Densidade, espessura e dimensional: os ensaios físicos

Resposta rápida: a densidade confirma o material, a espessura de camada confirma a pintura ou o revestimento e o dimensional mostra quanto a peça mudou nos ensaios. Ao lado do envelhecimento, viram a régua da validação.

Os ensaios mais vistosos de um plano de validação são o climático, a vibração, a névoa salina. Mas quase todos eles terminam numa pergunta simples: a peça mudou? Para responder, é preciso ter medido antes. É aí que entram as medições físicas — rápidas, baratas e presentes na maioria das especificações de componentes.

Densidade: a peça é do material certo?

Como se mede

O método mais usado em peças plásticas é o método por imersão (princípio de Arquimedes), descrito na ISO 1183-1, método A, e na ASTM D792, ambas escritas para plásticos não celulares:

1. pesa-se o corpo de prova no ar;
2. pesa-se o mesmo corpo de prova imerso num líquido de densidade conhecida (em geral água);
3. a diferença entre as duas massas dá o volume, e daí a densidade.

O corpo de prova é retirado da própria peça, o que torna o ensaio aplicável a produto acabado, não só a placa de material.

Para que serve no plano de validação

• Conferir o material declarado: cada composto tem uma faixa de densidade; uma peça fora da faixa sugere troca de material, carga ou reciclado não declarado.
• Consistência de lote e de fornecedor: densidade é uma das formas mais simples de comparar duas entregas "iguais".
• Análise de falha: quando uma peça começa a falhar em campo, a densidade é um dos primeiros números a comparar com a peça aprovada.

Para espumas, a referência é a densidade aparente (ISO 845), medida a partir da massa e do volume de um bloco de dimensões conhecidas — é a primeira coisa que se confere numa espuma de banco ou de revestimento, antes dos ensaios de compressão.

Espessura de camada: a pintura tem o que foi especificado?

A espessura de pintura e de revestimento é medida de forma não destrutiva, com sonda apoiada sobre a peça. O princípio depende do substrato:

Em substratos plásticos esses métodos não se aplicam, porque a indução magnética exige base de aço e as correntes parasitas exigem base metálica condutora, e a espessura costuma ser avaliada por corte transversal e microscopia — a mesma técnica do cross-section.

No plano de validação, a espessura entra em dois momentos: na recepção da amostra, para confirmar que a peça representa a produção (uma pintura mais grossa que o normal pode mascarar um resultado de corrosão), e na análise de falha, quando a pintura descasca, empola ou corrói antes do previsto. Veja também acabamentos pintados.

Dimensional: quanto a peça mudou?

O dimensional raramente é um ensaio "sozinho". Ele aparece como medição inicial e final em volta de outro ensaio:

• Estabilidade dimensional depois de calor, frio, ciclo térmico ou umidade — plásticos encolhem, empenam e absorvem água. Veja ensaios de umidade.
• Variação dimensional e de massa depois de imersão em fluidos — combustível, óleo, produto de limpeza.
• Folgas e alinhamentos depois de durabilidade de acionamento ou de vibração.

O resultado costuma ser expresso como variação percentual em relação à medida inicial, comparada ao limite da especificação. Para isso funcionar, três coisas precisam estar definidas antes: quais cotas medir (marcadas no desenho), em que condição medir (temperatura e tempo de estabilização depois do ensaio) e qual o limite de variação.

Por que medir antes, mesmo que a norma não peça

As observações técnicas das propostas mostram que medições e inspeções intermediárias estão entre os pedidos mais frequentes dos clientes — em centenas de propostas. O motivo é prático: se a peça falhar no fim do plano, a medição inicial é o que permite dizer se ela já chegou fora do especificado ou se mudou durante o ensaio. Sem esse "antes", a discussão vira opinião.

O que informar no pedido

• Norma e método (ISO 1183-1 ou ASTM D792; ASTM B499 ou ISO 2360).
• Para densidade: de onde retirar o corpo de prova na peça e quantas medições por peça.
• Para espessura: o substrato e os pontos de medição.
• Para dimensional: o desenho com as cotas a medir, a condição de medição e o limite de variação.
• Em que pontos da sequência de ensaios cada medição deve ser feita.

Experiência da Labmor

Desde 2014 a Labmor realizou mais de 400 projetos de dureza e propriedades físicas, em plásticos, borrachas e vedações, peças pintadas, bancos e revestimentos e componentes metálicos. A Labmor é acreditada pela Cgcre/Inmetro para a determinação da densidade por imersão de plásticos pela ISO 1183-1 (método A) e pela ASTM D792 (escopo acreditado); as demais medições são realizadas conforme a norma pedida. Veja a lista completa em ensaios físicos e a área de aparência e caracterização.