Pruebas textiles: cómo realizar una prueba climática en telas

Antes de realizar una prueba climática textil, es importante comprender el propósito de la prueba y el tipo de material que se está probando. Con base en esta información, se pueden ajustar adecuadamente todos los cámara climática.

En este artículo, analizaremos específicamente cómo se lleva a cabo una prueba climática en tejidos, cuáles son sus objetivos y cuál es la mejor cámara climática para realizarla.

Se debe enfatizar que la prueba climática no puede realizarse antes de recurrir a un procedimiento inicial o estándar.

norma ISO 139, que regula las pruebas climáticas de tejidos y materiales textiles. Dicha norma especifica que la muestra debe someterse a un entorno normal (atmósfera estándar) durante un periodo de tiempo determinado que varía según el tipo de tejido.

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Normas de referencia y validez del Ensayo Climático en Tejidos

Antes de profundizar en los mecanismos de funcionamiento de una prueba textil, veamos qué condiciones establece la norma de referencia para que la prueba climática se considere válida y fiable.

En concreto, la norma establece las condiciones climáticas y los límites a los que debe someterse la muestra. Sin embargo, los laboratorios de análisis textiles a menudo intentan realizar parte de la prueba con equipos de acondicionamiento poco fiables.

Las cámaras climáticas diseñadas por FDM, por otro lado, están concebidas específicamente para realizar este tipo de ensayos, en un único entorno, teniendo por tanto en cuenta las indicaciones expresadas en la normativa ISO 139.

La prueba de resistencia, por ejemplo, se realiza exclusivamente dentro de la cámara climática, sin tener que mover la muestra varias veces y, por lo tanto, sin correr el riesgo de perder la fiabilidad de los resultados finales.

Dicho esto, veamos en detalle cuáles son las condiciones que indica la norma ISO 139.

Atmósfera inicial (Atmósfera estándar)

Como se mencionó anteriormente, es necesario hacer referencia a una “Atmósfera Estándar”, es decir, es necesario llevar la muestra textil a un clima inicial antes de proceder a la prueba climática real.

La temperatura que se debe configurar en la cámara climática debe ser de 20 °C, mientras que lahumedad relativa debe ser del 65 %.

El período en el cual la muestra debe ser sometida al clima inicial varía según el tipo de material y está definido por la norma de referencia.

Límites de variación

Durante todo el período de prueba, el entorno al que se someterá la muestra no debe desviarse de los límites impuestos por la norma ISO 139:2005.

De hecho, la temperatura puede variar como máximo en ± 2°C, mientras que la humedad relativa puede variar en ± 4%.

Estos dos límites se pueden configurar directamente en el controlador de la habitación climatizada, que controlará constantemente los dos parámetros, gracias también a sondas sensibles de temperatura y humedad.

Tolerancias del resultado final

Sin embargo, incluso si sigue el procedimiento de prueba al pie de la letra, aún habrá factores externos que afectarán el resultado final.

Según las NORMAS BRITÁNICAS, en particular la BS4194:1967, una prueba climática en tejidos puede permitir dos tipos de tolerancias:

Tolerancia 1.Temperatura ± 2 °C, humedad relativa ± 5 %.

Tolerancia 2.Temperatura ± 1 °C, humedad relativa ± 2 %.

Varían según el tipo de prueba realizada.

Requisitos esenciales de la cámara climática para ensayos textiles

Veamos ahora cómo se debe construir una cámara de pruebas climáticas y cuáles son sus características esenciales. 

Hay tres factores principales a tener en cuenta:

• La tasa de cambio de temperatura
• Las dimensiones internas de la habitación
• El producto en sí mismo a probar

Tasa de cambio de temperatura

Lo primero que hay que tener en cuenta en cualquier cámara de ensayo es la temperatura; concretamente, el rango de temperatura disponible y la velocidad de cambio de temperatura.

Una cámara estándar tiene un rango de temperatura de -25 °C a +70 °C. Las más eficientes pueden alcanzar un rango de temperatura aún más amplio.

La tasa de cambio de temperatura es un parámetro clave para el éxito de las pruebas. Este valor define el rendimiento de una cámara climática y no debe superar los ±0,2–0,3 °C.

Los dispositivos producidos por FDM son más que eficaces, con una variación de temperatura interna en la cámara de sólo ±0,1 °C.

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Dimensiones internas de la habitación

También hay que tener en cuenta las dimensiones interiores de la habitación, un factor que a menudo se pasa por alto.

Para obtener resultados precisos, la cámara debe tener un flujo de aire suficienteen relación con el tamaño total de las muestras analizadas.

En caso de duda, es una buena práctica comprar una habitación un poco más grande de lo que cree que será suficiente.

El producto a probar

Por último, el tipo de material a ensayar también influye en la elección de la cámara climática.

Por este motivo, FDM orienta al cliente en la elección de la cámara climática más adecuada en función del tipo de ensayo.

Recuerde también que la cámara debe estar calibrada correctamente para proporcionar resultados precisos.

Cómo realizar de forma práctica una prueba climática en tejidos

Veamos ahora cómo realizar un ensayo textil, siempre que dispongamos de una cámara climática adecuada y de alto rendimiento.

Aquí está el procedimiento paso a paso.

• En primer lugar, comprobar la temperatura ambiente donde está situada la cámara climática y verificar si la temperatura de funcionamiento está dentro de los datos declarados por el fabricante.
• Prepare y verifique la calibración de las sondas de registro de temperatura y humedad (generalmente se realiza al menos una vez al año).
• Coloque las muestras de tela de forma que el aire pueda circular libremente por todas las superficies. Distribuya las superficies de la tela, colocando solo una capa por estante.
• Comienza el proceso de preacondicionamiento (es decir, la atmósfera estándar). Generalmente, se alcanza un tiempo de preacondicionamiento suficiente tras cuatro horas a 20 °C y una humedad relativa del 65 %.

Salvo que se especifique lo contrario, los hilos, hilados y materiales similares deberán presentarse en forma de madejas.

Las pruebas textiles demoran hasta ocho horas para fibras animales o de viscosa y solo dos horas para fibras con menos del 5% de recuperación a una humedad del 65%.

Las fibras gruesas tardan más tiempo.

Informe final de la prueba de resistencia

Por último, escribe un informe de prueba.

El informe de prueba describe todos los procesos, materiales y procedimientos utilizados durante las pruebas. Destaca las condiciones de cada etapa, lo que permite formular hipótesis precisas sobre por qué un material reaccionó de cierta manera y, posteriormente, extraer las conclusiones pertinentes.

En general, el informe incluye:

1. subdivisión del material probado
2. equipo utilizado
3. condiciones de prueba
4. procedimiento de prueba
5. resultados de la prueba
6. criticidad de la prueba
7. observaciones

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Normas de referencia

• ISO 139:2005 — Textiles – Atmósferas estándar para acondicionamiento y ensayo. Norma básica para atmósfera estándar textil: 20 °C ± 2 °C, 65 % ± 4 % RH.
• ISO 3801:1977 — Textiles – Tejidos – Determinación de la masa por unidad de longitud y la masa por unidad de área, que se realizará después del acondicionamiento según la norma ISO 139.
• ISO 105-B02:2014 — Ensayos de solidez del color a la luz artificial: Ensayo de decoloración con lámpara de arco de xenón, evaluación de la resistencia a la luz de los textiles.
• ISO 6330:2021 — Textiles – Procedimientos domésticos de lavado y secado para ensayos textiles, preacondicionamiento para ensayos dimensionales y de color.
• BS 4194:1967 — Tolerancias amplias y estrechas para ensayos climáticos de textiles (Norma británica histórica).
• ASTM D1776/D1776M-20 — Práctica estándar para el acondicionamiento y ensayo de textiles, equivalente estadounidense de la norma ISO 139.
• ISO 811:2018 — Textiles – Determinación de la resistencia a la penetración del agua – Ensayo de presión hidrostática.

Fuentes autorizadas

• ISO/TC 38 – Textiles. Comité técnico de ISO dedicado a las normas de ensayo para materiales textiles, responsable de la serie ISO 139.
• UNI – Organización Italiana de Normalización. Distribuye las normas italianas EN/ISO aplicables al sector textil.
• AATCC – Asociación Estadounidense de Químicos y Coloristas Textiles. Una organización estadounidense que publica métodos complementarios a la norma ISO 139 para el sector textil.
• BSI – British Standards Institution. Organismo británico que mantiene la norma BS 4194 y otras especificaciones históricas a las que todavía se hace referencia.

Preguntas frecuentes sobre las pruebas climáticas de los tejidos

¿Por qué la atmósfera estándar ISO 139 es de 20 °C y 65 % RH?

los parámetros de 20 °C y 65 % RH se han definido como representativos del clima templado europeo promedio en el que opera la industria textil, pero la principal razón técnica es la repetibilidad del contenido de agua absorbido por las fibras naturales y sintéticas. La recuperación (porcentaje de agua absorbida en relación con el peso seco) de fibras como el algodón (7-8 %), la lana (14-18 %) y la viscosa (11-13 %) se estabiliza de forma reproducible bajo estas condiciones, lo que permite comparaciones internacionales entre laboratorios. Una humedad demasiado baja alteraría las propiedades mecánicas (fragilidad), mientras que una humedad demasiado alta favorecería el crecimiento microbiano y la condensación. La norma ISO 139 también considera laatmósfera tropical (27 °C/65 % RH) para los países ecuatoriales y laatmósfera alternativa (23 °C/50 % RH) cuando lo exige una norma de producto específica.

¿Cuánto tiempo de acondicionamiento necesita un tejido de lana?

La norma ISO 139 exige que la muestra se exponga a la atmósfera estándar hasta una masa constante, definida como una variación de peso inferior al 0,25 % en pesajes sucesivos con un intervalo mínimo de 2 horas. Los tiempos típicos dependen de la estructura y la absorción de la fibra: 2 horas para fibras sintéticas de baja recuperación (poliéster, poliamida con <5 % de recuperación); de 4 a 6 horas para algodón y lino; de 8 a 24 horas para lana, seda y viscosa; y más de 48 horas para tejidos muy pesados ​​o artefactos tridimensionales. Antes del acondicionamiento, es recomendable realizar un preacondicionamiento a 50 °C/máx. 10 % RH para eliminar la humedad residual. Las madejas e hilos requieren tiempos más prolongados que los tejidos debido a su menor superficie expuesta. La cámara debe garantizar un flujo de aire de al menos 0,2 m/s sobre la superficie de la muestra.

¿Cuál es la tolerancia de la norma BS 4194 para ensayos de alta precisión?

La norma BS 4194:1967 define dos niveles de tolerancia. La tolerancia 1 (estándar) permite ±2 °C para la temperatura y ±5 % para la humedad relativa, adecuada para pruebas generales de control de calidad. La tolerancia 2 (restringida) requiere ±1 °C para la temperatura y ±2 % RH, reservada para pruebas de certificación, investigación comparativa y disputas técnicas. La tolerancia 2 requiere cámaras climáticas de alta precisión con uniformidad espacial dentro de ±0,5 °C, estabilidad temporal de ±0,3 °C y sondas con incertidumbre expandida ≤0,2 °C (calibradas por ACCREDIA). La norma ISO 139:2005 ha reemplazado formalmente a la BS 4194 en tolerancias estándar, pero los laboratorios británicos continúan citando ambas en informes de prueba por compatibilidad histórica. Las cámaras FDM logran uniformidad de ±0,5 °C y estabilidad de ±0,3 °C, compatibles con la tolerancia 2.

¿Cómo elegir la cámara climática ISO 139 adecuada para ensayos de gran volumen?

La elección depende de la relación entre el volumen de la muestra y el volumen de la cámara. La norma ISO 139 exige un flujo de aire libre sobre todas las superficies de la muestra, con una separación mínima de 50 mm entre especímenes y 100 mm de las paredes. Para madejas e hilos, se recomienda un factor de llenado < 20 % del volumen de la cámara para evitar comprometer la uniformidad y los tiempos de acondicionamiento. Parámetros técnicos a verificar: flujo de aire horizontal de 0,2 a 1 m/s medido con un anemómetro de hilo caliente; uniformidad < ± 1 °C en 9 puntos; rampa de configuración < 60 minutos para alcanzar 20 °C/65 % RH desde las condiciones ambientales. Para laboratorios textiles industriales, la opción típica es una cámara de 800 a 2000 litros con estantes perforados, mientras que para I+D y CPP (muestra de prueba pequeña) son suficientes volúmenes de 100 a 400 litros. El cumplimiento se certifica con el mapeo IEC 60068-3-6.