Para poder realizar los ensayos de un prototipo, debes conocer y contar con un determinado equipamiento mínimo, que te permita controlar la calidad de los elementos que configuran el prototipo. Con los ensayos del prototipo lo que se pretende es comprobar y evaluar su conformidad, respecto al cumplimiento de unos requisitos o parámetros determinados.

Cuando decimos que una cosa tiene calidad, se asocia a que está bien diseñada y fabricada, la calidad en el prototipo como sabes, empieza en la fase de diseño y fabricación, y específicamente con la selección y determinación de los materiales y productos que conforman el prototipo, materiales y productos que deben tener un conjunto de propiedades inherentes que te permitan apreciar que son mejores o iguales a los restantes ofertados de su misma clase. Así pues, si queremos realizar prototipos con calidad debes tener en cuenta la fase de elección de los materiales y productos, es muy importante que éstos materiales y productos nos ofrezcan las garantías de calidad demandadas, en definitiva que estén certificados por organismos autorizados.

¿Qué equipamiento de laboratorio debes tener a tu disposición?, fundamentalmente deberás contar con el necesario para que puedas realizar los ensayos previstos en el protocolo, pero antes de proceder a realizar cualquier ensayo programado deberás tener en cuenta los siguientes puntos:

• Comprobar que los equipos de laboratorio son los adecuados y en la cantidad suficiente para el ensayo a realizar.
• Verificar que el instrumental y equipos están disponibles, son los adecuados según el protocolo del ensayo a realizar y están en condiciones de ser utilizados.
• Preparar el instrumental y máquinas de laboratorio, realizando las modificaciones oportunas para adaptarlos a las exigencias del ensayo.
• Disponer de las probetas de ensayo en las medidas correspondientes a la tipología del ensayo y en la cantidad suficiente para poder realizar el ensayo.
• Determinar los productos necesarios para la tipología del ensayo, preparando la mezcla en las proporciones especificadas por el fabricante y en las cantidades necesarias.

Los instrumentos y máquinas específicos que intervienen en los ensayos de materiales deben tener su espacio de ubicación y uso, espacio que debe estar con unas condiciones ambientales, al igual que el laboratorio, controladas y normalizadas.

Las operaciones de mantenimiento permiten que un equipo, máquina, o sistema de medida se conserve en condiciones de uso, son importantes para el buen funcionamiento de máquinas y equipos de mecanizado, dichas operaciones, en el laboratorio, cobran aun mayor importancia. El mantenimiento de los equipos puede ser correctivo (corregir fallos, averías y roturas) o preventivo (deterioros, limpieza, o un mal funcionamiento del aparato o equipo por defecto en reglajes, entre otros).

En general los equipos básicos de laboratorio industrial de prototipos en madera se clasifican en tres grandes grupos:

• Máquinas y aparatos: en este grupo de clasificación se incluyen en un equipamiento básico los aparatos que utilizan en su funcionamiento pilas o baterías y las máquinas conectadas a la red eléctrica:
  • Medidor de capas de productos de acabado universal. Microscopios luminosos para comprobar las características superficiales de las probetas. Cronómetros. Termómetros de sonda. Brillómetro. Colorímetro. Hornillo eléctrico. Balanza de precisión electrónica. Abrasímetro. Péndulo de dureza. Estufa horno. Congelador. Calibres o pié de rey digital. Higrómetro.
• Instrumental de laboratorio: en este grupo se incluyen los instrumentos que en su funcionamiento no precisas alimentación eléctrica ni electrónica para su funcionamiento, independientemente del material en el que están fabricados, sea éste, acero inoxidable, hierro, aluminio, plástico o vidrio:
  • Durómetros en grupos de dureza de lápiz. Vidrios de reloj. Picnómetros. Aplicadores de capa de productos de acabado. Varillas agitadoras de vidrio. Varillas de hélice. Calibres o pié de rey. Escobillones de limpieza. Espátulas de cuchara. Micrómetros. Aspiradores de pipeta. Rayador de cortes enrejados. Impactómetro. Pipetas. Termómetro de varilla. Copas de comprobación de la viscosidad de producto. Desecadores. Embudos. Matraces. Palancanas.
• Equipos auxiliares: en este grupo se incluyen los equipos que no utilizarás de forma directa en la obtención de los resultados y que son, en infinidad de ensayos, imprescindibles para llevarlos a buen fin, en concreto, nos referimos a mobiliario especial para laboratorio:
  • Mostradores especiales para el apoyo del instrumental y aparatos. Mesas murales. Mesas antivibratorias. Vitrina extractora de gases. Mesas centrales tipo isla con elevación de estanterías. Vitrinas de ubicación del instrumental. Lavamanos. Pilas y grifería. Armarios y estanterías.

Para realizar ensayos de manera, no sólo debes saber como hacerlos, también debes utilizar el equipo, máquina o aparato adecuado en cada caso, como has visto, las máquinas y aparatos los hemos clasificado en el mismo grupo, siguiendo el criterio del accionamiento para su funcionamiento, a continuación puedes observar:

• Medidor universal de capas de productos de acabado: también se le denomina (Pig Universal), para utilizar de manera correcta este aparato, debes realizar una marca con rotulador negro en la superficie a determinar su espesor, se efectúa un corte sobre la raya marcada, se le da la vuelta al aparato y se calcula el espesor de la capa según la equivalencia correspondiente.
• Microscopios con luz incorporada: para comprobar las características superficiales de las probetas barnizadas una vez rayadas. Habitualmente son de treinta aumentos, incorporan luz para resaltar los detalles a visualizar.
• Cronómetros: los utilizarás para comprobar tiempos con precisión, te detallan la fecha, hora y tiempo del ensayo.
• Termómetros de sonda o digital: su uso es muy sencillo, se trata de que introduzcas la sonda en el producto líquido en el que desees comprobar su temperatura de aplicación o de uso, ejemplo: barnices, lacas, pinturas, colas etc, también se utiliza como termómetro para altas temperaturas.
• Brillómetro: lo emplearás para determinar el brillo de las superficies de las probetas, la escala de determinación va del 1 al 100, según dicha escala los brillos los clasificamos en mates hasta 30, satinados de 40 a 70, brillos de 70 a 80 y altos brillos de 90 a 100.
• Colorímetro: su función principal es la de comparar colores, determinando los colores del acabado superficial de las probetas.
• Hornillo eléctrico. Su manejo es muy sencillo, únicamente debes tener cuidado en no tocar el plato incandescente, coloca los matraces o recipientes para calentar en el centro y retíralos cuando hayan alcanzado la temperatura exigida, utiliza guantes para manejar los recipientes si están a temperatura alta.
• Balanza de precisión electrónica: se utiliza para pesar las probetas o sustancias en décimas de gramo, para comprobar su funcionamiento incorpora una pesa maestra de 200 gramos, nos da la posibilidad de tarar a cero si colocamos un recipiente y así determinar el peso de la sustancia que introducimos en él.
• Abrasímetro: lo emplearás para determinar el coeficiente de abrasión de los revestimientos superficiales de los materiales.
• Péndulo de dureza: lo utilizarás para determinar la dureza superficial de la película de recubrimiento mediante el número de oscilaciones que realiza apoyado sobre su superficie.
• Estufa-horno: su uso es muy sencillo, únicamente debes tener cuidado en fijar la temperatura de trabajo y colocar correctamente en las bandejas las probetas objeto del ensayo.
• Congelador: el uso de este aparato es muy sencillo, únicamente debes de fijar la temperatura de congelación requerida en el ensayo y colocar las probetas en las correspondientes bandejas.
• Calibres o pié de rey digital: se utiliza para medir con precisión las dimensiones de las probetas.
• Higrómetro: mediante el clavado de las puntas de testado que incorpora en la madera, nos determina automáticamente la humedad que posee.

En este grupo hemos clasificado el instrumental o aparato que no necesita la electricidad o la electrónica para su funcionamiento:

• Durómetros en grupos de dureza de lápiz: lápices con punta de diferente dureza que nos determinan la resistencia al rayado de la película de acabado aplicada en las probetas.
• Vidrios de reloj: los utilizarás para pesar sustancias en polvo y para cubrir los productos en ensayos de resistencia al manchado a productos de uso domestico, para evitar su evaporación.
• Picnómetros: son recipientes de volumen exacto de 50 mililitros, los emplearás para determinar la densidad del producto, se llenan hasta el ras y tarando la balanza debes anotar el peso del producto en gramos.
• Aplicadores de capa de productos de acabado: los utilizarás para aplicar la película de acabado de un producto con precisión, te determinan la cantidad de micras por centímetro cuadrado.
• Varillas agitadoras de vidrio: se utilizan para agitar los líquidos o sustancias para su mezcla.
• Varillas de hélice: Te servirán para mezclar productos líquidos, la acción de la hélice favorece tal fin en el giro de la varilla.
• Calibres o pié de rey: los emplearás para medir con precisión las dimensiones de las probetas.
• Escobillones de limpieza: son imprescindibles para efectuar la limpieza correcta de determinados instrumentales, en el mercado los encontrarás de diferentes medidas y tamaños.
• Espátulas de cuchara: las emplearás cuando tengas que realizar mezclas y coger productos en polvo.
• Micrómetros: lo utilizarás para medir las dimensiones de las probetas con precisiones de centésimas de milímetro.
• Aspiradores de pipeta: aparato que acoplas a las pipetas para realizar la absorción de productos líquidos, sustituye al uso de la boca.
• Rayador de cortes enrejados: se utiliza para determinar la adherencia de la película de acabado al soporte mediante cortes enrejados aplicados en la superficie de la probeta.
• Impactómetro: lo utilizarás para determinar el comportamiento de la capa de acabado en la probeta origen del ensayo.
• Pipetas: varillas huecas con escala graduada que emplearás para determinar cantidades muy pequeñas de productos líquidos.
• Termómetro de varilla: Lo utilizarás para calcular la temperatura ambiental.
• Copas de comprobación de la viscosidad de producto: las utilizarás para comprobar la viscosidad de productos de acabado, para ello comprobarás la temperatura del producto de 20 a 25 ºC, la viscosidad depende bastante de la temperatura, dependiendo del tiempo de caída o de paso del producto se determina la medida en centipoises.
• Desecadores: los utilizarás en ensayos en que las probetas deban permanecer en condiciones de vacío.
• Embudos: útiles muy prácticos para envasar líquidos.
• Matraces: recipientes de vidrio para contener líquidos u otros productos.
• Palancanas: recipientes de plástico que utilizamos en determinados ensayos para introducir en agua las probetas.

Recuerda que los ensayos mecánicos que realizaste para determinar la idoneidad de los materiales con los que diseñaste el prototipo entran dentro de los llamados ensayos destructivos, o lo que es lo mismo, con los ensayos llamados mecánicos has alterado de forma permanente las propiedades de los materiales analizados, tanto físicas, químicas, mecánicas o dimensiónales, en general los ensayos de prototipos, los realizarás aplicando ensayos llamados destructivos, dichos ensayos te proveen de datos más exactos acerca de las variables a medir que los ensayos no destructivos, lógicamente los ensayos destructivos resultan más caros que los no destructivos, ya que implica la destrucción del prototipo.

¿Qué ensayos mecánicos debes de realizar a un prototipo?, todos aquellos que te provean de datos para determinar si el prototipo cumple con una serie de requisitos exigibles para poder lanzar el producto al mercado, dicho así parece sencillo, pero se complica si debes certificar una calidad total del elemento y que va más allá de la trazabilidad del prototipo, en concreto te pongo dos ejemplos:

• Si diseñas un mueble de asiento, la calidad del producto debe ir más allá de los ensayos destructivos realizados, y debes comprobar que responde al uso para el que se ha diseñado, ¿has visto en alguna ocasión un sillón o silla acoplado en un máquina que simula una secuencia de sentarse una persona en el asiento y apoyo en el respaldo y su levantamiento?, estos ensayos debes realizarlos un número extraordinario de veces. Con dicho ensayo se certifica que el prototipo soportará ser usado como está concebido, una determinada cantidad de veces.
• 
  Si el prototipo que has diseñado incorpora elementos de abertura o de deslizamiento, la certificación de calidad de uso incorpora un ensayo de abertura y cierre, o deslizamiento de los elementos, con dicho ensayo repetido un número considerable de veces, se comprueba si la elección del herraje que has seleccionado ha sido el adecuado al uso, y soportará su uso por el cliente o usuario en las condiciones que lo has instalado.

Por todo ello, la calidad de un prototipo es única y tiene una trazabilidad, la cual debes haber controlado en todo su proceso; con la selección de los materiales y herrajes adecuados, controlando el proceso productivo de elementos, su montaje y acabado y controlando el producto terminado mediante ensayos.

Los ensayos mecánicos como has visto son considerados destructivos, con ellos vamos a alterar de forma permanente las propiedades de los materiales analizados, tanto físicas, químicas, mecánicas o dimensionales, debes de tener en cuenta, que los ensayos mecánicos que debes de realizar a un prototipo, necesitan que mecanices unas probetas extraídas de los elementos que configuran el prototipo a unas determinadas dimensiones, según nos especifiquen las normas (UNE) Una Norma Española, (DIN) Normas del Instituto Alemán de Normalización, e (ISO) Organización Internacional de Normalización, es cierto, que en algunos ensayos no te especifican las dimensiones y hace referencia a las suficientes para efectuar el ensayo.

Recuerda que has visto anteriormente en la primera unidad, el significado de las normas UNE, ISO, son normas reguladores de la condiciones y características que deben de cumplir los ensayos propuestos, cuando en las características de un prototipo hace referencia a las normas UNE-EN-000, el significado que debemos de atribuirle es que cumple o tiene un valor determinado en la Norma Española (UNE) y la Europea (EN), así pues, la referencia en el protocolo de actuación en los ensayos serán las normas que hemos señalado.

¿Qué ensayos mecánicos vas a realizar en el prototipo?, fundamentalmente deberás de seleccionar todos aquellos que te puedan aportar datos acerca de las variables que debes medir, que son las previstas en el protocolo de calidad, los ensayos seleccionados son los siguientes:

• Ensayo de resistencia al rayado.
• Ensayo de resistencia a la abrasión.
• Ensayo de resistencia al impacto.
• Ensayo de adherencia.

¿Qué protocolo de actuación vas a respetar para realizar los ensayos en el prototipo?:

• Recuerda, que la primera actuación que debes de realizar es comprobar, verificar y preparar todo el instrumental, máquinas y equipos necesarios para efectuar el ensayo programado.
• Estudia los requisitos especificados en la Norma de referencia al ensayo a realizar.
• Prepara las probetas de las características exigidas en el procedimiento del ensayo.
• Realiza el procedimiento operatorio, respetando las secuencias especificadas.
• Evalúa y registra los resultados, utiliza los formatos establecidos para ello.

El procedimiento de ensayo consiste en someter una probeta de material del prototipo que tiene aplicados los productos de acabado, al rayado con lápices de diferente dureza. El protocolo de actuación que debes respetar, para determinar la resistencia al rayado de la probeta origen del ensayo, es el siguiente:

• Equipo o instrumental de laboratorio necesario:
  • Conjunto de lápices de diferentes durezas: para su identificación incluimos la siguiente tabla.

    Tabla de identificación de lápices según dureza

    Blandos	B-2B-3B-4B-5B-6B
    Duros	HB-F-H-2H-3H-4H-5H-6H-7H-8H-9H

  • Portalápiz de manejo de lápiz.
  • Microscopios de 30 aumentos o más, con luz incorporada.

  • Esponja ligeramente humedecida.

• Probetas de ensayo:

  • Serán de un tamaño suficiente para permitir el desplazamiento del lápiz, las debes de mecanizar del elemento o elementos del prototipo que hayas aplicado productos de acabado.

• Secuenciación del método de ensayo:

  • Los lápices comprueba que estén bien afilados.
  • Ajusta y fija el lápiz a la longitud demandada según el portalápices.
  • Empieza a utilizar los lápices más blandos, introduce secuenciados los más duros.
  • El portalápices lo debes de arrastrar tirando de la empuñadura, no hagas presión de arrastre.

  • Cuando veas que aparecen las primeras marcas en la superficie de acabado, da por terminado el proceso.

• Expresión de los resultados:

  • Limpia los restos de polvo de las minas de los lápices, y observa con el microscopio las marcas que han dejado en la superficie de acabado los lápices, de acuerdo a las siguientes consideraciones:
  • Al pasar la esponja húmeda, desaparecen las marcas de los lápices.
  • Al pasar la esponja húmeda, se resaltan las marcas efectuadas.

  • Una vez efectuado la limpieza observa detenidamente las marcas que no hayan desaparecido.

• Evaluación del ensayo:

  • La determinación de resistencia al rayado, se identifica con la dureza del último lápiz que no ha efectuado rayado en el acabado, o sea, debes de anotar como resistencia al rayado, la identificación del lápiz que has visto en la escala anteriormente, habitualmente se denomina dureza lápiz.

Recuerda que en la segunda unidad, con el ensayo de abrasión que realizaste, no te interesaba determinar el coeficiente de abrasión, sino comparar los diferentes acabados, sometidos a las mismas vueltas en el abrasímetro y comparar los resultados entre ellos. El procedimiento de ensayo para que determines el coeficiente de abrasión, consiste en someter una probeta de material del prototipo que tiene aplicados los productos de acabado, a la máquina llamada abrasímetro.

El protocolo de actuación que debes respetar, para determinar el coeficiente de abrasión de la probeta origen del ensayo, es el siguiente:

• Equipo o instrumental de laboratorio necesario:
  • Abrasímetro normalizado.
  • Balanza de precisión electrónica digital.
  • Cepillito plano de cerdas.
  • Calculadora para procesar datos.
• 
  Probetas de ensayo:
  • Las probetas tendrán unas dimensiones de 120 x 120 milímetros y de un espesor aconsejable no superior a 10 milímetros.
  • Las probetas las tienes que mecanizar con un orificio en el centro de 6 milímetros de diámetro, para permitir su centrado en el plato y posterior sujeción.
• Secuenciación del método de ensayo:
  • Pesa la probeta en la balanza de precisión y registra el dato (Pi) en gramos.
  • Coloca la probeta en el plato o disco giratorio del abrasímetro, sujétala con la tuerca.
  • Aplica una carga determinada en el brazo móvil para conseguir el contacto entre la muela de abrasión y la probeta, comprueba el contacto.
  • Abre la cubierta del contador y selecciona los dígitos equivalentes al número de vueltas que desees, registra el dato como (Tr).
  • Conecta la aspiradora para extraer el polvo que genere la abrasión.
  • Pon en marcha el abrasímetro, observa en las primeras vueltas si el contacto es en todo el círculo de la probeta.
  • Una vez llegado al número de vueltas seleccionado la máquina se parará.
  • Retira la probeta y pésala, registra el peso resultante (Pf) en gramos.
• 
  Expresión de los resultados:
  • Calcula el coeficiente de abrasión de acuerdo a las siguientes fórmulas:
  • Determina la pérdida de peso en gramos por abrasión (Pa), diferencia entre el peso inicial (Pi) de la probeta y el peso final (Pf), datos que has registrado.
  • El coeficiente de abrasión (Ca) es igual a la pérdida de peso por abrasión, dividido por el número de vueltas y multiplicado por 1000.
  • La fórmula es: Ca = Pa / Tr x 1000.
• Evaluación del ensayo:
  • El coeficiente de abrasión será un dato muy importante para comprobar la resistencia a la abrasión de los productos que hemos aplicado en el prototipo, lógicamente debes de valorar, que a mayor coeficiente menor resistencia a la abrasión.

Recuerda que en la segunda unidad, con el ensayo de resistencia al impacto que realizaste, te interesaba comprobar el comportamiento de la capa de acabado aplicada, y la dureza del soporte para comparar los resultados obtenidos y determinar su aplicación en el prototipo. El procedimiento de ensayo, consiste en someter una probeta de material del prototipo que tiene aplicados los productos de acabado, al aparato llamado impactómetro, para comprobar, no la dureza del material que debe de estar suficientemente testado, sino el comportamiento de la capa de acabado sometida al ensayo.

El protocolo de actuación que debes respetar, para determinar el comportamiento de la capa de acabado en la probeta origen del ensayo, es el siguiente:

• Equipo o instrumental de laboratorio necesario:
  • Impactómetro, con diversos punzones con bolas de 10, 15 y 20 milímetros de diámetro.
  • Microscopios de 30 aumentos o más, con luz incorporada.
  • Cepillito plano de cerdas.
  • Lupa de aumento.
• 
  Probetas de ensayo:
  • Las probetas tendrán unas dimensiones de 100 x 70 milímetros máximo, con el espesor del material objeto del ensayo.
  • Es conveniente que respetes la medida de ancho en 70 milímetros, una anchura mayor de la probeta no la podrás sujetar convenientemente, la medida de longitud puede ser mayor o incluso menor.
• Secuenciación del método de ensayo:
  • Coloca la probeta en la matriz del impactómetro, fíjala apretando los tornillos convenientemente.
  • Introduce el elemento de percusión con el punzón en el tubo porta-percutor, habitualmente se comienza el ensayo con el punzón equipado con la bola de mayor diámetro.
  • Determina la altura de caída del percutor, empieza con alturas secuenciadas desde 25 centímetros por ejemplo.
  • Suelta el percutor y observa la huella del impacto.
  • Retira la probeta y límpiala suavemente.
• Expresión de los resultados:
  • 
    Observa la película de acabado, comprueba en la huella superficial, si se ha producido rotura, cuarteamiento o despegue en la capa de acabado.
  • Mide la profundidad de hundimiento y el diámetro máximo del hueco, señala el número de rajas o grietas producidas.
  • Utiliza el microscopio y la lupa para observar la probeta.
• Evaluación del ensayo:
  • El ensayo te permitirá verificar el comportamiento que tendrá la película de producto de acabado aplicada al prototipo cuando reciba un golpe, si hay rotura, cuarteamiento o despegue a baja altura de impacto, la valoración que debes de hacer tiene que ser muy negativa.

¿En qué consiste el procedimiento de ensayo? consiste en someter una probeta de material del prototipo que tiene aplicados los productos de acabado, al aparato llamado rayador de cortes enrejados, para comprobar su adherencia, para lo que debes aplicar un protocolo de actuación que te permita determinar la adherencia de las capas de acabado entre ellas y en la superficie de la probeta origen del ensayo:

• Equipo o instrumental de laboratorio necesario:
  • Rayador de cortes enrejados.
  • Regla de guía para garantizarte la dirección correcta de los cortes
  • Microscopios de 30 aumentos o más, con luz incorporada
  • Cepillito plano de cerdas.
  • Cinta autoadhesiva.
  • Lupa de aumento.
  
  

  

  
• Probetas de ensayo:
  • Serán de un tamaño suficiente para permitir el desplazamiento del rayador y permitirte realizar cuadrículas, las debes de mecanizar del elemento o elementos del prototipo que hayas aplicado productos de acabado.
• Secuenciación del método de ensayo:
  • Coloca la probeta bien plana y sujétala convenientemente, auxíliate de un gato si es preciso.
  • Utiliza el rayador de seis cuchillas múltiples, ejerce una presión uniforme suficiente y necesaria hasta alcanzar en profundidad la superficie soporte.
  • Repite la operación, pero ahora cruzando los cortes perpendiculares a los anteriores, utiliza la regla como guía.
  • Cepilla la zona ensayada con el cepillo de cerdas.
  • Pega la cinta adhesiva en la zona enrejada, pasados un par de minutos tiras de ella rápidamente y la despegas.
• Expresión de los resultados:
  • Observa el resultado de las 25 cuadrículas formadas.
  • Utiliza el microscopio y la lupa para observar la probeta.
• Evaluación del ensayo:
  • El ensayo te permitirá verificar la adherencia y determinar su calificación de 0 a 5 grados, de mayor a menor adherencia, así, si en el ensayo observas que han saltado varios cuadros de los 25 formados, la adherencia estará entre los grados 3, 4 ó 5, y si no tienes cuadros levantados estará entre los grados 0, 1 y 2, dependiendo del marcado de las líneas de enrejado.

Recuerda, los ensayos térmicos que efectuaste para determinar la idoneidad de los materiales y productos de acabado con los que realizaste el prototipo, dichos ensayos, tienen el objetivo de comprobar el comportamiento futuro de los materiales y productos de acabado, sometidos a ciclos de humedad-frío-calor, se trata en definitiva, de comprobar con los cambios bruscos de temperatura, el comportamiento de los materiales y productos de acabado aplicados en las probetas extraídas del prototipo.

¿Qué ensayos térmicos debes de realizar a un prototipo?, al igual que te respondíamos en los ensayos mecánicos, todos aquellos que te provean de datos para determinar, si el acabado que has aplicado, responde a unos parámetros de calidad que tienes establecidos y protocolizados.

Bien es verdad, que no debes de exagerar las condiciones de verificación de los productos aplicados, habitualmente es casi obligado realizar los controles cuando utilices productos nuevos o con los que no hayas trabajado previamente, ten en cuenta que los productos habituales y de la misma casa comercial ya están suficientemente testados.

Debes de saber, que el ensayo térmico más utilizado, para que compruebes la elasticidad y adherencia de los acabados que has aplicado en el prototipo, es el que somete a las probetas extraídas del prototipo, a una serie de ciclos frío-calor, ensayo muy importante, y que de alguna manera te garantiza que los productos de acabado que has utilizado, van a soportar condiciones ambientales muy exigentes en el lugar de uso:

• El llamado frío-calor, es un ensayo destinado a comprobar el comportamiento futuro de los productos de acabado, sometidos a ciclos de frío-calor, con variaciones de temperaturas en breves intervalos de tiempo de 80 ºC, realizados en unas probetas mecanizadas del prototipo que tienen aplicados los productos de acabado.
• Debes tener en cuenta, que los prototipos los realizas para ser usados, y por tanto van a estar en medios ambientes con variaciones importantes de temperatura y humedad, como ejemplo, observa el mobiliario urbano, mobiliario de jardín o incluso mobiliario de hogar con variaciones importantes de temperatura y humedad según la zona geográfica de España y estación del año, los ensayos térmicos simulan esas variaciones, haciéndolas mucho más exigentes que las reales.
• Aunque el procedimiento de ensayo frío-calor, lo tienes secuenciado en estufa y congelador, debes de saber, que hay equipos en forma de cámaras de ensayos térmicos, en las cuales, puedes realizar todo el proceso en el mismo aparato sin necesidad de trasladar las probetas.

Con el ensayo de cambios bruscos de temperatura, como sabes, te interesa observar el comportamiento de la capa de acabado aplicada, sometida a condiciones rigurosas de cambio de temperatura, para que compruebes la elasticidad y adherencia de los acabados, por tanto, el objetivo de éste ensayo es doble: por un lado comprobar la elasticidad de los productos y por otro, la adherencia al soporte.

El protocolo de actuación que debes respetar, para determinar el comportamiento de la capa de acabado en la probeta origen del ensayo, es el siguiente:

• Equipo o instrumental de laboratorio necesario:
  • Estufa-horno.
  • Congelador.
  • Microscopio de 30 aumentos.
• Probetas de ensayo:
  • Las probetas tendrán unas dimensiones de 100 x 70 milímetros mínimo, con el espesor del material objeto del ensayo.
  • Es conveniente que utilices probetas de mayores dimensiones si los elementos del prototipo te permiten extraerlas.
• 
  Secuenciación del método de ensayo:
  • Coloca las probetas en la estufa a 60 ºC, durante 1 hora.
  • Transfiere las probetas al congelador a –20 ºC, durante otra hora.
  • Saca las probetas del congelador, y déjalas a la temperatura ambiente durante otra hora, en el intermedio de esta secuencia, examina la probeta y anota los datos que observes.
  • Con las secuencias descritas se ha completado un ciclo.
  • Repite el procedimiento hasta que aparezcan defectos en la capa de acabado en forma de cuarteamientos, grietas, entre otros.
• Expresión de los resultados:
  • Observa la película de acabado, comprueba con el microscopio si han aparecido anomalías o defectos en los productos de acabado.
  • Cuando observas que han aparecido defectos en la película, da por concluido el ensayo.
  • Registra el dato de los ciclos a los que has sometido a las probetas.
• 
  Evaluación del ensayo:
  • Para que consideres que la película de acabado es fiable, debe de superar los 60 ciclos sin que aparezca ninguna anomalía.
  • Es verdad, que la referencia en el número de ciclos que debe superar un barniz normalmente para considerarlo válido, suele ser de 20, 25 ciclos.
  • Debes de saber, que con productos nitrocelulósicos y poliuretanos, los resultados del ensayo son fundamentales y decisivos, y si en los primeros ciclos se presentan anomalías, ten por seguro que en el prototipo no pasará mucho tiempo en aparecer.
  • En otro tipo de productos de acabado, el ensayo lo debes de valorar de manera orientativa y no determinante, ya que el enfriamiento condensa agua sobre la probeta que elastifica falseando el resultado, en estos casos el ensayo debe ser a temperaturas medias y con ciclos de envejecimiento prolongado.

Recuerda, los ensayos fisicoquímicos que efectuaste para determinar la idoneidad de los materiales y productos de acabado con los que realizaste el prototipo, dichos ensayos, tienen el objetivo de comprobar el comportamiento futuro de los materiales y productos de acabado, sometidos al contacto con otro tipo de productos habitualmente líquidos, se trata en definitiva, de observar y verificar las modificaciones físicas: hinchazón y contracción, permeabilidad, color, brillo, cuarteamiento, etc, de los materiales y productos de acabado.

¿Qué ensayos físico químicos debes de realizar a un prototipo?, normalmente hay dos tipos de ensayos que prevalecen sobre otros, uno es el de resistencia al manchado y el otro de resistencia a productos domésticos y profesionales, los dos te proveen de datos necesarios para determinar, si el acabado de uso que tiene el prototipo, responde a unos parámetros de calidad que tenemos establecidos y protocolizados. Debes de saber, que cuando se realiza un ensayo en productos melaminizados, lo que te interesa es que valores su resistencia al manchado y no la alteración de la película de acabado que has realizado al prototipo, así pues, la diferencia entre los dos ensayos está un poco más clara:

• Efectuarás ensayo de manchado, si la superficie del material con el que has realizado el prototipo está acabada con melamina, u otro recubrimiento plástico, tienes que considerar que los materiales que van provistos con este tipo de recubrimientos han sido suficientemente testados en fábrica, y por ello, el ensayo de manchado no es muy habitual efectuarlo en prototipos, aún así, te explicamos el procedimiento para realizarlo.
• Efectuarás ensayos de resistencia a productos domésticos o a productos utilizados profesionalmente, si debes valorar la afección en la película de acabado que has aplicado al prototipo por los productos.

El ensayo de resistencia al manchado, consiste en poner en contacto las probetas con acabados superficiales diferentes, con una serie de agentes de manchado con los que existen posibilidades de encontrarse en el uso diario, durante un periodo de tiempo establecido según sea el agente y que se establece en la Norma correspondiente, el procedimiento de ensayo puedes efectuarlo de dos maneras diferentes:

• Aplica una pequeña cantidad de producto (2 ó 3 gotas) en las probetas, en los dos procedimientos.
• En el procedimiento primero: normalmente se utiliza en probetas con acabado superficial que lo hayas realizado con la aplicación de barnices o lacas.
• Cubre las gotas con un vidrio de reloj, durante el tiempo establecido para cada producto de ensayo.
• Retira el vidrio de reloj transcurrido el tiempo y lava la superficie para retirar el producto de ensayo con un disolvente apropiado, después lava con agua y retira muy bien todo el producto.
• En el procedimiento segundo: habitualmente se utiliza en probetas con superficie de acabado que llevan melamina u otro producto plástico.
• Llena con agua un vaso de aluminio de fondo plano y ponlo a calentar hasta que hierva el agua.
• Coloca el vaso inmediatamente en la probeta encima de las gotas de producto.
• Una vez transcurrido el tiempo de contacto especificado, retira el vaso y lava la superficie como en el procedimiento primero.
• Transcurrido el tiempo de una hora en los dos procedimientos, observa la superficie a una distancia aproximada de 40 cm.
• El efecto observado sobre la superficie de la probeta, lo expresas según la siguiente escala clasificatoria:
  • Grado 5 Sin cambios visibles.
  • Grado 4 Ligero cambio de brillo o de coloración.
  • Grado 3 Cambio moderado de brillo o de coloración.
  • Grado 2 Gran cambio de brillo y coloración.
  • Grado 1 Distorsión de la superficie con ampollas.

Con el ensayo de determinación de la resistencia a productos habituales, como sabes, te interesa observar el comportamiento de la película de acabado aplicada, sometida al contacto de productos de uso común sean domésticos o profesionales, para que compruebes la afección en la película de acabado por los agentes químicos.

El protocolo de actuación que debes respetar, para determinar el comportamiento de la capa de acabado en la probeta origen del ensayo, es el siguiente:

• Equipo o instrumental de laboratorio necesario:
  • Vidrios de reloj de varios tamaños, para evitar la evaporación de los reactivos utilizados en el ensayo.
  • Productos reactivos domésticos: alcohol y agua oxigenada, producto de uso profesional: disolvente para barnices nitrocelulósicos.
  • Microscopio de 30 aumentos.
  • Algodón, cinta adhesiva o de carrocero y paño de limpieza suave.
• Probetas de ensayo:
  • Las probetas tendrán unas dimensiones de 100 x 100 milímetros mínimo, con el espesor del material objeto del ensayo. También puedes utilizar una probeta lo suficientemente grande, para que puedas colocar los agentes de manchado uno al lado del otro.
• 
  Secuenciación del método de ensayo:
  • Coloca un pequeño trozo de algodón empapado con el producto en la superficie de la pieza.
  • Cubre dicho algodón con el vidrio de reloj más pequeño y encima coloca otro de mayor tamaño.
  • Fíjalos a la probeta con cinta adhesiva durante 24 horas.
  • Retira los vidrios de reloj y el algodón.
  • Transcurrida 1 hora procede a valorar los resultados.
• Expresión de los resultados:
  • Observa la película de acabado, comprueba con el microscopio si han aparecido anomalías o defectos en la película de acabado.
  • La afección de la película puede manifestarse en forma de: cambio de brillo o modificación del color, modificación grave de la película con ampollas, entre otros.
• Evaluación del ensayo:
  • El efecto que observes en la superficie de la probeta, se expresa de acuerdo con la siguiente tabla clasificatoria:
    • 0 Resultado satisfactorio, no hay cambios visibles en la superficie.
    • 1 Ataque leve del producto, pérdida ligera del brillo.
    • 2 Ataque fuerte, cambio moderado del brillo o color.
    • 3 Ataque muy fuerte, gran cambio de brillo o color.
    • 4 Destrucción de la película, distorsión con ampollas o ablandamiento acusado.

Como has podido comprobar en el desarrollo de los contenidos de la unidad, se han añadido los procedimientos ergonómicos y funcionales a los ensayos descritos, procedimientos que debes de tener muy presentes cuándo diseñes un prototipo, debes entender que catalogar un prototipo como ergonómico o funcional, conlleva que debe de responder en su diseño y fabricación a una serie de requisitos, entre ellos:

• Que esté diseñado con los datos antropométricos del colectivo de personas para las que se ha realizado.
• Que esté fabricado con materiales que soporten con garantías los esfuerzos mecánicos a los que va a ser exigido en su uso.
• Que esté acabado con revestimientos superficiales que soporten su uso reiterado.
• Que la estructura del prototipo soporte los esfuerzos a los que va a ser sometido en su uso, sin manifestar roturas, deformaciones, desajustes, alabeos, curvados, entre otros.
• Que responda a los requerimientos para los que se ha concebido, satisfaciendo las necesidades del usuario.

Por tanto, el prototipo debe cumplir la función para la que lo has realizado, tiene que ser ergonómico, resistir los esfuerzos a los que se va a ver sometido en su uso habitual y además responder estéticamente a los requisitos que exige el cliente, para que lo entiendas mejor, a continuación te expongo el ejemplo del prototipo de una mesa, con la descripción de los ensayos a los que se le somete y que constan en las normativas de calidad:

• Ensayos de estabilidad, el ensayo se realiza para comprobar si puede volcar con el uso habitual, es muy interesante el ensayo si la mesa la has diseñado con cajones, con tapa extensible o abatible.
• 
  Ensayos de carga estática, intenta reproducir el fin principal de la mesa, al prototipo se le somete a niveles muy altos de carga, difícilmente alcanzables en su uso, y comprobar su comportamiento.
• Ensayos de fatiga, consiste en someter a la mesa a un conjunto de considerable de veces el uso de elementos móviles o superficiales: abrir y cerrar cajones, desplegar o plegar alas, deslizar material en su superficie, comprobar herrajes de sujeción, entre otros.
• Ensayos de impacto, comprobar el comportamiento a cargas instantáneas externas, golpes con objetos, golpes en traslados, entre otros.

¿Qué entendemos por protocolo de calidad en la evaluación de prototipos?, podemos decir, que son todas las actuaciones que determinamos realizar sobre un prototipo, para comprobar y evaluar su conformidad, respecto al cumplimiento de unos requisitos determinados.

Así pues, todas las actuaciones que determinemos realizar en un determinado prototipo se trata de protocolizarlas, lógicamente dichas actuaciones dependerán de las características del prototipo, en definitiva, cada tipo de prototipo tendrá protocolo de calidad diferente.

Dichas actuaciones de verificación las concretamos con controles en forma de ensayos estandarizados.
Vamos a recordar ahora con una descripción sencilla los ensayos que has visto en la unidad:

• Resistencia al rayado. Ensayo que te verifica la resistencia que ofrece la película de productos de acabado a ser rayada.
• Resistencia a la abrasión. Con el ensayo de abrasión, se comprueba la resistencia que ofrece la capa de acabado a la abrasión.
• Resistencia al impacto. Ensayo que nos permite apreciar la resistencia que ofrece la película de acabado al impacto.
• Resistencia al manchado. Ensayo que utilizamos para observar como afectan algunos productos de uso habitual al acabado. Con ensayos de resistencia a productos domésticos y resistencia a disolventes.
• Ensayo frío-calor. Ensayo que nos permite comprobar el comportamiento futuro de el acabado aplicado al prototipo, generalmente, se distinguen dos valores, a saber: la elasticidad y la adherencia de los productos aplicados de acabado.
• Adherencia. Tiene por objeto verificar la buena, mala o regular unión entre las diversas capas de productos que conforman el proceso de acabado, aplicado al prototipo.

Como has podido comprobar en el desarrollo de los contenidos de la unidad, se han añadido los procedimientos ergonómicos y funcionales a los ensayos descritos, procedimientos que debes de valorar en los diseños y en el uso de los prototipos, comprobando que las medidas son las precisas y los materiales los idóneos, según el uso para el que se ha concebido el prototipo.

Debes saber, que la calidad es un fin necesario y alcanzable, pero el control protocolizado de la calidad siendo lógicamente necesario, no debe ser una obsesión como objetivo, ni siquiera una de la razones que supedite tu trabajo, sino más bien una consecuencia del trabajo realizado, pero el control debe de darte la seguridad de que el trabajo está bien realizado, y por ello, el producto generado cumplirá unos determinados requisitos exigibles y verificables según la función para la que ha sido diseñado.

Protocolizar, por tanto, la calidad en la evaluación de prototipos es determinar una serie ordenada de ensayos que nos permitan verificar, que el prototipo cumple un conjunto de propiedades, que nos permiten apreciarlo como igual, mejor o peor que los restantes de su especie o clase

Si observas el proceso, con los ensayos determinamos si el prototipo cumple unos determinados requisitos, en caso de evaluación negativa, el prototipo vuelve a al proceso de diseño o de fabricación dependiendo de las no conformidades detectadas, así se plantean normalmente dos posibilidades:

• Si las no conformidades: son de cualidades ergonómicas o funcionales, el prototipo debe de volver al proceso de diseño, rectificando planos, dimensiones, formas, entre otras.
• Si las no conformidades: son verificadas en ensayos mecánicos, térmicos o fisicoquímicos, el prototipo debe de rectificarse en la fase de fabricación, con el cambio de materiales, productos, mecanizado, entre otros.

En el caso de evaluación positiva: el prototipo cumple con todos los requisitos y por ello pasa a ser ofertado como producto para su fabricación y comercialización.

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