domingo, 30 de diciembre de 2012

Adhesivos para bricolaje


Hola de nuevo,

estos días de vacaciones (si los has tenido) o los fines de semana son propicios para sacar al manitas que llevas dentro y enfrentarte a esas tareas de bricolaje que tanto te entusiasman pero que con el ajetreo diario no puedes empezar (o acabar...).



Por muy pequeño que sea el arreglo o porque has visto ese anuncio que dice algo como... "no hace falta que utilices clavos, usar este adhesivo es más fácil!" y crees que puede valer para tu aplicación, vas a ir a una ferretería o a un centro comercial especializado en bricolaje para comprar un adhesivo, cola, pegamento (como lo quieras llamar), sellador, cinta, etc. y... una vez llegues allí verás un montón de productos disponibles. Es más, puede que hasta te quedes abrumado por el amplio abanico de posibilidades que se abre ante tus ojos y pienses "no volveré a clavar un clavo en mi vida! (si consigo acertar con el bote que necesito...)".

Qué te voy a decir yo... échate a la piscina! olvídate de los clavos, tacos y tornillos! de taladrar! de generar polvo y suciedad que luego tienes que limpiar...! 

Y para darte un empujoncito, te pongo aquí un link muy interesante que te ayudará a decidirte o, por lo menos, a aclararte cuando estés de pie delante de las estanterías repletas de productos.

Además de lo que se indica en ese artículo, también encontrarás la omnipresente silicona y las mil y una variedades de cianoacrilatos que existen. Y es que, si antes ya eran tan versatiles que usabas el SuperGlue para (casi) todo, ahora puedes utilizar uno específico para cualquiera de las aplicaciones que necesites!

Por último, mención especial se merecen los adhesivos y selladores con tecnología híbrida o en base a silanos modificados (los diferenciarás porque en el bote pondrá bien grande "MS"). Mira la foto como ejemplo de uno de estos productos, en este caso de Ceys:



Se trata de productos alternativos a los poliuretanos, más saludables para las personas y el medio ambiente, con una mejor adherencia (sin necesidad de imprimaciones e incluso los hay que pueden pegar sobre superficies mojadas!) y con un mejor comportamiento a la radiación ultravioleta (para el uso en exteriores) pero a costa de una resistencia interna ligeramente menor. 

Ahora, tú decides. Cuál es tu tarea y qué producto vas a usar?


lunes, 3 de diciembre de 2012

DIN 6701: uniones adhesivas en el ferrocarril


Hola!!

en este post voy a hablarte de la norma DIN6701, Kleben von Schienenfahrzeugen und –fahrzeugteilen (uniones adhesivas en el ferrocarril y en sus partes), una norma nacida para el aseguramiento de la calidad de las uniones adhesivas aplicable al sector del ferrocarril.

El proceso de fabricación de uniones adhesivas está clasificado como un Proceso Especial: Para comprobar que la unión se ha ejecutado correctamente, es necesario romperla. Claro está que no vas a romper una unión cada vez que la hagas (si no nunca tendrías un producto terminado), por lo tanto, es preciso que te asegures de que siempre se sigue el proceso de adecuadamente. Esto lo consigues con un sistema de aseguramiento de la Calidad.

Esta norma te la van a exigir estrictamente en Alemania pero, dado es tan completa, no es de extrañar que te la empiecen a requerir en otros países, o que la modifiquen y te la pidan en otros sectores, o incluso que logre la categoría de EN (Norma Europea) y te la pidan en cualquier parte de Europa…

Aunque, si estás leyendo este post quizás sea porque ya te han pedido cumplirla y te has puesto a buscar en la Red porque necesitas saber de qué va o qué alcance tiene o… si de verdad es necesario que la cumplas. La única manera que se me ocurre para que no tengas que cumplirla es que no utilices adhesivos pero… si los usas, será por algo, no?

Pues… no te voy a engañar, si te la han pedido, es muy probable que tengas que cumplirla. Ya seas diseñador, fabricante o las dos cosas, porque es aplicable a ambos.

Cuando la lees por primera vez, puedes pensar “madre mía, pero esto qué es?!” y después “ufff… pero cómo voy a cumplir yo con todo esto?” y “me va a costar un montón!” para acabar diciendo “venga ya! seguramente no tenga que cumplirla…” (sinónimo de “a ver cómo puedo escaquearme…”).

No te engañes. En un primer momento sí que puedes verla como un gran problema pero… necesitas mirar más allá porque realmente es un motivo para mejorar. Si me permites: un muy buen motivo, porque te ayudará a perfeccionar tus diseños, a tener en cuenta detalles que hasta ahora pasabas por alto y a controlar mejor la fabricación, obteniendo productos de mucha mayor calidad y más seguros, lo que redundará en tu propio beneficio.

Ahora lo ves mejor? Pues vamos al ataque!

Entrando en materia: la norma se ocupa de todas aquellas uniones adhesivas que disponen de requerimientos de seguridad en el tren y establece una clasificación de estas uniones según las consecuencias que puede provocar su fallo de acuerdo a tu criterio como diseñador del tren o del componente ferroviario. Es decir, ordenando los niveles de seguridad del más alto al más bajo, tienes:

  • Nivel A1: dentro de este nivel estarían las uniones cuyo fallo produce un peligro inevitable para la vida de las personas o para el funcionamiento seguro del tren.
  • Nivel A2: Aquí, las uniones cuyo fallo puede provocar riesgos de funcionamiento con perjuicios a las personas o alterar el funcionamiento general del tren.
  • Nivel A3: El fallo de esta unión supone como máximo una merma en la comodidad sin que se produzcan daños personales.
  • Sin requerimientos de seguridad: Lo podríamos llamar nivel B para diferenciarlo de los anteriores y aquí estarían el resto de las uniones adhesivas cuyo fallo no suponga un riesgo.

Ahora, dependiendo del nivel que consideres como diseñador, deberás plantear, calcular, justificar, ensayar, con especial hincapié a su envejecimiento, y, finalmente, documentar la unión de una manera estricta (A1) o de una manera más “light” (A3). El objetivo que busca la norma es que las uniones con altos niveles de seguridad estén bien dimensionadas y sean duraderas, para intentar minimizar los riesgos.

Por otro lado, desde el punto de vista de la fabricación, como ya suponías, no es lo mismo tener que fabricar una unión de responsabilidad A1 o una unión caracterizada en el nivel ficticio B. Las instrucciones de trabajo deben ser especialmente precisas en las uniones A1, así como las condiciones ambientales, los tiempos de trabajo y espera y, especialmente, la formación del aplicador.

Todo esto aderezado con un sistema de gestión de la Calidad que permita el correcto uso de los adhesivos y sustancias asociadas.

Finalmente, tanto para diseñar como para fabricar uniones adhesivas de manera correcta es muy importante la formación. Y, como no podía ser de otra manera, la norma también lo define estableciendo 3 niveles:

  • Nivel 1: Persona con la formación necesaria para la toma de decisiones (técnicas y de gestión) en el ámbito de las uniones adhesivas. Se trata del European Adhesive Engineer. (Mi formación, te lo tenía que decir... Aunque lo podrás ver en mi perfil ;-)).
  • Nivel 2: Persona con conocimientos técnicos para la supervisión de los procesos de pegado. Se trata del European Adhesive Specialist.
  • Nivel 3: Persona con la formación técnica y práctica necesaria para realizar uniones adhesivas. Se trata del European Adhesive Bonder.

Con esto, qué personal crees que será necesario para fabricar uniones de responsabilidad A1? Y para un nivel A2?

Échale un vistazo a la norma, y si tienes dudas, me dices. Ánimo!

domingo, 11 de noviembre de 2012

Normas ISO para el ensayo de uniones adhesivas

Hola!!
 
me gustaría dedicar el post de hoy a un interesante trabajo realizado por Naiara Vázquez, estudiante de ingeniería de materiales de la ETSEIB de Barcelona, que trata sobre la serie normativa ISO para el ensayo de uniones adhesivas.
 
Las normas de ensayo de adhesivos establecen una geometría concreta de la unión y unas condiciones de ensayo determinadas, de forma que se puedan obtener resultados del comportamiento de la unión comparables, ya se hagan los ensayos aquí en tu casa o a 10000km de distancia.
 
Por lo tanto, el objetivo fundamental de que existan normas de ensayo es que se puedan comparar los resultados obtenidos con diferentes adhesivos, de forma que puedas seleccionar el más apropiado a tus necesidades.
 
En este ámbito existen diferentes normas, cada país tiene las suyas: en España las UNE, en Alemania las DIN, en Estados Unidos las ASTM… aunque existe un ente internacional (International Organization for Standardization, ISO) cuya influencia supera fronteras e intenta englobar las exigencias de todos sus miembros. Como he dicho al principio, este trabajo se centra en analizar las normas de la ISO.
 
Para ello, ha categorizado las normas ISO según el esfuerzo al que está sometida la unión:

1.- Esfuerzos normales: para uniones sometidas a tracción pura:
  • ISO 6922–Determinación de la resistencia a la tracción de las juntas de tope.
 
2.- Esfuerzos de cizalladura: para uniones en solape:
  • ISO 4587-Determinación de la resistencia a la cizalla por tracción de montajes pegados solapados
  • ISO 6237-Determinación de la fuerza de cizalladura bajo carga de tracción en uniones adhesivas de madera sobre madera
  • ISO 6238-Determinación de la fuerza de cizalladura bajo carga de compresión en uniones adhesivas de madera sobre madera
  • ISO 9664-1-Métodos de ensayo para determinar las propiedades de fatiga de adhesivos estructurales al cizallamiento, bajo esfuerzos de tracción
  • ISO 10123-1–Determinación de la resistencia a la cizalladura de los adhesivos anaeróbicos utilizando muestras de pasador y cuello
  • ISO 10964-1-Determinación de la resistencia del par de adhesivos anaeróbicos en los sujetadores roscados
  • ISO 11003-1-Determinación del comportamiento de cizalla de adhesivos estructurales-Parte-1 Ensayo de torsión utilizando cilindros huecos unidos por el extremo
  • ISO 11003-2-Determinación del comportamiento de cizalla de adhesivos estructurales-Parte–2 Ensayo de tracción utilizando adherentes gruesos
  • ISO 13445-Determinación de la resistencia a cizalla de las uniones adhesivas entre sustratos rígidos por el bloque-Método de cizalla
  • ISO 15108-Determinación de la resistencia de las uniones adhesivas con una flexión-Método de cizalla
  • ISO 15109-Determinación del tiempo de ruptura de las uniones adhesivas bajo una carga estática de compresión (compresión bajo peso)
 
3.- Esfuerzos de pelado y desgarro:
 

  • ISO 4578-Determinación de la resistencia al pelado de uniones de alta fuerza adhesiva-Método de rodillo flotante
  • ISO 8510 – 1–Ensayo de Peel para sustrato flexible unido a sustrato rígido. Parte 1: peel a 90 grados
  • ISO 8510 – 2–Ensayo de Peel para sustrato flexible unido a sustrato rígido. Parte 2: peel a 180 grados
  • ISO 11339-Ensayo de pelado en T para uniones encoladas flexible sobre flexible
  • ISO 10354-1-Caracterización de la durabilidad del adhesivo estructural de juntas unidas – test de ruptura en cuña.
  • ISO 15107-Determinación de la resistencia a la escisión de las uniones adhesivas
 
4.- Impacto
  • ISO 9653–Método de prueba para la resistencia al impacto de cizalla de uniones adhesivas
  • ISO 11343-Determinación de la resistencia dinámica al agrietamiento de uniones adhesivas de alta resistencia bajo condiciones de impacto. Método de impacto en cuña
 
El trabajo de Naiara profundiza bastante más en las características de cada una de las normas que he puesto aquí. Yo sólo he querido hacer un pequeño resumen.
 
Un último apunte por mi parte: como puedes ver, existen muchas normas dentro de la ISO que puedes utilizar para caracterizar la unión que estés diseñando o que vayas a ensayar. Pero, si tu unión no se adecúa a ninguna de ellas, te animo a que establezcas tu propio criterio de ensayo. Eso si, si vas a probar con diferentes adhesivos, procura mantener el mismo criterio en todos los ensayos. Si no, la comparación va a ser muy difícil!

domingo, 4 de noviembre de 2012

Preparación superficial: Cómo limpiar

Hola!!
 
una vez que está claro que tienes que limpiar las superficies y con qué, lo que te queda es saber cómo hacerlo. Esta es la parte más sencilla pero es importante hacerlo bien.
 
Industrialmente se utilizan los limpiadores en diferentes métodos avanzados como:
 
·       Inmersión en baños asistidos por corrientes o ultrasonidos.
·       Presurizado a diferentes presiones.
·       Aplicación en estado gaseoso.
 
Es probable que no tengas todo este equipamiento así que te voy a explicar un método “más de andar por casa”. Es sencillo: consiste en la utilización de un paño para limpiar la superficie.
 
Pero no se trata de pasar un trapo y listo! además del paño en cuestión, lo que importa es la técnica. Vamos a ello!
 
El material básico que necesitas es:
 
  • Limpiador
  • Guantes
  • Papel blanco de celulosa
El limpiador es lo primero que debes seleccionar, según decía en el post anterior, teniendo en cuenta, como mínimo, la suciedad y el material de tus piezas.
 
Posteriormente, aunque sea una obviedad: protege tus manos. Existen diferentes tipos de guantes protectores dependiendo de la agresividad del producto químico que vayas a utilizar. No creo que vayas a utilizar ácidos potentes (no será muy fácil conseguirlos para uso doméstico…), así que sería suficiente con utilizar guantes de nitrilo (los clásicos que se utilizan en los hospitales) o si no, los guantes de limpieza que puedas tener en casa. Te recomiendo los primeros porque no perderás tanta sensibilidad en el tacto.
 
 
Aunque el limpiador que vayas a utilizar no sea muy agresivo (en apariencia), sé prudente y protégete. Nunca sabes cómo puede reaccionar tu piel y es mejor no comprobarlo. Ya lo sabes: más vale prevenir que curar!
 
Además, otra consecuencia positiva del uso de los guantes es que, aunque toques la superficie con ellos no la mancharás con huellas dactilares que son difíciles de limpiar (contienen más suciedad, grasa, humedad, etc.)
 
Lo siguiente sería utilizar papel blanco de celulosa en rollo o, en un apuro, pañuelos de papel, pero lo importante es que sean blancos y que no suelten fibras.

 
Es necesario que sean de papel para que los puedas desechar una vez los hayas usado (si no podrías tener la tentación de reutilizarlo transportando la suciedad de una superficie a otra!). Tienen que ser blancos para comprobar que en cada pasada se está limpiando la superficie (te acuerdas del anuncio de Tenn que decía “el algodón no engaña”? eso es lo que pasará en la última pasada).
 
Pero en tu caso, no puedes utilizar algodón porque suelta fibras y la limpieza no será muy buena si retiras la suciedad (claro!) pero quedan restos de fibras en la superficie…
 
Por último, lo más importante: la técnica.
 
Puedes verter el limpiador sobre la superficie o humedecer el papel pero lo importante es el movimiento que hagas con él. Siempre, siempre, en la misma dirección y en el mismo sentido. No hagas círculos ni frotes. Con eso, lo único que vas a conseguir es esparcir la suciedad. Y lo que quieres es eliminarla!
 
Según vayas avanzando en el número de pasadas es recomendable que cambies de papel para que, durante el proceso, vayas comprobando si éste sale menos sucio y por tanto, la limpieza está siendo efectiva. Al final podrás decir… el papel no engaña!

 
Y efectivamente, como el papel no engaña, no hace falta que toques la superficie con los guantes… ni con los dedos!!

domingo, 14 de octubre de 2012

Preparación superficial: Limpieza

Hola!!
qué es lo primero que haces cuando quieres pegar algo (además de comprar el adhesivo…)? Miras las superficies y pasas el dedo para ver si hay polvo…


Pues… muy bien hecho! Porque lo primero que hay que saber es cómo están las superficies! Y después… actuar en consecuencia. Y lo normal es limpiar las superficies. Lo normal, lo necesario y lo obligatorio. Siempre hay que limpiar antes de pegar.

Pero antes, hay que hacer un par de cosas:

  • Aclimatar las piezas. Es decir, que todo esté a la misma temperatura porque… los materiales se dilatan y se contraen con la temperatura y además, si la superficie está muy fría, puede llegar a condensar agua de la humedad ambiental, que tendrías que retirar porque no quieres pegar sobre agua!
  • Asegurarte de que las dos piezas casan perfectamente (esto es lo primero que haces cuando quieres arreglar el asa de la taza… ver si falta algún trozo y hay huecos).
El objetivo de estos dos pasos previos es evitar tensiones internas en la unión que pueda hacer que falle en el futuro. Hay adhesivos que son capaces de rellenar huecos y de absorber deformaciones térmicas relativas (de hecho, están diseñados para ello) pero es mejor asegurarse.

Bien, una vez cumplas con esto, llega la hora de la limpieza. Para ello, necesitarás saber que:

  • El limpiador debe ser capaz de eliminar toda la suciedad que haya en la superficie, ya sea soluble en agua (sales, etc.) o insolubles en agua (aceite, grasa, etc.).
  • El limpiador de debe evaporar o retirar rápidamente sin dejar restos.
  • El limpiador no debe dañar los materiales a pegar. Es decir, como idea general, no debe generar corrosión en metales o disolver plásticos, por ejemplo.
  • Por supuesto, el producto limpiador no puede ser dañino para la salud o el medio ambiente.
Y, como ya te estarás imaginando, no hay muchos limpiadores que cumplan con todo esto al 100%.

Un aspecto importante para que el limpiador pueda limpiar es que moje la superficie. Vaya ocurrencia, no? Pues… sí… y es que aquí aparece de nuevo el problema de la tensión superficial. Por ejemplo, una superficie manchada con silicona será muy difícil de limpiar porque, al tener la silicona una tensión superficial muy baja, el limpiador no será capaz de mojarla y por lo tanto, no podrá limpiar.

(Como dato curioso, la mayoría de limpiadores comerciales incorporan tensioactivos para disminuir su propia tensión superficial y así permitir una mejor limpieza… míralo en tu lavavajillas o en el detergente para lavar la ropa, qué ves?)

Existen 2 grandes familias de limpiadores:

  • Orgánicos: alcoholes (isopropílico, etílico, etc.), acetonas, ésteres y demás disolventes.
  • Acuosos: neutros (pH entre 5 y 9), ácidos (pH<5) o alcalinos (pH>9).
Cada uno tiene sus propiedades e inconvenientes. Si te interesan los detalles, podría abordarlos en otro post, pero por ahora creo que es suficiente con presentarte las opciones que hay. No obstante, por mi experiencia, te puedo decir que el alcohol isopropílico y la acetona van bastante bien. Ambos tienen capacidad para disolver aceite y grasa y para limpiar residuos solubles en agua.

Finalmente, cuando elijas el limpiador debes tener en cuenta el material de tus piezas (para que no lo dañe), qué tipo de suciedad tienes (soluble en agua o no) y los requerimientos de limpieza en la superficie que quieres limpiar.

En el siguiente post, te hablaré de los métodos de limpieza que existen, porque no todo es frotar…

Eso sí, por favor, cuando hayas limpiado la superficie, no pases el dedo para comprobar si está limpia porque los dedos manchan… Te lo digo yo: si lo has hecho bien, está limpia. No pases el dedo. Simplemente confía.

martes, 9 de octubre de 2012

Preparación superficial, para qué?


Hola!!

normalmente, se recomienda que antes de pegar una pieza con otra, se haga un tratamiento superficial o una preparación superficial previa.

Está claro, porque si alguna vez le has pedido consejo a alguien sobre cómo pegar una pieza te habrá dicho algo como: antes de pegar, tienes que… limpiar la superficie, lijar muy bien, utilizar esta imprimación que me han dicho que va muy bien…

Más o menos tienes claro que la preparación superficial puede consistir en eso: limpiar y hacer “algo” que pueda mejorar la adherencia del adhesivo.

En los siguientes posts te explicaré un poco más a fondo cómo y con qué limpiar y en qué consiste eso de hacer “algo”. Porque, la verdad, no es sencillo ni corto… y prefiero explicártelo con detenimiento (aunque si tienes alguna duda o estás impaciente puedes preguntarme lo que necesites!).

Por ahora, me centraré en lo fundamental: Por qué hay que hacer un tratamiento superficial? He aquí la respuesta:

1.- Para crear unas condiciones reproducibles que puedan garantizar la calidad de la unión. Es decir, que el adhesivo siempre pegue sobre la superficie en el mismo estado aunque sean piezas diferentes (pero del mismo material en cada caso, claro!).

2.- Para incrementar la durabilidad de la unión. Es decir, que el adhesivo permanezca pegado durante más tiempo y que no se despegue en el momento menos oportuno…

3.- Para mejorar el mojado del adhesivo y por tanto, la adhesión. Si lees los posts anteriores, tendrás una idea de lo que puede afectar al mojado y a la adhesión.

Los dos últimos puntos son más o menos lógicos. Pero, en mi opinión, entender el primero es fundamental porque, cuando vamos a pegar una pieza, ¿sabemos lo que le ha pasado antes? Es decir, ¿Si acaba de fabricarse o ha estado almacenada durante un mes, dos o 5 años? ¿Si ha estado en un lugar cerrado y protegido, a la intemperie o si un animal ha orinado encima suyo? Pues… lo normal es que no lo sepamos, no?

A mi entender, el tratamiento superficial puede tener dos fundamentos:

·       “reiniciar” el material: quitar todas las impurezas que pueda haber en la superficie hasta encontrar el material base, sobre el que realmente tenías pensado pegar.

·       “generar” una superficie nueva y controlada sobre la que sabes cómo va a adherir el adhesivo.

Por lo tanto, es muy importante que hagas una preparación superficial antes de pegar las piezas. Pero esta preparación no puede ser cualquiera, ni siempre va a ser igual puesto que depende de:

1.- El material del substrato, porque hay tratamientos que pueden dañar tu pieza.

2.- El adhesivo a utilizar, porque puede que no sean compatibles.

3.- El estado de las superficies. No es lo mismo una fina capa de óxido o una densa mancha de grasa.

4.- Los requerimientos de la unión.

Tu superficie lo estará… pero tú, estás preparado?
 
...en un mundo ideal
 

lunes, 24 de septiembre de 2012

Cómo medir la energía superficial de manera rápida?

Hola!!

quizás alguna vez hayas pensado: vale, sé que el valor de la energía superficial de mi pieza es fundamental para saber si voy a poder pegarla a otra pero, ¿cómo puedo saber si la superficie de mi pieza tiene la energía superficial adecuada o necesito hacer una preparación previa?

Bien, no te preocupes, que tu pregunta tiene respuesta, pero depende del adhesivo (lo dudabas?) puesto que cada familia de adhesivos tiene su energía superficial y por tanto, la interacción con los substratos será diferente.

A modo de referencia, en estado líquido, las resinas epoxy tienen una tensión superficial de alrededor de 47 dinas/cm (en unidades del Sistema Internacional 47 mN/m), mientras que el cianoacrilato o la silicona tienen valores más bajos, como 20 dinas/cm (20 mN/m) para el caso de la silicona (por eso estos son capaces de mojar y adherir en una amplia gama de materiales).

Por lo tanto, nuestra pieza tiene que tener una energía superficial mayor a estos valores (recuerda lo que hablamos en el post sobre la energía superficial y elángulo de contacto).

Pero llegados a este punto es necesario que te diga una cosa, que no es un secreto: sea el material que sea, tenga la energía superficial que tenga, siempre tienes que limpiar las superficies. Siempre! Aunque algunos adhesivos tengan cierta capacidad para absorber impurezas, tú lo que quieres pegar es el material base y no la suciedad que pueda haber sobre tu pieza. Además, la suciedad y las impurezas superficiales afectan a la medida de la energía superficial, así que, que no te de pereza y limpia las superficies!!!!

Bien, dicho esto, todo lo que te diga a partir de ahora será considerando que las superficies están limpias, ok?

Para materiales metálicos o vidrio no tendrás problemas porque tienen energías superficiales bastante más altas que la de los adhesivos. El problema aparece con los polímeros, puesto que tienen energías superficiales muy parecidas o menores que las de los adhesivos (bueno, después de todo, los adhesivos son polímeros, no?).

Para poder tener una medida cualitativa de cómo está la superficie de tu pieza, existen productos en el mercado fáciles de utilizar, como son los rotuladores para medir tensión superficial de Boussey Control.

Estos rotuladores, cuya tinta contiene una mezcla de agua y disolventes orgánicos, están calibrados a ciertos valores de tensión superficial de forma que, si este líquido moja o no tu superficie podrás saber cuál es el valor de su energía superficial.

Esto es:

1.-Si la marca de la tinta sobre la superficie es uniforme y continua se supone que la energía superficial del substrato es mayor que la que indica el rotulador.
 
2.-Si la tinta se queda dispersa en gotitas pequeñas la energía superficial del susbtrato es considerablemente menor que la del rotulador.

3.-Si la marca de tinta es parcialmente continua pero los bordes se retraen, la energía superficial de tu pieza es ligeramente menor que la del rotulador.


Puedes probar con rotuladores de diferente valor de tensión superficial para intentar encontrar de la manera más ajustada posible el valor que buscas.
 
Finalmente, teniendo en cuenta el valor que obtengas, deberás decidir si tienes que hacerle un tratamiento superficial previo a tu pieza o no para incrementar el valor de la energía superficial.
 
Yo empezaría por intentar limpiar mejor la superficie, porque quizás se haya quedado alguna impureza sin limpiar debidamente…

miércoles, 5 de septiembre de 2012

XIII Congreso de Adhesión y Adhesivos

Hola!!!
 
la semana que viene, concretamente los días 13 y 14 de septiembre de 2012, se celebra un acontecimiento muy especial para los fabricantes, usuarios e investigadores de adhesivos de este país: se celebra el XIII Congreso de Adhesión y Adhesivos, organizado por el Prof. Salvador Borrós del Instituto Químico de Sarriá (IQS)-Universidad Ramón Llull, en colaboración con el GEAA.
 
 
El objetivo de este Congreso es el de proporcionar un foro científico-técnico para intercambiar conocimientos técnicos y prácticos entre las personas interesadas en la adhesión y los adhesivos, así como en los fenómenos relacionados y en sus aplicaciones.
 
Los temas que se van a tratar irán desde la Síntesis y formulación de sistemas adhesivos a la Estrategia y desarrollo: Del proyecto al producto, pasando por los Bioadhesivos, las Técnicas de caracterización de adhesivos y superficies o la  Ingeniería de la adhesión y uniones adhesivas. Vamos, temas realmente interesantes para todos los que estamos dentro de este mundillo!!!! no crees?
 
Este Congreso está cogiendo cada vez más auge y pese a estar organizado en un ámbito nacional, ya en su 13ª edición, ha conseguido cierta importancia internacional con varias exposiciones venidas de diferentes universidades y centros tecnológicos europeos.
 
En mi opinión, este evento es un punto de encuentro absolutamente necesario. Es una oportunidad casi única para charlar con colegas, intercambiar puntos de vista, aprender y, dados los tiempos que corren, favorecer la posibilidad de establecer contactos con diferentes personas y fomentar eso que llaman el networking!
 
Además, un día antes al Congreso, el día 12 de Septiembre de 2012, se impartirá un Workshop sobre Tecnologías de Unión para Aplicaciones Náuticas, con la participación de ponentes de relevada reputación en el campo de la náutica de alta competición, desde navegantes a constructores!!
 
Yo voy a estar allí. Y tú? te lo vas a perder?
 
Si quieres más información, puedes entrar aquí.

domingo, 26 de agosto de 2012

Los cosméticos y los adhesivos: el Dimethicone


Hola!!

alguna vez te has parado a leer los ingredientes de los cosméticos que compras o que tienes en casa…? Las cremas, jabones, etc. están compuestas por una mezcla variada de diferentes sustancias químicas (artificiales y/o naturales) que cumple con la función para la que los hemos comprado: hidratarnos la piel, fijar nuestro peinado, limpiar el cabello o el cuerpo, etc.

Bien, aunque el mundo de los cosméticos es muy interesante, como ya sabes a estas alturas, lo mío son los adhesivos y no tengo intención de cambiar de tema en el blog. Entonces, seguramente te preguntarás: y qué haces hablando de ellos? La respuesta es sencilla: muchos cosméticos tienen un componente que te puede influir a la hora de utilizar los adhesivos y más concretamente, cuando estés realizando una unión, así que me veo en la obligación de presentártelo. Se trata del Dimethicone.

Venga, para que veas que es verdad, te dejo un momento para que vayas al armario del baño, ducha, etc. y lo puedas ver con tus propios ojos… Lo has encontrado? Si no, te pongo unos ejemplos:


Y qué pasa con el Dimethicone? Técnicamente es también conocido como Polidimetilsiloxano (PDMS) y es la forma más habitual de encontrar el siloxano polimerizado o, más fácil, la silicona (en inglés lo puedes encontrar como silicone oil).


Los fabricantes de cosméticos utilizan el Dimethicone porque favorece que el cabello no se enrede a la hora de peinarnos al funcionar como lubricante, además de darle más brillo. Y sobre la piel, actúa como protector e incluso puede ayudar a calmar la piel irritada.

Pero la primera de estas propiedades es precisamente la que no buscamos cuando hacemos una unión adhesiva. Si alguna vez has intentado pegar silicona te habrás dado cuenta que es muy difícil, entre otras cosas, debido a la baja tensión superficial que tiene este material.

El problema que surge aquí es que si has utilizado algún cosmético que contenga Dimethicone, sin quererlo, puedes tener restos en las manos con lo que si no te das cuenta, es posible que contamines las superficies de los substratos a pegar. Quizás, en un primer momento, esto no afecte a la adherencia del adhesivo pero, lo podrías asegurar en el tiempo? Esto puede ser un motivo de fallo.

Otra consecuencia de la baja tensión superficial de los compuestos siliconados, es que son muy difíciles de limpiar en las superficies contaminadas. Y para poder limpiarlos correctamente puede que tengas que utilizar productos que acaben dañando el material.

Por lo tanto, la primera recomendación es que trabajes con cuidado y sin tocar donde no debes (sobre todo si ya has limpiado previamente las superficies).

Por otro lado, como es inevitable que utilices cosméticos que contengan Dimethicone (alguno hay pero… el mercado actual está copado por los que lo contienen) quizás la mejor opción es que utilices guantes de protección (mi recomendación es que utilices los de nitrilo, sin polvos). Así, además de proteger tu salud (que es su principal función), evitarás la contaminación de los substratos.
 
Eso sí, si los guantes llevan algún tipo de protector de piel, asegúrate de que tampoco tengan Dimethicone…

jueves, 12 de julio de 2012

Qué es un adhesivo estructural?

La sabiduría popular dice que un adhesivo estructural es aquel que es capaz de transmitir mucha carga, aquel cuya tensión de rotura es muy elevada o aquel que es rígido o rigidísimo. En definitiva, es un adhesivo que proporciona una unión muy resistente.

De hecho, si alguna vez te han preguntado por un adhesivo estructural, habrás pensado "eeeh... sí, claro! un epoxy! o un acrílico!".

Vale, esto es cierto sí, pero con matices. Me explico:

Más que definir a un adhesivo como estructural en sí, yo lo llamaría adhesivo que permite una unión estructural, entendiendo como tal no sólo a las uniones que tienen que transmitir mucha carga (cuando buscamos resistencia), sino también a aquellas cuya función es absorber deformaciones relativas (cuando buscamos flexibilidad).

Por lo tanto, se entiende como una unión adhesiva estructual aquella que, en caso de fallo, reduce considerablemente la utilidad del objeto donde se encuentra esta unión. Y, además, fija estrechamente las propiedades de seguridad del objeto.

Es decir, una unión adhesiva estructural determina el funcionamiento seguro de la pieza donde se encuentra. 

Si pensamos en un coche. Un coche moderno. Con la estructura del chasis hecha en composite o en fibra de carbono. Está claro que las uniones del chasis deben transmitir carga y por tanto utilizaremos un adhesivo con una resistencia interna elevada; por contra, si pensamos en el montaje de la luna del parabrisas... cómo va montada? efectivamente, va pegada! y la unión está hecha con un adhesivo flexible para absorber las deformaciones relativas entre vidrio y estructura y, de manera secundaria, transmitir la carga provocada por las fuerzas aerodinámicas.

Ambos son dos ejemplos de uniones estructurales.

Otro ejemplo más: los acristalamientos de los nuevos edificios. Van pegados. Pero con qué? normalmente, con silicona.

 


Y, qué opinas? es una unión estructural o no? Pero... según la sabiduría popular...la silicona no es un adhesivo estructural, no? vale, pero si falla la unión, que pasará? así que... tenemos una unión estructural con un adhesivo no estructural??? qué paradojas... ;-)

sábado, 30 de junio de 2012

Energía superficial y ángulo de contacto

Hola!!

en el post sobre plásticos que no se pegan dije algo sobre la energía superficial de los materiales, que los adhesivos tenían dificultades para mojar la superficie de los plásticos o incluso solté que el agua no los mojaba! Qué barbaridad! No te preocupes, ahora te lo aclaro!

Para ello, lo primero que hace falta es saber qué es eso de la energía superficial. Este concepto también es conocido como tensión superficial o tensión interfacial (entre caras), porque se produce en la superficie frontera entre dos fases: solido-líquido, sólido-gas, líquido-gas, líquido-líquido, etc. Su definición completa es un tanto complicada pero para que te hagas una idea se puede decir que es la medida en la que interactúan las moléculas de las dos fases en contacto.

Atendiendo a esto, el valor de esta energía depende de las dos fases en contacto. Por ejemplo, el valor de la energía superficial del cobre no será el mismo si el medio que lo rodea es aire o es un gas puro (por ejemplo, helio). Por lo tanto, hay que tener en cuenta que la energía superficial no es un parámetro característico de los materiales si no que lo es de la frontera entre las dos fases.

No obstante, como lo normal es que a nuestros materiales los rodee el aire, se toma como referencia la energía superficial de la interacción material-aire.


Pero ten cuidado si trabajas en un proceso especial con una atmósfera diferente porque este valor variará.

Bien, y ahora queremos aplicar nuestro adhesivo sobre la superficie de un substrato. Qué pasa? Pues que a la interfase entre substrato-aire (sólido-gas), que ya tenía su energía superficial en equilibrio, le añadimos un tercer actor, el adhesivo (líquido), y, como no podía ser de otra manera, se forma una nueva región de interacción entre las tres fases, sólido-líquido-gas, donde el resultado del equilibro de las 3 tensiones interfaciales es el ángulo de contacto. Este ángulo se toma como medida para saber si el líquido es capaz de mojar o no al sólido.


De forma que:

  • Si el ángulo es cercano a 0º se puede decir que tenemos mojado total.
  • Si el ángulo está entre 0º y 90º, el adhesivo es capaz de mojar.
  • Si el ángulo está entre 90º y 180º, el adhesivo no es capaz de mojar el substrato.

El valor del ángulo de contacto varía con la temperatura, rugosidad superficial, etc. pero no voy a analizar su influencia porque lo complicaría bastante y quiero hacerlo sencillo.

Para garantizar una buena adherencia entre el adhesivo y el substrato a pegar, además de otros factores, es absolutamente necesario que el adhesivo moje su superficie, y por lo tanto, es muy importante conocer cuál es el resultado de su interacción. Es decir, el ángulo de contacto. De hecho, el análisis de este ángulo proporciona información sobre la idoneidad de realizar un tratamiento superficial previo al pegado y, posteriormente, comprobar si se ha hecho correctamente.

De manera cualitativa y como idea general, para saber si el adhesivo va a ser capaz de mojar la superficie de un substrato, su energía superficial debe ser menor que la del substrato. Por lo tanto, viendo la tabla de arriba se puede hacer una estimación de lo que puede pasar si con nuestro adhesivo queremos pegar PE o titanio.
 
Hazlo tú mismo utilizando como referencia el agua. Qué crees que pasará?

domingo, 17 de junio de 2012

Por qué la lengua se queda pegada a un poste congelado?

Buenos días querido lector,

Alguna vez te has preguntado por qué la lengua se queda pegada al hielo cuando lo chupas?

Si alguna vez has tenido ese irrefrenable impulso de experimentar y se te ha ocurrido ver qué pasa si chupas una valla o un poste metálico en pleno invierno… ya lo sabrás, no? O por lo menos, las consecuencias de tu brillante idea!!

Efectivamente, tu lengua (o la del amig@ al que has convencido para que lo haga…) se queda pegada!! Pero… por qué?

Es sencillo: cuando la temperatura de la superficie metálica está considerablemente por debajo del punto de congelación del agua, lo que ocurre al chuparla, sencillamente, es que la saliva de la lengua se congela, de forma que las moléculas de ésta se unen a las del hielo, produciéndose la adherencia.

Además, la buena conductividad térmica del metal provoca que la valla extraiga el calor de la lengua con lo que la saliva y la lengua se enfrían rápidamente y, aunque la lengua esté a 37ºC (temperatura media del cuerpo) se favorece ésta congelación local.

Pero esto no es algo exclusivo de la lengua. Cualquier parte de nuestro cuerpo que tenga cierta humedad (por ejemplo, nuestras manos) puede quedarse adherida a una superficie fría.

Para despegarlo, no hay que tirar. El grado de adherencia es bastante elevado y si tiras con fuerza puedes llegar a desgarrar la piel de la zona afectada y producirte heridas. Y te dolerá...



Pensemos: si lo que ha provocado la adhesión es la congelación de la humedad, lo que tienes que hacer es descongelarla. Lo más rápido: vertiendo agua a mayor temperatura. Si no tienes prisa, puedes esperar a que tu cuerpo equilibre la diferencia de temperaturas hasta que descongele la zona. Tú decides. Pero yo haría lo primero… ;-)
 
Ahora, te dejo un pequeño ejemplo... Disfrútalo!!

domingo, 13 de mayo de 2012

Qué es un adhesivo? (3ª parte y definitiva: adhesión)

Buenas,

en este post voy a cerrar la definición de “adhesivo” que comencé con Qué es un adhesivo? y continúe en su segunda parte hablando de la cohesión interna.

Esta vez voy a hablar de la adhesión. Quizás sea la parte más complicada de la definición puesto que aún no se conocen con exactitud cuáles son los mecanismos de adhesión de un adhesivo sobre la superficie de un substrato. No obstante, voy a intentar explicarlo de una manera sencilla.

Los mecanismos de adhesión en una unión adhesiva se desarrollan por la interacción entre el adhesivo y los substratos. Esta interacción se concentra en una zona muy pequeña (del orden de micras) dentro del adhesivo conocida como interfase o capa intermedia (en inglés, “interphase” o “boundary layer”).



Existen tres tipos fundamentales de mecanismos de adhesión:

  • Interacción química: producida por la reacción química entre las moléculas del adhesivo y del substrato.
  • Interacción física: producida por la atracción-repulsión electrostática entre moléculas de los diferentes materiales.
  • Interacción con movimiento de cargas: al juntar dos materiales diferentes se produce un trasvase de cargas eléctricas entre los dos, en busca del equilibrio termodinámico. (Esto siempre pasa, en mayor o menor medida, incluso en materiales aislantes)
En resumen, los mecanismos de adhesión son debidos principalmente a la acción de los electrones de cada uno de los materiales. (Los electrones son unas de las partículas básicas de los átomos con capacidad de desplazarse y cuya carga eléctrica negativa) 

Por otro lado, existen 4 modelos que explican el funcionamiento de estos mecanismos de adhesión.

  • Adhesión mecánica: este modelo explica el anclaje que puede provocar la rugosidad de los substratos. De ahí la creencia popular de que es necesario ligar las superficies a unir. Pero la verdad es que, desde el punto de vista molecular (como has podido leer antes, las moléculas son las que intervienen en la adhesión) todos los materiales son rugosos. Lo que se consigue lijando las superficies es aumentar la superficie de contacto y por tanto, mejora la adhesión pero no de manera exclusiva.

  • Adhesión electrostática: las diferentes cargas eléctricas de las moléculas de los materiales funcionan como pequeños imanes que mantienen el adhesivo y los substratos unidos.

  • Adhesión termodinámica: se basa en el equilibrio termodinámico entre los diferentes materiales, con la teoría del ángulo de contacto, las energías superficiales, etc. Para que se produzca la adhesión, el adhesivo debe mojar la superficie del substrato, que depende de la diferencia de las energías superficiales del adhesivo y del substrato.

  • Adhesión química: Este modelo se basa en la reacción química entre el adhesivo y el substrato. Es un modelo que está en fase de estudio ya que es complicado comprobar si realmente se produce una reacción química entre los materiales de la unión.

Como has podido comprobar, no he profundizado demasiado en los diferentes mecanismos y modelos de adhesión puesto que considero que es más interesante que tengas una idea general. No obstante, creo que el modelo de adhesión termodinámica es bastante interesante y por eso lo desarrollaré un poco más a fondo en otro post específico.

De todas formas, si te interesa algo más concreto relacionado con este tema, no tienes más que pedírmelo!

Muchas gracias!!