La espuma flexible de poliuretano se utiliza en asientos de automóviles, colchones, muebles y amortiguados industriales. Estos materiales están diseñados para deformarse, pero también deben soportar fuerzas de tracción durante la fabricación, el montaje y el servicio.
Medir sus propiedades de tracción no siempre es sencillo. Una muestra mal cortada, una presión de agarre excesiva o una medición incorrecta de la elongación pueden afectar el resultado antes de que se establezca el comportamiento real de tracción del material.
La ISO 1798:2008 especifica un método para determinar la resistencia a la tracción y la elongación en el momento de la ruptura de materiales poliméricos celulares flexibles. El método utiliza una muestra preparada extendida a un ritmo controlado hasta la ruptura.
Esta guía cubre los requisitos clave de ensayo, la preparación de la muestra, el procedimiento de prueba, los errores comunes y cómo seleccionar una máquina adecuada para ensayo de espuma a la tracción.
Requisitos de prueba ISO 1798 en resumen
La ISO 1798:2008 está destinada a materiales poliméricos celulares flexibles, incluyendo espumas flexibles de poliuretano adecuadas.
La prueba determina dos propiedades del material: resistencia a la tracción y elongación al romper.
| Parámetro de prueba | ISO 1798:2008 Requisito |
|---|---|
| Método de prueba | Prueba de tracción hasta la ruptura de la muestra |
| >Tipo de ejemplar | Ejemplar de mancuerna Tipo 1 o Tipo 1A |
| Espesor del ejemplar | 10–15 mm |
| Velocidad de prueba | 500 ± 50 mm/min |
| Medición de fuerza | Clase 0.5 o Clase 1 bajo ISO 7500-1:2004, sobre el rango de carga utilizado |
| >Resultados válidos | Normalmente cinco ejemplares rompen dentro de la longitud marcada |
| Acondicionamiento estándar | Al menos 16 horas bajo una de las atmósferas de temperatura/humedad especificadas |
| Resultados de la prueba | Resistencia a la tracción (kPa) y elongación al romper (%) |
La edición estándar aplicable y cualquier requisito de prueba específico para el cliente deben confirmarse antes de la prueba.
Fuente: ISO 1798:2008, cláusulas 4–7. Consulta Normas y Referencias Técnicas más abajo.
¿Qué mide la ISO 1798?
Resistencia a la tracción
La resistencia a la tracción describe la fuerza máxima a la tracción sostenida por una muestra de espuma en relación con su área de sección transversal original.
El resultado se calcula utilizando la fuerza máxima registrada y el área inicial de la sección transversal del espécimen.
Resistencia a la tracción (kPa) = Fuerza máxima (N) × 1.000 / Área de sección transversal original (mm²)
Por ejemplo, si un espécimen tiene un área de sección transversal inicial de 130 mm² y alcanza una fuerza máxima de 20 N:
Resistencia a la tracción = 20 × 1.000 / 130 = 153,8 kPa
Esto es un cálculo ilustrativo, no un resultado real de una prueba.
La resistencia a la tracción es útil para comparar formulaciones de espuma, monitorizar la consistencia de la producción e investigar fallos de materiales.
Elongación en el descanso
La elongación en la ruptura mide el aumento de la longitud de calibre definida inmediatamente antes de que la muestra se rompa.
Alargamiento en la ruptura (%) = [(Longitud de calibre en la ruptura − Longitud de la vía original) / Longitud de la vía original] × 100
Si una muestra tiene una longitud de calibre inicial de 40 mm y alcanza 120 mm inmediatamente antes de la ruptura, la elongación calculada al romper es del 200%.
Una espuma puede tener una resistencia a la tracción relativamente baja pero aun así extenderse considerablemente antes de romperse.
Por esta razón, la resistencia a la tracción y la elongación en la ruptura deben evaluarse juntas.
¿Qué materiales de espuma se pueden probar?
Las aplicaciones típicas incluyen espuma flexible de poliuretano utilizada en:
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Asientos y amortiguación interior de automóviles
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Colchones y muebles tapizados
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Embalaje flexible y amortiguación protectora
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Componentes de espuma industrial
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Otros productos poliméricos celulares flexibles
ISO 1798 no debe usarse automáticamente para plásticos celulares rígidos ni caucho sólido. Estos materiales pueden requerir otros métodos de ensayo, como la ISO 1926 para plásticos celulares rígidos o la ISO 37 para caucho vulcanizado y termoplástico.
ISO 1798 Especímenes: Forma, Preparación y Acondicionamiento
La preparación de muestras es una fuente importante de variación en los ensayos de tracción con espuma flexible.
A diferencia de las muestras de plástico sólido, la espuma flexible puede comprimirse o dañarse durante el corte, manipulación y agarre. Pequeños defectos a lo largo del borde de la muestra pueden convertirse en la localización de una fractura prematura.
Ejemplares de Tipo 1 y Tipo 1A
La norma ISO 1798:2008 especifica dos configuraciones de muestra con forma de mancuerna.
| Dimensión | Tipo 1 | Tipo 1A |
|---|---|---|
| Longitud total | 152 mm | 120 mm |
| Ancho de hombros | 25 mm | 25 mm |
| Ancho de sección estrecha | 13 mm | 10 mm |
| Grosor | 10–15 mm | 10–15 mm |
| Longitud de vía marcada | 25–50 mm | Hasta 40 mm |
Las dimensiones se refieren a la geometría de corte especificada y a los requisitos de preparación de la muestra. Los laboratorios deben consultar el dibujo estándar oficial para el perfil completo del cortador, radios y tolerancias.
Calidad del corte y dirección de muestreo
Los bordes del ejemplar deben ser lisos y libres de daños visibles.
Una herramienta de corte roma puede comprimir la espuma o producir pequeños desgarros a lo largo de la sección estrecha. Estos defectos pueden crear concentraciones locales de tensión y provocar que la muestra se rompa prematuramente.
La orientación de la célula también puede afectar el comportamiento a la tracción.
Cuando existe una orientación celular predominante, ISO 1798 especifica la dirección de muestreo relativa a esa orientación. Si no se puede alcanzar la orientación requerida, debe informarse de la dirección real.
Para pruebas comparativas, las muestras deben prepararse de forma consistente de un lote de material a otro.
Acondicionamiento antes de probar
Según el procedimiento estándar, los materiales generalmente no se prueban hasta al menos 72 horas después de la fabricación, sujeto a las excepciones especificadas en la ISO 1798.
Antes de la prueba, los ejemplares o el material del que se cortan normalmente se acondicionan durante al menos 16 horas en una de las siguientes atmósferas:
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23 ± 2°C y 50 ± 5% de humedad relativa
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27 ± 2°C y 65 ± 5% de humedad relativa
La ISO 1798 también establece disposiciones específicas para aplicaciones de pruebas y control de calidad anteriores. Estas excepciones no deben considerarse el procedimiento por defecto.
La prueba en sí debe realizarse bajo las mismas condiciones de temperatura y humedad que se utilizan para el acondicionamiento.
Fuente: ISO 1798:2008, Cláusulas 5.1–5.4 y 6.4.
Cómo realizar una prueba de tracción con espuma ISO 1798
Una prueba fiable comienza con la muestra y el método de medición requerido, no simplemente pulsando el botón de arranque.
Paso 1 — Preparar e inspeccionar los especímenes
Prepara las muestras de Tipo 1 o Tipo 1A utilizando la herramienta de corte adecuada.
Revisa defectos visibles, bordes irregulares y daños causados durante la extracción de la muestra.
Prepara suficientes muestras para obtener el número requerido de resultados válidos. Bajo el procedimiento normal de la ISO 1798, las pruebas continúan hasta que se obtienen cinco rupturas satisfactorias dentro de la longitud de la vía, salvo que se acuerde lo contrario.
Paso 2 — Mide el grosor y marca la longitud del calibre
Tras el acondicionamiento, determina el grosor de la muestra de acuerdo con el estándar y el método de medición dimensional referenciado.
La ISO 1798 exige mediciones de grosor en cinco ubicaciones distribuidas uniformemente en el área material correspondiente, con límites especificados de variación.
Marque la longitud original del ancho usando dos líneas de referencia.
La distancia entre estas líneas debe determinarse con precisión porque se utiliza para calcular el alargamiento en el momento de la ruptura.
Paso 3 — Instalar la muestra en las empuñaduras
Colocar la muestra simétricamente de modo que la fuerza de tracción se distribuya de la forma más uniforme posible a lo largo de su sección transversal.
Las empuñaduras deben evitar que se deslicen sin dañar la espuma.
Evita torcer la muestra ni crear una tensión desigual entre ambos lados.
El estándar permite una precarga limitada, pero esta debe aplicarse según el procedimiento especificado y tenerse en cuenta al establecer la referencia de medición de elongación.
Paso 4 — Establecer la velocidad de la prueba
Ajusta la máquina a la tasa requerida de separación de mordazas:
500 ± 50 mm/min
Confirmar que la configuración seleccionada del equipo puede mantener la velocidad requerida bajo las condiciones de prueba previstas.
Paso 5 — Extender la muestra hasta que se rompa
Inicia la prueba y registra la fuerza máxima de tracción.
Determina la longitud de calibre inmediatamente antes de la ruptura utilizando un método de medición que cumpla con los requisitos aplicables.
Observa la muestra durante la prueba, especialmente para detectar deslizamientos visibles, deformación anormal o fallo cerca de las empuñaduras.
Paso 6 — Comprobar la validez del resultado
Una muestra que se rompa fuera de la longitud de calibre definida debe ser rechazada según el procedimiento ISO 1798.
Continúe con las pruebas hasta obtener el número requerido de resultados satisfactorios.
No aceptes automáticamente todas las curvas de fuerza simplemente porque la máquina registró una fuerza máxima.
Paso 7 — Calcular e informar los resultados
Calcula la resistencia a la tracción y la elongación en la ruptura para cada muestra válida.
Para el informe estándar de prueba, la ISO 1798 especifica requisitos de informe que incluyen la resistencia mediana a la tracción y los resultados medianos de alargamiento al romper, junto con información relevante sobre material, muestra y condiciones de prueba.
Si los clientes también requieren promedias, desviaciones estándar o curvas fuerza-extensión individuales, estas pueden incluirse como información complementaria.
Fuente: ISO 1798:2008, Cláusulas 6–8.
Errores comunes en los ensayos de tracción con espuma y cómo identificarlos
El ensayo de tracción con espuma flexible puede producir resultados inconsistentes incluso cuando la máquina de ensayo funciona con normalidad.
Los siguientes problemas deben investigarse antes de atribuir resultados inesperados al propio material.
Deslizamiento de la muestra
Si las empuñaduras no sujetan la espuma de forma segura, la muestra puede moverse durante la carga.
Esto puede distorsionar la relación medida entre fuerza y extensión, especialmente cuando se utiliza movimiento de la máquina como parte de la medición de elongación.
Qué hay que comprobar: superficies del agarre, presión de sujeción, posición de la muestra y cualquier movimiento visible en los límites del agarre.
Aumentar la fuerza de sujeción no siempre es la solución correcta porque una presión excesiva puede dañar el material.
Rotura prematura cerca de las empuñaduras
Un fallo cerca de la zona de agarre puede indicar concentración de esfuerzo localizada, carga desigual o daños por las superficies de agarre.
Qué hay que comprobar: Alineación del agarre, área de contacto, bordes de la mandíbula, estado de la muestra y disposición de la sujeción.
Según la ISO 1798, un ejemplar que se rompe fuera de la longitud de calibre marcada no se acepta como resultado satisfactorio.
Medición incorrecta de la elongación
El movimiento del cabezal transversal de la máquina no equivale necesariamente al cambio en la longitud de calibre marcada de la muestra.
El movimiento del agarre, el deslizamiento de la muestra y la flexibilidad de la máquina pueden afectar la relación entre estas mediciones.
La norma ISO 1798 exige que las longitudes de calibre relevantes se midan dentro de los límites de precisión especificados. Se pueden utilizar extensómetros mecánicos u ópticos cuando sea apropiado, siempre que cumplan los requisitos aplicables.
El método de medición debe seleccionarse según el estándar, la elongación esperada de la espuma y las características físicas de la muestra.
Variación excesiva entre ejemplares
Grandes diferencias entre los resultados pueden deberse al grosor de la muestra, la calidad del corte, la orientación de la celda, el acondicionamiento o la configuración del accesorio.
Una secuencia práctica de solución de problemas es:
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Inspecciona los bordes de la muestra y las ubicaciones de fractura.
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Revisa las dimensiones de la muestra y la dirección de muestreo.
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Confirmar la alineación del agarre y buscar si se desliza.
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Verifica la velocidad de acondicionamiento y prueba.
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Revisa las medidas de fuerza y alargamiento.
Solo después de haber evaluado estos factores debe interpretarse la variación principalmente como una propiedad material.
Cómo seleccionar una máquina de prueba de tracción con espuma
Un tester de tracción de espuma adecuado debe proporcionar la velocidad de prueba requerida y una medición fiable de la fuerza, adaptándose a los requisitos de agarre y extensión de la muestra.
Selecciona la celda de carga alrededor de la fuerza esperada
Las muestras de espuma flexible suelen producir fuerzas de tracción relativamente bajas.
Seleccionar una máquina solo por su capacidad máxima de carga puede dejar la fuerza real de prueba fuera del rango de medición más adecuado.
La celda de carga seleccionada debe proporcionar una precisión adecuada sobre las fuerzas esperadas durante la prueba.
Para ISO 1798:2008, el sistema de medición de fuerzas debe cumplir la clase de precisión especificada ISO 7500-1 en el rango de carga utilizado.
Confirmar la velocidad requerida
LaISO 1798 utiliza una tasa nominal de separación de mandíbulas de 500 mm/min.
La velocidad máxima nominal de la máquina debe comprobarse junto con su configuración real y las condiciones de funcionamiento requeridas.
Elige agarres para muestras blandas y compresibles
Las empuñaduras deben asegurar la muestra sin causar daños ni compresión excesiva.
Se pueden considerar empuñaduras mecánicas o neumáticas dependiendo de la geometría de la muestra y las características del material.
El diseño adecuado del agarre debe confirmarse usando la muestra de espuma real siempre que sea posible.
Comprobar el recorrido y la medición de elongación disponibles
La espuma flexible puede extenderse considerablemente antes de romperse.
La máquina debe proporcionar un recorrido suficiente y útil una vez instalados los grips.
El sistema de medición de alargamiento también debe acomodar la deformación esperada cumpliendo con los requisitos de precisión aplicables.
Estas consideraciones deberían evaluarse conjuntamente, en lugar de tratar la longitud del recorrido y el rango de medición como especificaciones no relacionadas.
ITM-LAB RS-8010A para Ensayos de Tracción con Espuma Flexible
El ITM-LAB RS-8010A es una máquina universal de prueba controlada por servo para aplicaciones mecánicas de baja fuerza.
Sus configuraciones de carga disponibles y su rango de velocidades de prueba lo convierten en candidato para ensayos de tracción con espuma flexible, sujeto a la verificación de la celda de carga seleccionada, las empuñaduras, el método de medición de elongación y la configuración completa de prueba.
Especificaciones de Equipos Relevantes
| Parámetro | RS-8010A |
|---|---|
| Tipo de equipamiento | Máquina de prueba universal controlada por servo |
| Capacidades de fuerza disponibles | 50 N–5 kN |
| Especificación de precisión | ±0,25%, sujeto al rango de medición verificado |
| Rango de velocidades de prueba | 0,001–500 mm/min |
| Configuraciones de carrera | 650 / 1000 mm |
| Empuñaduras de espuma para tracción | Seleccionados según el espécimen |
| Medición de elongación | Configuración a confirmar para el método de prueba |
La velocidad nominal de prueba de la ISO 1798 se encuentra dentro del rango de velocidad RS-8010A declarado.
Sin embargo, las especificaciones de la máquina por sí solas no establecen el cumplimiento total de la ISO 1798. Para la configuración propuesta deben verificarse el sistema de medición de fuerzas, la disposición de los accesorios, el rendimiento de la velocidad de prueba y el método de medición de la elongación.
Ejemplo: Configurar un sistema para espuma de PU flexible
Consideremos un laboratorio que necesita probar espuma de poliuretano flexible usando la norma ISO 1798:2008.
Antes de recomendar una configuración de máquina, deben responderse las siguientes preguntas:
¿Qué ejemplar será analizado?
Confirmar el Tipo 1 o Tipo 1A, el grosor, la dirección de muestreo y el comportamiento esperado del material.
¿Qué fuerza de tracción se espera?
Utiliza los datos disponibles de materiales o la información preliminar de pruebas para seleccionar una celda de carga adecuada.
¿Cómo se sujetará el ejemplar?
Revisa el grosor, la compresibilidad y los requisitos de contacto de agarre de la muestra para minimizar el deslizamiento y el daño.
¿Cuánta extensión se espera?
Comprueba el recorrido útil de la máquina y determina cómo se medirá la longitud del calibre antes de la ruptura.
¿Qué documentación se requiere?
Confirmar la edición estándar, los requisitos de calibración, el formato del informe de prueba y cualquier criterio de aceptación específico para cada cliente.
Este es un ejemplo del proceso de selección del equipo, no un informe de una prueba completada con un cliente.
El objetivo es definir primero los requisitos de prueba y luego configurar la máquina en consecuencia.
Preguntas frecuentes
¿Para qué se usa la ISO 1798?
La ISO 1798 especifica un método de prueba a la tracción para determinar la resistencia a la tracción y la elongación en la ruptura de materiales poliméricos celulares flexibles, incluyendo espumas flexibles de poliuretano adecuadas.
¿Cuál es la velocidad de prueba de tracción para ISO 1798?
La ISO 1798:2008 especifica una tasa de separación de mandíbulas de 500 ± 50 mm/min.
¿Cuántos ejemplares se requieren para la ISO 1798?
Salvo que se acuerde lo contrario, deben analizarse suficientes muestras para obtener cinco resultados satisfactorios en los que la ruptura ocurra dentro de la longitud de calibre marcada.
¿Puede una máquina de prueba universal realizar pruebas ISO 1798?
Sí, siempre que la configuración completa de la máquina cumpla con los requisitos aplicables para medición de fuerzas, velocidad de prueba, agarre, extensión de muestra y medición de elongación.
¿Es la ISO 1798 lo mismo que la prueba E de la ASTM D3574?
no. Ambos abordan las propiedades de tracción de la espuma flexible, pero sus requisitos técnicos difieren. No se debe asumir que los resultados obtenidos con ambos métodos son directamente intercambiables.
Configura tu sistema de ensayo de tracción con espuma con ITM-LAB
Un ensayo fiable de tracción con espuma depende de la interacción entre la muestra, las empuñaduras, la célula de carga, el movimiento de la máquina y el método de medición de elongación.
Para aplicaciones bajo ISO 1798, la selección del equipo adecuado comienza con los requisitos de prueba en lugar de la capacidad máxima de la máquina.
ITM-LAB puede revisar tu material de espuma flexible, las dimensiones de la muestra, la fuerza de tracción esperada y el procedimiento de prueba necesario para ayudar a identificar una configuración RS-8010A adecuada.
¿Planeando un proyecto de prueba de tracción con espuma flexible?
Envíanos tu foto o dibujo de la muestra, el estándar aplicable, el rango de fuerzas esperadas y los requisitos de medición de elongación.
Nuestro equipo puede revisar la configuración propuesta de máquina y luminaria antes del presupuesto.
