¿Qué tan rápido en una prueba UV acelerada (QUV) o Xenón (Q-Sun) puedo simular un año de envejecimiento natural?

Es una pregunta simple, pero desafortunadamente no hay una respuesta simple. En teoría, es imposible tener un solo número mágico que pueda multiplicar por las horas de exposición del probador de envejecimiento para calcular los años de exposición al aire libre. El problema no es que todavía no hayamos desarrollado el probador de envejecimiento perfecto. No importa cuán sofisticado o costoso sea su probador de envejecimiento, todavía no encontrará el factor mágico. El mayor problema es la variabilidad y complejidad inherentes a las situaciones de exposición al aire libre.

La relación entre la exposición del probador y la exposición al aire libre depende de una serie de variables, que incluyen:

• La latitud geográfica del sitio de exposición (más cerca del ecuador significa más UV).
• Altitud (más alta significa más UV).
• Características geográficas locales, como el viento para secar las muestras de prueba, o la proximidad a una masa de agua para promover la formación de rocío.
• Variaciones aleatorias en el clima de un año a otro, que pueden causar variaciones de degradación de hasta 2: 1 durante años sucesivos en el mismo lugar.
• Variaciones estacionales (es decir, la exposición en invierno puede ser solo 1/7 más severa que la exposición en verano).
• Orientación de la muestra (5 ° sur, vs vertical norte).
• Aislamiento de muestras (las muestras exteriores con soporte aislado a menudo se degradan 50% más rápido que las muestras sin aislamiento).
• Ciclo de funcionamiento del tester (horas de luz y horas de humedad).
• Temperaturas de funcionamiento del probador (cuanto más caliente, más rápido).
• El material en particular probado.
• Distribución de energía espectral (SPD) de la fuente de luz del laboratorio.

Obviamente, no tiene sentido hablar de un factor de conversión entre horas de envejecimiento acelerado y meses de exposición al aire libre. Una es una condición constante, mientras que la otra es variable. La búsqueda de un factor de conversión requiere llevar los datos más allá de los límites de su validez.

En otras palabras: los datos de antigüedad son datos comparativos. No obstante, aún puede obtener excelentes datos sobre la durabilidad de los probadores de envejecimiento acelerado. Pero debe comprender que los datos que obtiene son datos comparativos y no datos absolutos. Todo lo que puede preguntar sobre las inclemencias del tiempo en el laboratorio son indicaciones fiables de la durabilidad relativa de un material en comparación con otros materiales. De hecho, se puede decir lo mismo de las pruebas de exposición en Florida. Nadie sabe cómo se compara un año en una exposición al aire libre “Black Box” en 5 ° Sur con un año en una casa o un automóvil. Incluso las pruebas al aire libre solo le brindan indicaciones relativas de la vida útil real.

Sin embargo, los datos comparativos pueden ser muy poderosos. Por ejemplo, puede encontrar que una formulación ligeramente modificada tiene más del doble de durabilidad que su material estándar. O puede encontrar que entre varios proveedores que ofrecen lo que parecen materiales idénticos, algunos fallan muy rápidamente, la mayoría fallan en un período de tiempo medio y algunos fallan solo después de una exposición prolongada. O puede encontrar que una formulación más barata tiene una durabilidad equivalente a su material estándar que ha brindado un rendimiento aceptable durante, digamos, 5 años de servicio real.

Este es un gran ejemplo del poder de los datos comparativos. Un fabricante de revestimientos estaba desarrollando un nuevo tipo de revestimiento transparente. Las pruebas iniciales de la QUV provocaron graves grietas en 200-400 horas. Esto es mucho antes que los recubrimientos convencionales utilizados para el mismo propósito. Sin embargo, después de 3 años de reformulación y pruebas continuas en el probador QUV, el recubrimiento se ha mejorado para que varias formulaciones puedan soportar 2000-4000 horas en el probador QUV, mucho mejor que los recubrimientos convencionales. Las pruebas paralelas posteriores en Florida mostraron un aumento similar de 10: 1 en la durabilidad. Sin embargo, si los químicos de recubrimientos hubieran esperado los datos de Florida antes de cambiar sus formulaciones, todavía estarían en las primeras etapas de reformulación y el recubrimiento no tendría el éxito comercial que tiene hoy.

Por otro lado, si siempre insiste en un factor de conversión de "regla general", búsquelo empíricamente. A pesar de la imposibilidad de un factor de conversión universal, cientos de laboratorios han desarrollado con éxito su propia correlación interna para convertir sus horas de prueba Q-SUN o QUV en horas de exposición al aire libre. Sin embargo, es importante recordar que estas reglas generales se desarrollaron a partir de comparaciones empíricas de las propias pruebas aceleradas del laboratorio con sus propias exposiciones al aire libre. Además, la regla general para las conversiones solo es válida para:

• El material específico probado.
• El conjunto específico de ciclos de tiempo y temperatura del probador de laboratorio.
• El lugar específico de exposición al aire libre y el procedimiento de montaje de la muestra.

Si tiene experiencia al aire libre con sus materiales, no debería tomar más de unos meses desarrollar su propia regla general. Si no tiene experiencia con sus propios materiales, es posible que trabaje con materiales competitivos que tengan un historial de servicio de campo.

Muchos laboratorios han desarrollado con éxito su propia correlación para convertir las horas del probador Q-SUN o QUV en horas de exposición.

Además, es importante recordar: "Correlación" significa "Correlación de rango". Cuando alguien pregunta, "¿Cómo se correlacionan los probadores acelerados con el exterior?" lo que realmente deberían preguntar es "¿En qué medida las calificaciones de durabilidad del material en los probadores acelerados replican las calificaciones de los materiales en el exterior?" Para medir la correlación de rango, recomendamos la rho de Spearman, una medida estadística fácil de calcular que no requiere el tipo de suposiciones sólidas sobre los datos que requieren las medidas de correlación lineal. Un estudio de las calificaciones de los probadores QUV y la durabilidad de Florida de 27 revestimientos para automóviles produjo correlaciones de rango de hasta 0,89 entre las calificaciones de los probadores QUV y las calificaciones de Florida. La correlación de rango entre las diferentes exposiciones en Florida fue de 0,88 a 0,95. En otras palabras,

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