Exposición artificial
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Métodos de exposición artificial
Fuentes de ARC de carbón
La lámpara de arco de carbón incluida fue la fuente de meteorización artificial original, y se empleó por primera vez en 1918 para evaluar el desempeño textil. Su salida espectral tiene poca comparación con la luz solar natural, la radiación principal se origina en tres picos de alta intensidad entre 350-450 nm. Además, produce una cantidad significativa por debajo de 290 nm (el corte solar aproximado), aunque esto puede eliminarse mediante el uso de filtros adecuados. Los procedimientos de prueba que especifican el uso de arco de carbono cerrado son cada vez menos numerosos, pero todavía se utilizan para algunas normas estadounidenses (AATCC) y japonesas (JIS). El arco de carbono solar también se está eliminando progresivamente de las especificaciones de prueba internacionales, pero todavía se utiliza ampliamente en la industria para las especificaciones de la empresa. Su salida es más cercana a la de la luz solar que la versión cerrada, pero todavía tiene diferencias significativas, en particular siendo más intensa en la región de 350-450 nm y menos intensa por debajo de 350 nm.
Fuentes de arco de xenón
Esta fuente proporciona una simulación de la luz solar mucho mejor que las fuentes de arco de carbono, lo que explica su uso para probar una amplia gama de materiales. Los filtros se utilizan para eliminar la radiación que se produce en longitudes de onda más cortas que el corte solar. Además de la simulación cercana del espectro solar, otras ventajas de los probadores de arco de xenón disponibles comercialmente incluyen el control automático de la intensidad de la luz, la temperatura, los períodos de luz / oscuridad y la humedad, lo que da lugar a métodos de prueba consistentes y reproducibles. Además, la facilidad para incorporar contaminantes atmosféricos agresivos en el sistema hace que estos instrumentos sean muy útiles para imitar determinadas condiciones exteriores.
Lámparas de tubo fluorescente
Estas fuentes son mucho más económicas de operar que un arco de xenón y no producen ningún calor no deseado. Los tubos están disponibles con diferentes salidas espectrales, siendo las más comunes las bombillas UVb y UVa. El espectro UVb tiene una intensidad máxima de alrededor de 313 nm, con una alta intensidad en longitudes de onda por debajo del límite solar (es decir, 270-290 nm). La consecuencia de esto es que proporcionan una fuerte aceleración, pero también es probable que induzcan reacciones químicas no naturales. Las bombillas UVa proporcionan una reproducción mucho más cercana del espectro solar hasta alrededor de 350 nm y, por lo tanto, se puede esperar que produzcan una correlación mucho mejor con la exposición natural. Como solo se produce un calentamiento insignificante con estas lámparas, es necesaria una fuente de calentamiento separada que se puede usar para lograr un control de temperatura razonable, la humedad y los ciclos de luz y oscuridad también se controlan normalmente con estos equipos. La correlación de estos resultados de pruebas artificiales con la intemperie natural es a menudo pobre, particularmente para materiales coloreados debido a diferencias en la región visible, aunque generalmente son las diferencias en la región UV las que tienen más probabilidades de causar desviaciones.
Exposición natural
Hay varios sitios de exposición en todo el mundo, cada uno con un clima diferente, que se puede utilizar con el propósito de predecir la durabilidad exterior de los materiales. El sitio elegido debe ser el más representativo del entorno general de interés, sin embargo, es más común elegir sitios de climas extremos. De esta manera se logra una exposición natural, aunque los niveles de radiación ultravioleta, temperatura y humedad pueden ser muy diferentes de los que se encuentran en servicio. El sur de Florida, con sus altos niveles de radiación ultravioleta, humedad y temperatura, proporciona un entorno subtropical que en sí mismo es una aceleración del clima de Europa central (una aceleración de aproximadamente cuatro veces) y ha sido el lugar elegido por la industria automotriz. durante muchos años.
EMMAQUA
El desgaste de los materiales puede acelerarse aún más mediante un uso más eficiente de la exposición al aire libre. Un ejemplo de esto es el uso generalizado de EMMA (monturas ecuatoriales con espejos para aceleración) y EMMAQUA (EMMA con ciclo de rociado de agua). Estas máquinas tienen diez espejos de aluminio móviles altamente pulidos que mejoran los rayos del sol enfocados en una muestra de prueba. Aunque la cantidad total de radiación que llega a la superficie de la muestra es aproximadamente 9 veces mayor que la de la exposición natural, se encuentra que la tasa de deterioro es, en promedio, sólo 5-6 veces más rápida. Esto es una consecuencia del hecho de que los espejos de aluminio reflejan los componentes ultravioleta más dañinos de la luz solar con menos eficacia que los componentes visibles e infrarrojos. Como resultado de las altas intensidades de radiación que se concentran en la muestra, pueden desarrollarse temperaturas de hasta 150°C, por lo que es necesaria la aplicación de aire frío. Un inconveniente de la técnica es que es necesario un cielo despejado continuo para un uso eficiente, por lo que el sitio de prueba de Arizona con más de 4000 horas de sol al año es ideal. El supuesto principal de EMMAQA es que la pérdida de brillo es directamente proporcional a la exposición acumulada total, por lo que los resultados de EMMAQA generalmente se representan como pérdida de brillo frente a la energía total de exposición, la energía total normalmente se convierte en años equivalentes de Florida (1 año de Florida = 308 MJm-2 radiación). Se ha demostrado que esto no es estrictamente cierto y que la pérdida de brillo es proporcional tanto a la energía total como al flujo. En otras palabras, se produce una variación estacional en la que las muestras exhibirán características de pérdida de brillo bastante diferentes según la época del año de exposición inicial.