superficie de Aplicación de Fuerza: La superficie de aplicación de la fuerza debe ser normal al eje del penetrador del medidor.
- Aplicación de la Fuerza: La fuerza debe aplicarse de acuerdo con la escala específica, sin golpes ni vibraciones, y mantenerse durante 5 segundos antes de tomar la lectura.
- Secuencialidad de Puntos de Calibración: Se deben aplicar secuencialmente puntos de calibración desde 10 hasta 90 Shore, en incrementos de 10 unidades.
- Medición del Efecto de Histéresis: Después de medir el punto más alto de calibración, se repite el punto inicial para medir el efecto de histéresis.
- Análisis de Datos: Se realiza un análisis de datos que incluye corrección puntual de errores de calibración y la estimación de la incertidumbre de medida en cada punto de calibración.
- Informe de Calibración: Se genera un informe de calibración que debe contener información específica, incluyendo los datos de patrones utilizados, trazabilidad metrológica, método utilizado, escalas calibradas y resultados obtenidos.
Equipo Utilizado en la Calibración
La calibración de medidores de dureza Shore requiere la utilización de equipos específicos, que incluyen:
- Instrumento Patrón: Sistema de medición de fuerza.
- Dispositivo para Medir Longitud: Con una resolución de 0.005 mm.
- Sistema Óptico: Con una amplitud mínima de 20X para medir longitudes y ángulos.
- Cronómetro: Para medir el tiempo de aplicación de la fuerza.
- Termómetro: Para controlar la temperatura ambiente.
- Nivel: Para asegurar una colocación adecuada del medidor.
Competencia Técnica del Personal
El personal encargado de la calibración de medidores de dureza Shore debe cumplir con ciertos requisitos, que incluyen educación formal mínima de bachillerato o equivalente, experiencia en la ejecución de calibraciones bajo supervisión, habilidades en el manejo de equipos y conocimientos específicos en el método Shore. Estos requisitos deben ser respaldados por evidencia documentada.
Confirmación Metrológica y Calificación de Equipos
La confirmación metrológica es una parte esencial del proceso de calibración de medidores de dureza Shore. Para garantizar que los resultados sean confiables y trazables, el laboratorio debe contar con elementos suficientes para demostrar la confirmación metrológica de su sistema de medición. Esto implica asegurar que los equipos utilizados estén en conformidad con las clases de exactitud especificadas en la norma NMX-CC-10012-IMNC-2004.
Los intervalos entre las calibraciones también son cruciales para mantener la precisión. En general, estos intervalos no deben exceder un año, a menos que se pueda demostrar de manera objetiva que otro intervalo es adecuado. Esto garantiza que los medidores de dureza Shore se mantengan en condiciones óptimas de funcionamiento.
Trazabilidad Metrológica de las Mediciones
La trazabilidad metrológica es un concepto fundamental en la metrología. Significa que los resultados de las mediciones están relacionados con una referencia mediante una cadena ininterrumpida y documentada de calibraciones. En el caso de la calibración de medidores de dureza Shore, esta trazabilidad debe estar referida a las definiciones del Sistema Internacional de Unidades (SI) a través de patrones nacionales.
La trazabilidad metrológica de las mediciones es crucial para la confianza en los resultados. Solo tiene sentido comparar medidas que estén referidas a la misma unidad y que sean trazables a una referencia reconocida. Los informes de calibración deben incluir información detallada sobre la trazabilidad de las mediciones, respaldada por certificados y documentos pertinentes.
Incertidumbre de Medida: Comprendiendo la Dispersión
La incertidumbre de medida es un concepto esencial en la calibración de medidores de dureza Shore. Representa la dispersión de los valores atribuidos a un mensurando debido a la información utilizada en la medición. Cuando se presenta un resultado de medición, la incertidumbre proporciona una estimación de cuán dispersos pueden ser los valores reales.
Una estimación precisa de la incertidumbre de medida es esencial para evaluar la calidad de los resultados de calibración. Los laboratorios deben seguir procedimientos estándar para calcular la incertidumbre, teniendo en cuenta las fuentes de incertidumbre de medida, el nivel de confianza y los grados de libertad.
En resumen…
La calibración de medidores de dureza Shore, utilizando las escalas HA y HD, es un proceso crítico para garantizar mediciones precisas y confiables en una variedad de industrias. Al seguir las pautas y normativas establecidas, como las normas ISO e ASTM, y contar con personal competente, los laboratorios pueden proporcionar resultados de calibración trazables y de alta calidad.
La confirmación metrológica, la trazabilidad metrológica y la estimación de la incertidumbre de medida son componentes clave de este proceso. La confirmación metrológica garantiza que los equipos estén en condiciones adecuadas, mientras que la trazabilidad metrológica asegura que las mediciones estén relacionadas con referencias reconocidas. La incertidumbre de medida proporciona información sobre la dispersión de los valores atribuidos a las mediciones, lo que es esencial para la evaluación de la calidad de los resultados.
