Resistencia al impacto de los plásticos reciclados – seguridad, ensayos y relevancia industrial
Un parachoques de automóvil que se fractura de forma frágil tras un impacto leve, una tubería que se daña durante la instalación o un componente plástico que se comporta de manera impredecible a bajas temperaturas: son problemas con los que los usuarios finales se encuentran con mucha más frecuencia de lo que comúnmente se asume.
En estos casos, el parámetro clave del material es la resistencia al impacto, definida como la capacidad de un polímero para absorber la energía de un impacto sin un fallo frágil y repentino.
Al mismo tiempo, cada vez más componentes utilizados en vehículos y otros productos técnicos se fabrican a partir de materiales reciclados.
Para los usuarios finales, esto plantea preguntas sobre seguridad y durabilidad, mientras que para productores y recicladores implica la necesidad de realizar ensayos adecuados y un control riguroso de la resistencia al impacto de los regranulados, de modo que el material cumpla los requisitos de la aplicación prevista.
En la parte final de este artículo paso a abordar los aspectos técnicos relevantes para productores y transformadores de reciclados, incluidos los ensayos de resistencia al impacto, los requisitos normativos y la interpretación de los resultados en el contexto de aplicaciones específicas.
¿Se utilizan plásticos reciclados en automóviles y parachoques, y esto afecta a la seguridad?
Sí. La industria automotriz moderna utiliza ampliamente plásticos reciclados, incluso en componentes exteriores del vehículo. Esto incluye, entre otros:
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parachoques,
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revestimientos de pasos de rueda,
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protecciones técnicas,
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elementos de acabado y diseño.
Lo más importante, sin embargo, no es si el material procede del reciclaje, sino si cumple los requisitos técnicos, en particular los relacionados con la resistencia al impacto y la absorción de energía.
¿De qué materiales se fabrican los parachoques de automóviles?
Los parachoques no se fabrican con ABS puro. En la práctica, los materiales más utilizados son:
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PP modificado con elastómeros (PP/EPDM, PP/TD), materiales diseñados específicamente para la absorción de energía de impacto,
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con menor frecuencia, mezclas poliméricas modificadas, adaptadas a zonas de deformación específicas.
El ABS, por su parte, se utiliza ampliamente en componentes exteriores y semiestructurales, como:
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cubiertas de ruedas,
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carcasas técnicas,
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paneles de protección,
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elementos estéticos y aerodinámicos.
En estas aplicaciones, el ABS ofrece una combinación equilibrada de rigidez, resistencia al impacto y calidad superficial.
¿Y qué ocurre con la seguridad?
Si un regranulado (es decir, un plástico reciclado):
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está correctamente modificado,
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presenta una resistencia al impacto controlada,
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ha sido ensayado conforme a la norma aplicable,
entonces no reduce la seguridad del vehículo.
Los problemas aparecen únicamente cuando:
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se utilizan regranulados con resistencia al impacto insuficiente,
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los ensayos se omiten o los resultados se interpretan incorrectamente,
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el material se aplica fuera del rango de aplicaciones para el que fue calificado.
Por esta razón, los fabricantes de automóviles aplican requisitos muy estrictos en los ensayos de resistencia al impacto, y los materiales reciclados utilizados en vehículos deben cumplir exactamente los mismos requisitos funcionales que los materiales vírgenes.
¿Qué significa esto para el usuario del vehículo?
Para el conductor y los pasajeros no importa si un componente está fabricado con material virgen o reciclado.
Lo que importa es únicamente si el componente:
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se comporta de forma predecible bajo impacto,
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no falla de manera frágil,
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absorbe correctamente la energía del impacto.
Por ello, la resistencia al impacto de los plásticos es uno de los parámetros clave en el diseño y la selección de materiales en la automoción.
Métodos Charpy e Izod – preparación de probetas, requisitos normativos y relevancia tecnológica
La resistencia al impacto de los regranulados de PP y ABS es un parámetro utilizado para calificar materiales destinados a aplicaciones en las que los componentes están expuestos a:
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impactos,
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cargas dinámicas,
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tensiones derivadas del montaje.
En la práctica industrial, este parámetro determina si un regranulado puede utilizarse en una aplicación concreta o debe excluirse de ella.
Los ensayos se realizan sobre probetas de impacto (comúnmente denominadas “barras”), preparadas de acuerdo con los requisitos de la norma correspondiente.
La conformidad con la norma viene determinada por:
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las dimensiones de las probetas,
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el método de preparación,
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las condiciones del ensayo.
Métodos de ensayo de resistencia al impacto: Charpy e Izod
Para los regranulados de PP y ABS se utilizan habitualmente dos métodos:
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Charpy,
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Izod.
Estos métodos no son equivalentes.
En el método Charpy, la probeta se apoya sobre dos soportes y se golpea en el centro.
En el método Izod, la probeta se fija como un voladizo y se golpea en el extremo libre.
Las diferencias en la configuración de carga dan lugar a mecanismos distintos de iniciación y propagación de grietas.
Por este motivo, los resultados de Charpy e Izod no deben compararse ni convertirse entre sí.
En la práctica industrial europea, especialmente para regranulados de PP y ABS, el método Charpy se utiliza con mayor frecuencia, ya que:
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es más sensible a la degradación del material,
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diferencia mejor entre lotes de regranulado.
El método Izod se aplica principalmente cuando lo exigen las especificaciones del cliente o los mercados de destino.
Equipos utilizados para los ensayos de impacto
Los ensayos Charpy e Izod se realizan mediante máquinas de impacto de péndulo, que:
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disponen de soportes o mordazas intercambiables,
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permiten seleccionar la energía de impacto adecuada,
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registran la energía absorbida por la probeta durante el impacto.
Para los ensayos con probetas entalladas es necesaria una máquina de entallado, que garantice una geometría de entalla conforme a la norma.
Una probeta sin una entalla correctamente mecanizada no cumple los requisitos normativos.
Cuando los ensayos se realizan a temperaturas distintas de la ambiente, las probetas se acondicionan previamente en cámaras de temperatura controlada.
Preparación de probetas para los ensayos de impacto
En el control de calidad de los regranulados de PP y ABS, la práctica estándar es preparar las probetas mediante moldeo por inyección, utilizando un molde conforme a la norma.
Los parámetros de proceso, como:
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temperaturas del cilindro y del molde,
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velocidad de inyección,
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presión de mantenimiento,
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tiempo de enfriamiento,
influyen directamente en el valor de resistencia al impacto y forman parte de las condiciones del ensayo.
Cualquier cambio en los parámetros de procesamiento constituye una modificación de las condiciones de ensayo y puede dar lugar a diferencias significativas en los resultados, incluso para el mismo lote de material.
La entalla como herramienta de evaluación de la calidad del material
En los ensayos de resistencia al impacto de regranulados se utilizan principalmente probetas entalladas.
La entalla:
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define el punto de iniciación de la grieta,
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permite evaluar la resistencia del material a la propagación de la grieta.
Los ensayos con probetas entalladas permiten evaluar, entre otros aspectos:
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la degradación térmica en PP,
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el estado de la fase elastomérica en ABS,
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la presencia de contaminantes y la inhomogeneidad del material.
La entalla debe realizarse conforme a la norma y con la herramienta adecuada.
Una entalla realizada manualmente o con herramientas inadecuadas invalida el resultado del ensayo.
Requisitos normativos y comparabilidad de los resultados
La norma de ensayo de impacto define:
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las dimensiones de las probetas,
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la geometría de la entalla,
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el método de apoyo o fijación,
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la temperatura de ensayo,
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el cálculo y la presentación de los resultados.
Si la documentación del ensayo no incluye información sobre el método, la norma, la temperatura o la preparación de las probetas, el resultado no es comparable, ni entre lotes ni entre proveedores.
Cambios en la resistencia al impacto tras el reciclaje
En el caso del PP, la reducción de la resistencia al impacto se debe con mayor frecuencia a:
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la degradación de las cadenas poliméricas,
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cambios en la distribución de pesos moleculares.
Un regranulado puede cumplir los requisitos de MFI y, al mismo tiempo, presentar una resistencia al impacto significativamente reducida.
En el caso del ABS, el factor crítico es el estado de la fase elastomérica.
Temperaturas de procesamiento excesivas, tiempos de residencia prolongados o ciclos repetidos de procesamiento reducen la capacidad del material para absorber energía de impacto.
Importancia de la resistencia al impacto en las aplicaciones finales
Una alta resistencia al impacto de los regranulados de PP y ABS permite su uso en componentes expuestos a:
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impactos mecánicos,
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tensiones de montaje,
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condiciones de temperatura variables.
Una resistencia al impacto reducida aumenta el riesgo de:
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fisuración,
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inestabilidad de la calidad,
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reclamaciones de clientes.
Desde la perspectiva del usuario final, la resistencia al impacto es el parámetro que determina la idoneidad de un material para una aplicación específica, independientemente de si es virgen o reciclado.
Conclusiones prácticas
Declarar la resistencia al impacto de regranulados de PP y ABS solo tiene sentido cuando:
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se utiliza un método de ensayo claramente definido (Charpy o Izod),
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las probetas se preparan de acuerdo con la norma,
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las condiciones de ensayo son conocidas y reproducibles.
De lo contrario, el resultado no constituye una información técnica fiable ni para el productor del regranulado ni para el cliente.
Resistencia al impacto en aplicaciones industriales específicas
Para los fabricantes de tuberías de PP, la resistencia al impacto influye directamente en el comportamiento del material durante:
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el transporte,
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el almacenamiento,
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la instalación,
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el uso a bajas temperaturas.
Una resistencia al impacto reducida puede provocar grietas incluso antes de la puesta en servicio, a pesar de que otros parámetros estén dentro de especificación.
En el caso de componentes de ABS (parachoques, carcasas, protecciones), la resistencia al impacto determina la capacidad del material para absorber energía sin fractura frágil, especialmente en impactos puntuales y a bajas temperaturas.
En ambos casos, la resistencia al impacto no es un parámetro secundario, sino una propiedad decisiva para la idoneidad del regranulado.
Resistencia al impacto en otros polímeros
Aunque este artículo se centra principalmente en PP y ABS, la resistencia al impacto también es crítica para otros polímeros:
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PS – determina si el material puede utilizarse en aplicaciones técnicas,
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PA – especialmente relevante a bajas temperaturas y en presencia de humedad,
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PET – importante para regranulados técnicos modificados,
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PVC – afecta directamente a la durabilidad de perfiles, tuberías y elementos de construcción.
En todos los casos se aplica el mismo principio:
ensayos conforme a la norma, probetas conforme a la norma e interpretación de los resultados en el contexto del historial de procesamiento y la aplicación prevista.
Información adicional
Actualmente estoy preparando la publicación titulada
«Aditivos en el reciclaje mecánico de plásticos – mejora de la calidad y estabilidad de los regranulados», que aborda, entre otros temas:
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modificadores de impacto en regranulados,
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elastómeros y copolímeros como fases de impacto,
-
mecanismos de iniciación y propagación de grietas,
-
modificación de la resistencia al impacto en regranulados de ABS, PS, PA y PET,
-
ajuste de las propiedades de los regranulados para aplicaciones estructurales.
La publicación se encuentra en su fase final y se publicará en formato impreso próximamente.
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