Ensaio de alta temperatura: como é feito e o que avalia

Resposta rápida: a amostra fica em estufa ou câmara climática numa temperatura elevada, de 24 horas a mais de 1.000 horas, desligada ou funcionando, e depois é avaliada. Temperatura e tempo vêm da norma ou da especificação.

O calor é o estresse climático mais pedido na validação de peças: envelhece plásticos e borrachas, afrouxa encaixes, deforma peças de parede fina e reduz a vida de componentes eletrônicos. O ensaio de alta temperatura é a forma mais direta de verificar se o produto aguenta o ambiente em que vai trabalhar.

O que é o ensaio de alta temperatura?

O ensaio climático de resistência a altas temperaturas é um ensaio ambiental que submete uma amostra ou equipamento a temperaturas elevadas por períodos determinados, para avaliar desempenho, durabilidade e integridade estrutural em condições térmicas severas.

O ensaio pode ser feito com o equipamento em funcionamento ou não, conforme os requisitos técnicos, as normas aplicáveis ou a necessidade do cliente, em estufas ou câmaras climáticas.

Como é feito com a amostra desligada

Nos ensaios de alta temperatura com a amostra desligada — o caso típico de envelhecimento térmico — o procedimento normalmente segue estas etapas:

1. A amostra é posicionada na estufa ou câmara climática à temperatura ambiente.
2. A temperatura é elevada de forma gradual até o valor especificado.
3. A amostra permanece no patamar pelo tempo definido, que pode ser de curto prazo (por exemplo, 24 horas) ou de longa duração (por exemplo, acima de 1.000 horas).
4. Ao final, a amostra volta à temperatura ambiente e é avaliada.

A temperatura final depende da norma técnica aplicável ou da solicitação do cliente. Em normas de material, como a ASTM D573 e a ISO 188 para borrachas, o resultado costuma ser a variação de propriedades medida antes e depois do envelhecimento — na ASTM D573, a resistência à tração e o alongamento na ruptura, além de outras propriedades que a especificação pedir.

Como é feito com a amostra em funcionamento

Nos ensaios de alta temperatura com o equipamento em operação, as especificações são semelhantes, com um nível adicional de complexidade: o equipamento permanece energizado e funcional durante toda a exposição térmica, o que permite avaliar seu comportamento em condições reais de uso.

Esse modo é especialmente importante para:

• equipamentos eletrônicos;
• sistemas eletromecânicos;
• dispositivos que dissipam calor durante a operação — o calor gerado pela própria peça soma-se ao da câmara.

O planejamento precisa definir como alimentar a peça, o que monitorar e em que momento verificar a função. Veja quando o produto precisa estar ligado durante o ensaio.

O que se avalia depois do ensaio

A avaliação final segue os critérios de interesse do cliente ou os da norma, e pode incluir:

• funcionamento elétrico;
• alterações visuais ou estéticas (cor, brilho, manchas, bolhas);
• resistência mecânica;
• degradação de materiais;
• alterações dimensionais e deformações.

O ideal é que o critério de aceitação esteja escrito antes de o ensaio começar — "sem deformação visível" e "variação de dureza dentro de X pontos" são critérios muito diferentes.

Para que produtos o ensaio é indicado?

O ensaio de alta temperatura permite concluir se a amostra desempenha sua função de forma segura e confiável em ambientes quentes, mesmo sob exposição prolongada ao calor. É fundamental para equipamentos destinados a:

• ambientes externos e locais com alta incidência solar;
• regiões de clima quente ou desérticas;
• locais com muita geração de calor, como a região do motor de um veículo;
• áreas com baixa dissipação térmica natural, como estradas e áreas industriais.

Ao realizar esse ensaio, o fabricante reduz o risco de falha em campo, aumenta a confiabilidade do produto e verifica a conformidade com normas técnicas e especificações de cliente.

Normas utilizadas

Na Labmor, esses ensaios são realizados fora do escopo acreditado. Eletroeletrônicos automotivos costumam ter a alta temperatura definida dentro de programas maiores, como a ISO 16750-4 e a Stellantis CS.00263.

Experiência da Labmor

Alta temperatura e envelhecimento térmico são o ensaio climático mais pedido à Labmor: mais de 300 projetos desde 2014, em plásticos, borrachas e vedações, protetores de chicote, peças pintadas, fitas e adesivos, para especificações de montadoras como Stellantis, VW e Toyota e para normas como a ASTM D573. A área de Climáticos conta com estufas de tamanhos variados até 200 °C, forno mufla até 650 °C e mais de 15 câmaras climáticas; o tamanho da peça deve ser informado na consulta, porque o volume útil dos equipamentos é limitado.