La impermeabilidad es un factor crítico de diseño para los diseñadores electrónicos y mecánicos que consideran utilizar sus productos en entornos húmedos o exteriores. Los productos electrónicos de consumo, los controladores industriales, los sistemas LED para exteriores, los sensores inteligentes, los accesorios de seguimiento, las unidades de potencia y la electrónica médica deben ser resistentes a la exposición frecuente a la humedad, la lluvia, la variabilidad de la humedad, la inmersión a presión y las salpicaduras sin sufrir daños. Prueba de resistencia al agua Confirma la integridad del sellado mediante modelado en condiciones reales en condiciones controladas de laboratorio. Independientemente de si la compresión del recinto se basa en la compresión de juntas, soldadura ultrasónica, sellado con juntas tóricas, unión adhesiva o barreras de polímero conformadas, las mediciones e identificación de las vías de fuga detectan los primeros signos de fatiga del sellado antes de que se produzcan signos irreversibles.
La mayoría de las fallas de sellado no se detectan al instante. La difusión de la humedad suele comenzar en los poros microscópicos que rodean los tornillos, los puntos de entrada de cables, las membranas de ventilación y las interfaces de los conectores. Si no se detecta, la humedad llega gradualmente a los circuitos internos, donde la corrosión comienza a causar una descomposición eléctrica permanente. Las pruebas de impermeabilidad reguladas permiten... LISUN para identificar vulnerabilidades antes de lanzar los productos.

Entendiendo el propósito de la validación a prueba de agua

La evaluación a base de agua no solo consiste en colocar muestras en un entorno líquido, sino que también simula las condiciones de estrés que los productos experimentan normalmente durante su vida útil convencional. En las instalaciones al aire libre, se producen fuerzas como la lluvia salpicada y la penetración del flujo a través de las juntas debido a la gravedad, la diferencia de temperaturas cíclicas y la lentitud de la difusión a través de sellos débiles. Estas influencias se replican en una prueba de resistencia al agua utilizando el flujo direccional, la profundidad presurizada y tiempos de exposición prolongados en lugar de simplemente humedecer la superficie.
Los productos con certificación IPX8 a prueba de agua se someten a pruebas de inmersión constantes para confirmar que sus cámaras internas estén secas. Mientras que los productos resistentes a salpicaduras se someten a pocos periodos de exposición, los productos con certificación IPX8 soportan exposiciones más prolongadas a las profundidades estipuladas.

Procedimientos básicos de laboratorio aplicados durante la exposición al agua

Las instalaciones de laboratorio profesionales diseñan pruebas en tres niveles: exposición preliminar, exposición de resistencia e inspección posterior a la exposición. Durante la exposición preliminar, se humedece la superficie de la muestra para detectar áreas de sellado débiles.
Cuando se induce una exposición de resistencia, la presión y el tiempo aumentan considerablemente. Con ciclos de exposición más largos, los sellos se comprimen de forma diferente debido a la elasticidad del material. Hay juntas que se hinchan y cierran de esta manera, y otras que se contraen durante periodos prolongados de humedad.
Las pruebas posteriores a la exposición se utilizan para verificar la presencia de gotas en las almohadillas de contacto internas, las pistas de la PCB y la carcasa metálica, los terminales de la batería o las ventanas ópticas. En procedimientos de verificación más avanzados, se realizan mediciones de continuidad eléctrica tan pronto como la pieza se sumerge y se mantiene húmeda para codificar algunos escenarios de usuario reales.

Pruebas basadas en inmersión y modelado del mundo real

Las pruebas consisten en simular la inmersión en tanques de agua con agua a temperatura regulada, impidiendo su expansión y fugas. Los materiales de sellado se someten a fuerzas de compresión hacia el interior cuando aumenta la presión. En exteriores, la presión hidrostática varía con la profundidad, pero no con la superficie. La resistencia al agua IPX8 se atribuye a esta presión hidrostática, que se asocia a la profundidad y al tiempo. Los valores de resistencia pueden variar entre media hora y varias horas.
La técnica de inmersión permite sellar los puntos débiles de los actuadores de botones, ventanas de vidrio, tapas de carga y tapas articuladas. Las bolsas de aire que se forman en los adhesivos son muchas de las causas de fallos en las carcasas. Al sumergirse, las bolsas atrapadas se comprimen desproporcionadamente y dan lugar a la creación de microcanales por los que puede penetrar agua.

Verificación de la dirección del flujo de agua

El flujo direccional es importante, ya que los objetos no acumulan agua de forma homogénea. La lluvia y las salpicaduras inciden sobre las superficies en ángulos que varían según el lugar de instalación. Por ejemplo, se pueden tener puntos de carga públicos, instalados en posición vertical con sus trayectorias hacia abajo. Las luces exteriores bajo los aleros sufren presión de salpicadura frontal debido a la deflexión de la superficie.
La exposición direccional también se implementa en los procedimientos de prueba de resistencia al agua mediante la administración de boquillas angulares. Esto confirma la resistencia al flujo basándose en el momento, y no solo en la presión de inmersión. Según el tipo de equipo, los caudales, las distancias entre boquillas y las presiones de impacto varían.

Influencia de la temperatura en el análisis de impermeabilidad

La temperatura también es un factor directo, ya que los sellos se hinchan o encogen con los cambios ambientales. Cuando una máquina tiene componentes electrónicos internos calientes, se produce una caída repentina de la presión interna al exponerse al agua fría. El agua circundante, a su vez, intenta llenar las balas formadas durante la contracción. Este efecto se modela mediante la prueba, que precalienta los dispositivos.
Los dispositivos de refrigeración también se utilizan para comprobar la condensación dentro de los recintos cuando se mantienen en aire húmedo. La condensación hidráulica se produce a lo largo de los límites internos y abre las rejillas de ventilación. La comprobación de la impermeabilidad no se limita a la inmersión, sino que se extiende al parámetro dinámico de los ciclos de temperatura.
Tabla: Valores representativos utilizados en ciclos de prueba de impermeabilización comunes

Evaluación de módulos de comunicación y electrónica inteligente para exteriores

En dispositivos electrónicos de bajo voltaje utilizados en exteriores, como postes de carga, balizas de seguridad, transmisores de sensores, cajas de conectividad en carreteras y nodos de energía solar, el sellado ambiental es fundamental. La humedad en los puertos de datos o circuitos de radiofrecuencia provoca cambios en la impedancia estructural y reinicios imprevistos. El metal condensado se oxida rápidamente y forma pequeñas manchas metálicas. El análisis de impermeabilidad permite que la comunicación de datos se mantenga estable a lo largo de su vida útil.
Las baterías almacenadas en pequeños compartimentos ya generan calor, lo que favorece la formación de vapor. Si la condensación persiste en el paquete, se produce corrosión en los terminales. Por lo tanto, las mediciones de conductividad posteriores a la prueba permiten determinar la fiabilidad de la vida útil de los terminales de la batería.

Aplicaciones en electrónica de consumo compacta

Los clientes buscan dispositivos electrónicos más pequeños y portátiles con una larga vida útil que se puedan usar fácilmente en la playa, en el agua o incluso bajo la lluvia. Los relojes inteligentes, los estuches de carga para auriculares inalámbricos, los dispositivos portátiles de código de barras y los controladores wearables están completamente probados en inmersión.
Aunque estos dispositivos incorporan interfaces de sellado en miniatura, sus superficies son más sensibles a la presión. En caso de fallo de los respiraderos de ecualización de presión, una inmersión imprevista provoca una avería irreparable. Las deficiencias del sistema de ventilación se detectan con precisión preacondicionando el dispositivo a altas temperaturas y cargándolo lo antes posible.
Otros cuentan con una membrana de ventilación hidrofóbica que permite el paso del aire, pero impide la entrada de líquido. Los programas de pruebas de resistencia al agua indican la integridad de las membranas tras soportar cargas de flexión, vibración o la apertura repetida de las tapas abatibles.

Figura: Aparato de prueba resistente al agua

Evaluación de sellado en componentes industriales

Las pruebas de impermeabilidad de los conjuntos industriales no se realizan con un pequeño chorro de agua, sino con el uso intensivo de grandes volúmenes de agua estancada alrededor de las carcasas. Los sistemas de juntas de silicona, los sistemas de juntas tóricas multicapa o las carcasas selladas por compresión son estructuras de sellado pesadas que parecen muy resistentes al principio, pero que muestran una disminución en su rendimiento con el tiempo. La compresión constante reduce la elasticidad de las superficies de las juntas, especialmente cuando se someten a ciclos de calor.
La fatiga de las juntas se manifiesta al estar sumergidas en agua durante largos períodos. Con base en los resultados de las pruebas, los fabricantes rediseñan la profundidad de la ranura, la presión de torsión, la dureza del sello o el espesor de las placas de montaje. Cuando las carcasas de plástico se distienden por la absorción química del agua, las variaciones dimensionales distorsionan la alineación de las juntas y el agua comienza a escaparse por las secciones laterales.

Conclusión

Un organizado prueba de resistencia al agua No implica, sino que certifica científicamente el rendimiento del sellado. La exposición real implica exposición direccional, largos periodos de exposición, temperatura, deformación inducida por presión y fugas por condensación. Solo en la simulación controlada en laboratorio se manifiestan las debilidades, que se detectarían demasiado tarde, cuando el campo esté operativo.
Las pruebas de inmersión se convierten en una prueba de resistencia de continuidad, en lugar de una prueba de humectación superficial, cuando los desarrolladores de productos buscan la certificación de impermeabilidad IPX8. Mediante la combinación de la exposición al tanque estático, el análisis de la corriente direccional, el preacondicionamiento por choque térmico y el diagnóstico de inspección posterior, el estudio de impermeabilidad suele ser una verificación de ingeniería, pero ya no una formalidad de cumplimiento.
Mediante una reconstrucción precisa de las tensiones ambientales, las pruebas de impermeabilidad proporcionan un funcionamiento confiable a largo plazo, protección contra la corrosión de los componentes electrónicos, mayor seguridad para el consumidor y previenen fallas de campo inducidas por el agua que generalmente se manifiestan después del funcionamiento.

Lisun Instruments Limited fue fundada por LISUN GROUP en el 2003. LISUN El sistema de calidad ha sido estrictamente certificado por ISO9001:2015. Como miembro de CIE, LISUN Los productos están diseñados en base a CIE, IEC y otras normas internacionales o nacionales. Todos los productos pasaron el certificado CE y autenticados por el laboratorio de terceros.

Nuestros principales productos son: Gonofotómetro, Esfera integradora, Espectrorradiómetro, Generador de sobretensiones, Pistolas de simulación ESD, Receptor EMI, Equipo de prueba de EMC, Probador de seguridad eléctrica, Cámara ambiental, cámara de temperatura, Cámara climática, Cámara Térmica, Prueba del spray de sal, Cámara de prueba de polvo, Prueba impermeable, Prueba de RoHS (EDXRF), Prueba de alambre incandescente y Prueba de llama de aguja.

No dude en contactarnos si necesita ayuda.
Dep. Técnico: Service@Lisungroup.com, Celular / WhatsApp: +8615317907381
Dep. De ventas: Sales@Lisungroup.com, Celular / WhatsApp: +8618117273997