Para que una galga extensométrica mida con precisión debe estar correctamente instalada en el objeto de medida. Este libro blanco le ayuda a elegir el adhesivo adecuado y le explica cómo aplicarlo al objeto correctamente. También señala algunas diferencias entre los adhesivos, indica el modo de preparar una superficie para la unión y ofrece consejos para la instalación de galgas extensométricas.

Adhesivos 101: la unión hace la fuerza

La forma más habitual de fijar galgas extensométricas a una estructura consiste en utilizar un adhesivo. Ese adhesivo debe ser de muy alta calidad, de modo que transmita de forma íntegra la deformación de la estructura a la galga extensométrica. Si se “pierde” algo de la extensión en la unión entre la estructura y la galga extensométrica, la medición presentará errores.

Para garantizar una transferencia completa de la extensión de la estructura a la galga, es preciso elegir un adhesivo adecuado al objeto de medida e instalar convenientemente las galgas.

Diferentes opciones de adhesivos

Para que una medición sea lo más precisa posible, se debe elegir el adhesivo más adecuado para el objeto y la aplicación en cuestión. Para ello, conviene conocer las distintas opciones disponibles.

Adhesivos monocomponente o multicomponente

  • Los adhesivos monocomponente se pueden utilizar directamente según salen del tubo. No hace falta mezclarlos con otros componentes.
  • Los adhesivos multicomponente suelen consistir en dos componentes que deben mezclarse antes del uso. Estos adhesivos también tienen un “tiempo de empleo útil”; es decir, hay un plazo de tiempo para utilizarlos una vez mezclados. Este tiempo puede oscilar entre unos minutos y varias horas.

Adhesivos de curado en caliente o de curado en frío

  • Los adhesivos de curado en frío permiten instalar la galga extensométrica en el objeto a temperatura ambiente.
  • Los adhesivos de curado en caliente, en cambio, deben calentarse mientras se secan. Para ello, el objeto debe introducirse en un horno y soportar temperaturas elevadas mientras el adhesivo polimeriza. Asimismo, se debe disponer de algún medio para aplicar y mantener la presión sobre la galga extensométrica mientras el objeto esté en el horno. Como estos adhesivos se calientan durante el proceso de curado, pueden soportar temperaturas de trabajo superiores. Con frecuencia se utilizan en la fabricación de transductores.

Tiempo de curado

Los distintos adhesivos requieren tiempos de curado diferentes para polimerizar. Estos tiempos de curado dependen en parte de la temperatura del entorno. Si es baja, los adhesivos tardan más tiempo en polimerizar. Si la temperatura es más elevada, los adhesivos curan más rápido.

Temperatura de trabajo

El diseño de los distintos adhesivos hace posible que soporten diferentes temperaturas ambientales. En las especificaciones del adhesivo se indica su intervalo de temperatura de uso. Si utiliza el objeto y la galga extensométrica a una temperatura fuera del intervalo indicado, pueden producirse errores en la medición de la extensión. Por ejemplo, si un adhesivo está indicado para uso en entornos con temperaturas de hasta 200 °C, el uso a una temperatura por encima de este valor ablandará el adhesivo haciendo que adquiera una consistencia untuosa, lo que afecta negativamente a la medición de la extensión.

Además de la temperatura, la aplicación de algunos adhesivos debe respetar determinados parámetros de humedad.

Viscosidad

Adhesives are made with differing viscosities because certain object materials perform better with either low or high viscosity adhesives.

  • Los adhesivos fluidos permiten pegar la galga extensométrica al objeto y obtener una unión firme sin necesidad de aplicar una capa muy gruesa para. Por lo general, son preferibles los adhesivos fluidos, ya que una capa más gruesa aumenta la distancia entre el objeto y la galga, lo cual distorsiona la lectura de la extensión. Esta distorsión puede verse exacerbada cuando se utilizan galgas extensométricas de flexión, que requieren una capa neutra sobre el objeto como base para la medición.
  • Los adhesivos espesos son más adecuados para los objetos porosos. Por ejemplo, el hormigón absorbe los adhesivos fluidos y por eso requiere el uso de un adhesivo más espeso o pastoso. No obstante, siempre es conveniente tratar de aplicar una capa lo más fina posible.

Si desea más información sobre la elección de adhesivos, lea nuestra nota técnica "Elección del adhesivo adecuado para la instalación de galgas extensométricas".

Adhesivos de HBM

HBM ofrece una amplia gama de adhesivos para distintas aplicaciones. A continuación le ofrecemos una breve descripción de nuestra oferta.

Z-70: cola líquida instantáneo tipo "super glue"; el adhesivo más utilizado en el análisis experimental de tensiones

  • Monocomponente.
  • Curado en frío (temperatura ambiente).
  • Tiempo de curado de 1 minuto; solo requiere la presión del pulgar.
  • Intervalo de temperatura de uso entre -55 °C y 100 °C para mediciones estáticas (el punto cero es muy importante). El adhesivo soporta hasta 120 °C en mediciones dinámicas. La humedad debe ser superior al 30%.
  • Baja viscosidad (adhesivo fluido)

X60: mezcla de metacrilato

  • Multicomponente: adhesivo bicomponente compuesto por un polvo y un líquido.
  • Curado en frío (temperatura ambiente).
  • Tiempo de curado de entre 2 y 5 minutos.
  • Temperatura de uso de entre -200 °C y 80 °C para mediciones dinámicas.
  • Alta viscosidad (adhesivo espeso): capa de 65 micrómetros

X280: resina epoxi

  • Multicomponente: dos componentes en bolsitas de mezclado fácil.
  • Curado en frío o caliente. ejerciendo una presión definida.
  • Tiempo de curado de 8 horas a temperatura ambiente; tiempo de curado de 1 hora a 95 °C.
  • Temperatura de uso de hasta 200 °C para mediciones estáticas y de hasta 280 °C para mediciones dinámicas.
  • Alta viscosidad (adhesivo espeso): capa de 40 micrómetros

 

EP150: resina epoxi

  • Monocomponente.
  • Curado en caliente.
  • Tiempo de curado de 6 horas a 160 °C; 1 hora a 190 °C.
  • Temperatura de uso de hasta 150 °C.
  • Baja viscosidad (a menudo se utiliza en la fabricación de transductores

EP310S: resina epoxi

  • Multicomponente: tiempo de empleo útil de un mes.
  • Curado en caliente.
  • Tiempo de curado de 30 minutos a 200 °C; 6 horas para la fabricación de transductores a 120°C.
  • Temperatura de uso de entre -270 °C y 310 °C para mediciones dinámicas.
  • Baja viscosidad (a menudo se utiliza en la fabricación de transductores

BCY01

Acelerador del pegamento instantáneo Z70. Se puede emplear para reducir el tiempo de curado del adhesivo y compensar entornos de baja humedad. Nota: El acelerador actúa muy rápido. La galga extensométrica debe posicionarse correctamente al primer intento. Algunos ingenieros simplemente soplan sobre el adhesivo para añadir humedad en lugar de utilizar un acelerador.

Más información sobre otros productos para galgas extensométricas de HBM en hbm.com/strain.

¿Cómo se prepara la superficie de un objeto para la aplicación de un adhesivo?

Para poder adherir una galga extensométrica a un objeto es muy importante que la superficie esté muy limpia. Si el objeto presenta suciedad, grasa, pintura, óxido u otros acabados, la unión no será eficaz. En primer lugar, utilice una rasqueta o amoladora para eliminar de la superficie cualquier material que pueda impedir la adhesión directa de la galga al objeto.

El segundo paso consiste en eliminar de la superficie cualquier resto que pueda haberse generado durante la operación de rascado o amolado. Por último, aplique un disolvente, como el RMS1 de HBM, específicamente diseñado para preparar superficies para la adhesión.

Nota: Para asegurarse de que no haya óxido en el punto donde quiera instalar la galga extensométrica, deberá limpiar el objeto poco antes de aplicar el adhesivo y colocar la galga. Si no puede colocar la galga extensométrica inmediatamente después de la limpieza, puede proteger la superficie frente al oxígeno y la suciedad durante un breve periodo de tiempo con cinta adhesiva.

Una vez que la superficie del objeto esté bien limpia, puede desbastarla para mejorar la adherencia aumentando la superficie activa. Puede emplear una técnica de granallado o papel de esmeril con un tamaño de grano de entre 180 y 300, en función del adhesivo. En las especificaciones del adhesivo se indicará el tamaño de grano recomendado. A continuación, limpie la superficie una última vez. Es importante no saltarse este paso, ya que existe la posibilidad de arrastrar suciedad al punto de medición durante el desbastado.

Consejos para la preparación de superficies concretas y adhesivos idóneos

La calidad de la instalación de una galga extensométrica influye directamente en el margen de error de una lectura. A continuación le ofrecemos algunos consejos para la preparación de superficies de materiales concretos.

Metales

Por lo general, los metales (como el aluminio, el cobre-berilio, el cobre y el acero) se preparan fácilmente con el procedimiento de limpieza y desbastado estándar. Normalmente se puede emplear cualquiera de los adhesivos que se han mencionado antes.

La aplicación de adhesivos a los metales resulta muy sencilla, con pocas excepciones. Con el titanio es preciso aplicar la galga extensométrica con rapidez, porque el adhesivo puede crear una capa de óxido sobre el metal.

 

Plástico

Para la preparación de superficies plásticas, en lugar de emplear una técnica de desbastado por abrasión se optar por un desbastado químico con Tetra-Etch. En el caso del polietileno, también se puede aplicar plasma de oxígeno con un aplicador de mano. No todos los adhesivos funcionan bien con los plásticos. Lea atentamente las especificaciones una vez que haya reducido el número de opciones.

Instalación de la galga extensométrica

Una vez que haya limpiado, desbastado y limpiado de nuevo la superficie podrá pasar a instalar la galga extensométrica con el adhesivo que haya elegido. En primer lugar, marque en la superficie la zona en la que quiera fijar la galga extensométrica al punto de medición del objeto. Utilice un bolígrafo seco para marcar la superficie sin dejar tinta (de lo contrario, tendría que eliminar cualquier resto de tinta).

Recuerde:

  • No utilice una aguja afilada para arañar la superficie, porque dañaría los componentes.
  • No toque la superficie. Por muy limpios que estén los dedos siempre dejan algo de grasa, lo cual afecta negativamente a la unión.
  • No sople sobre la superficie. El aliento añade humedad y atrae la suciedad.

Una vez marcada la superficie, ya está lista para una última limpieza. Empape una gasa limpia de celulosa (que no deje pelusa) en desengrasante RMS1 o en un producto similar, para eliminar los últimos restos de grasa. Frote la superficie con la gasa hasta que no quede ningún resto de suciedad. Utilice una gasa nueva para cada limpieza y no devuelva el exceso de desengrasante a la botella.

Ya puede instalar la galga extensométrica. Las galgas extensométricas de HBM se suministran ya limpias y listas para colocarlas sobre objetos. Extraiga la galga de su envase con unas pinzas (no la toque con los dedos) y colóquela sobre la marca que ha hecho previamente con el bolígrafo seco en la superficie limpia. Utilice cinta adhesiva para tapar las conexiones y mantener la galga en su posición mientras prepara el adhesivo. También puede utilizar la cinta adhesiva para proteger el objeto del pegamento adhesivo una vez que lo aplique. Simplemente coloque la cinta alrededor de la galga extensométrica, como si fuera un cerco. Esta cinta protege el objeto del adhesivo. 

 

Lea las instrucciones del adhesivo que haya elegido. Si se trata de un producto multicomponente, mézclelo. Una vez que el adhesivo esté listo, retire la cinta con las pinzas y levante la galga extensométrica, también con las pinzas, para aplicar una fina capa de adhesivo sobre la marca. Coloque la galga sobre el adhesivo y aplique una presión constante y uniforme. Evite que la galga extensométrica se mueva una vez que esté sobre el adhesivo.

Una vez que haya aplicado la galga extensométrica y se haya secado el adhesivo, retire el cerco de cinta adhesiva, con ayuda de las pinzas. Siga aplicando presión sobre la galga. Es muy importante que no retire la cinta a mitad del proceso de curado.

Si utiliza un adhesivo rápido y ejerce presión únicamente con el pulgar, coloque una película de teflón entre el dedo y la galga, para evitar que se le quede pegado el dedo a la galga.

Si desea más información

La elección de un adhesivo adecuado para la aplicación en cuestión y una instalación correcta de la galga extensométrica minimizan los errores de medición y aumentan la precisión de la galga.

Pulse aquí si desea más información sobre los adhesivos, la instalación de galgas extensométricas y el análisis experimental de tensiones.

Acerca del autor

Jens Boersch es director de producto en HBM desde hace 14 años. Ha trabajado con la práctica totalidad de productos (galgas extensométricas, sistemas amplificadores y software de adquisición de datos) del catálogo de pruebas y medición de HBM. Trabaja en la oficina de Darmstadt, Alemania.

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