Servicio de pruebas de envejecimiento por oxígeno

Servicio de Pruebas de Envejecimiento por Oxígeno – Ensayos de Durabilidad y Estabilidad Térmica Acreditados ISO/IEC 17025 para el Mercado Colombiano

El envejecimiento por oxígeno es un fenómeno crítico que afecta a la mayoría de los materiales poliméricos, elastómeros y compuestos, especialmente cuando están expuestos a temperaturas elevadas y a la acción del oxígeno atmosférico. Este proceso de degradación puede provocar pérdida de propiedades mecánicas, endurecimiento, fragilización, agrietamiento, variaciones dimensionales y cambios en la apariencia, reduciendo drásticamente la vida útil de los productos. Nuestro laboratorio ofrece un servicio integral de pruebas de envejecimiento por oxígeno, aplicando métodos normalizados que simulan las condiciones de uso reales y aceleran el proceso de oxidación térmica para predecir la durabilidad de los materiales en aplicaciones industriales, automotrices, de construcción, de dispositivos médicos y de bienes de consumo. Todos los ensayos se ejecutan bajo nuestra acreditación ISO/IEC 17025 (CNAS) y los informes generados son plenamente aceptados por las autoridades colombianas, incluyendo la Superintendencia de Industria y Comercio (SIC), el Instituto Nacional de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos (INVIMA) y la Dirección de Impuestos y Aduanas Nacionales (DIAN), siendo fundamentales para la certificación de materiales, el control de calidad en la fabricación, la homologación de productos y los procesos de importación y exportación.

Muestras que Ensayamos Habitualmente

Nuestro laboratorio recibe una amplia variedad de materiales y productos para la evaluación del envejecimiento por oxígeno. Entre las muestras típicas se incluyen:

Elastómeros y cauchos – caucho natural, caucho sintético (SBR, NBR, EPDM, neopreno, silicona, nitrilo, etc.), utilizados en juntas, sellos, mangueras, perfiles, correas y componentes de suspensión.
Plásticos y polímeros termoplásticos – polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), ABS, PVC, poliamidas (PA), policarbonato (PC), y sus compuestos.
Materiales termoestables – resinas epoxi, fenólicas, poliéster, y sus compuestos reforzados con fibra.
Recubrimientos y pinturas – pinturas orgánicas, barnices, lacas, y recubrimientos en polvo que se degradan por oxidación.
Materiales compuestos y laminados – paneles sándwich, compuestos de fibra de vidrio y fibra de carbono, que pueden sufrir degradación de la matriz polimérica.
Adhesivos y selladores – adhesivos estructurales, selladores de poliuretano, silicona y epoxi, que pierden adherencia y elasticidad con la oxidación.
Productos de consumo – suelas de calzado, juntas de electrodomésticos, piezas de automoción, y componentes de equipos médicos que requieren estabilidad a largo plazo.
Prototipos y nuevos desarrollos de materiales – enviados por fabricantes para validación de la resistencia al envejecimiento por oxígeno antes de la producción en serie.

Ensayos de Envejecimiento por Oxígeno para Elastómeros y Cauchos

Para elastómeros y cauchos, el envejecimiento por oxígeno se evalúa mediante la exposición a oxígeno a alta presión y temperatura, midiendo los cambios en las propiedades mecánicas y físicas. Nuestros procedimientos siguen las normas internacionales y las colombianas, que son clave para la certificación de materiales en los sectores automotriz, industrial y de dispositivos médicos.

Ensayo de envejecimiento por oxígeno en cámara de presión (ASTM D572 / ISO 188 / NTC 3920) – se colocan probetas de caucho o elastómero en una cámara de envejecimiento presurizada con oxígeno a una presión de 2.1 MPa (300 psi) o 5.5 MPa (800 psi), a una temperatura controlada (generalmente 70 °C, 100 °C o 125 °C), durante un tiempo determinado (24, 48, 72 horas o hasta 7 días). Se miden la resistencia a la tracción, la elongación a la rotura, la dureza Shore A y la masa antes y después del ensayo. Se reporta la retención de propiedades (%), la variación de dureza (puntos Shore) y la pérdida de masa (%). Se verifica que los valores cumplan con las especificaciones del cliente o con los requisitos de la NTC 3920.
Ensayo de envejecimiento por oxígeno a presión atmosférica (ASTM D573 / ISO 188 – variante de aire caliente, NTC 3921) – aunque es un ensayo de aire caliente, se utiliza como referencia para comparar con el envejecimiento en oxígeno; sin embargo, nuestro enfoque principal es el ensayo a alta presión de oxígeno, que acelera el proceso y es más severo. Se reportan los mismos parámetros que en el ensayo a presión.
Ensayo de envejecimiento por oxígeno a diferentes temperaturas (ASTM D572 – variante térmica, NTC 3922) – se realizan ensayos a tres temperaturas (70 °C, 100 °C, 125 °C) y se construye la curva de Arrhenius para extrapolar la vida útil a la temperatura de servicio (por ejemplo, 40 °C para aplicaciones automotrices en Colombia). Se reporta el tiempo de vida estimado (horas) y la energía de activación de la oxidación.
Ensayo de envejecimiento por oxígeno con seguimiento de la dureza en tiempo real (NTC 3923 – método de la dureza continua) – se mide la dureza Shore A de la probeta a intervalos regulares durante el ensayo de envejecimiento (cada 24 horas) para construir la curva de evolución de la dureza en función del tiempo, y se determina el punto de fragilización (aumento de 10 puntos de dureza).
Ensayo de envejecimiento por oxígeno en elastómeros para sellos y juntas (ASTM D572 – adaptado, NTC 3924) – se utilizan probetas de anillo o de cordón (tipo O‑ring) y se mide la deformación permanente por compresión (compression set) antes y después del envejecimiento, para evaluar la pérdida de capacidad de sellado. Se reporta el cambio en la deformación permanente (%).
Ensayo de envejecimiento por oxígeno en cauchos para neumáticos y bandas transportadoras (NTC 3925 – método de la tracción post‑envejecimiento) – se realizan ensayos de tracción en probetas que han sido expuestas a oxígeno a 100 °C durante 72 horas, y se mide la retención de la resistencia a la tracción y la elongación, que son indicadores de la vida útil en aplicaciones de fricción y desgaste.

Ensayos de Envejecimiento por Oxígeno para Plásticos y Termoplásticos

Los plásticos y termoplásticos también son susceptibles a la oxidación térmica, especialmente en ambientes de alta temperatura y en presencia de oxígeno. Nuestros ensayos evalúan los cambios en las propiedades mecánicas, el color y la estabilidad dimensional de estos materiales, siguiendo las normas internacionales y las exigencias del INVIMA para envases y productos en contacto con alimentos.

Ensayo de envejecimiento por oxígeno en plásticos (ASTM D3045 / ISO 4577 / NTC 3930) – se exponen probetas de plástico (preferiblemente con forma de tracción) en una cámara de oxígeno a presión de 5 MPa y temperatura de 80 °C durante 100, 500 y 1000 horas. Se mide la resistencia a la tracción (ASTM D638), la elongación a la rotura, el módulo de elasticidad y la dureza Shore D (ASTM D2240). Se reporta la retención de cada propiedad en porcentaje y la pérdida de masa (%).
Ensayo de envejecimiento por oxígeno en polietileno y polipropileno (ASTM D5510 / NTC 3931 – método de inducción a la oxidación) – se mide el tiempo de inducción a la oxidación (OIT) mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC), que indica la estabilidad del material frente a la oxidación a alta temperatura. Se reporta el OIT en minutos a 200 °C, que es un indicador de la vida útil del material.
Ensayo de envejecimiento por oxígeno en plásticos de ingeniería (ASTM D3045 – adaptado, NTC 3932 – para PA, PC, POM) – se exponen las probetas a oxígeno a 90 °C y 5 MPa durante 500 horas, y se mide la variación de la resistencia al impacto (ASTM D256) y la resistencia a la flexión (ASTM D790), para evaluar la fragilización por oxidación.
Ensayo de envejecimiento por oxígeno en envases de plástico (NTC 3933 – método de envejecimiento en oxígeno para envases) – se exponen botellas y envases de PET a oxígeno a 60 °C y 1 MPa durante 7 días, y se mide la variación de la transparencia (ASTM D1003), la reducción de la resistencia al impacto y la liberación de productos de degradación (determinada por GC-MS).
Ensayo de envejecimiento por oxígeno en películas y láminas (ASTM D3045 – adaptado, NTC 3934) – se exponen películas delgadas a oxígeno a 70 °C y 2 MPa durante 100 horas, y se mide la pérdida de brillo, el cambio de color (ΔE*) y la resistencia al desgarro (ASTM D1938).

Ensayos de Envejecimiento por Oxígeno para Recubrimientos y Pinturas

Los recubrimientos y pinturas sufren degradación por oxidación, que se manifiesta en pérdida de brillo, amarillamiento, formación de ampollas y pérdida de adherencia. Nuestros ensayos evalúan estos efectos en condiciones aceleradas de oxígeno y temperatura, siguiendo las normas internacionales y las exigencias del Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio para pinturas arquitectónicas y automotrices.

Ensayo de envejecimiento por oxígeno en pinturas y barnices (ASTM D4587 / ISO 16474-1 – adaptado a oxígeno, NTC 3940) – se exponen paneles pintados a una atmósfera de oxígeno a 80 °C y 2 MPa durante 200 horas, y se mide la pérdida de brillo (ASTM D523), el cambio de color (ASTM D2244), la formación de ampollas (ASTM D714) y la pérdida de adherencia (ASTM D3359). Se reporta el cambio de brillo (%), el cambio de color (ΔE*) y la clasificación de ampollas.
Ensayo de envejecimiento por oxígeno en pinturas automotrices (ASTM D4587 – adaptado, NTC 3941) – se realizan ciclos de envejecimiento en oxígeno a 100 °C y 3 MPa, combinados con ciclos de niebla salina (ASTM B117) para simular condiciones de corrosión acelerada, y se mide la pérdida de brillo y la aparición de picaduras.
Ensayo de envejecimiento por oxígeno en recubrimientos en polvo (ASTM D3451 / NTC 3942) – se exponen los recubrimientos en polvo curados a oxígeno a 90 °C y 2 MPa durante 300 horas, y se mide la pérdida de brillo, el cambio de color y la resistencia al impacto (ASTM D2794).
Ensayo de envejecimiento por oxígeno en lacas y barnices para madera (NTC 3943 – método de la cámara de oxígeno) – se exponen las muestras de madera barnizada a oxígeno a 70 °C y 1 MPa durante 200 horas, y se mide el cambio de color (ΔE*) y la pérdida de brillo, que son indicadores de la durabilidad del acabado.

Ensayos de Envejecimiento por Oxígeno para Materiales Compuestos y Adhesivos

Los materiales compuestos y adhesivos estructurales pueden perder sus propiedades de unión y resistencia debido a la oxidación de la matriz polimérica. Nuestros ensayos evalúan la retención de las propiedades mecánicas y la integridad de la interfaz después del envejecimiento en oxígeno, siguiendo las normas internacionales y las exigencias de la Agencia Nacional de Hidrocarburos (ANH) para materiales en el sector de petróleo y gas.

Ensayo de envejecimiento por oxígeno en compuestos de fibra de vidrio y resina epoxi (ASTM D3045 – adaptado, NTC 3950) – se exponen los laminados a oxígeno a 80 °C y 3 MPa durante 500 horas, y se mide la resistencia a la flexión (ASTM D790), la resistencia al cizallamiento interlaminar (ILSS, ASTM D2344) y la pérdida de masa. Se reporta la retención de la resistencia a la flexión (%) y la pérdida de masa (%).
Ensayo de envejecimiento por oxígeno en adhesivos estructurales (ASTM D1151 / ISO 9142 / NTC 3951) – se preparan probetas de solape simple con adhesivo epoxi o poliuretano, y se exponen a oxígeno a 70 °C y 2 MPa durante 7 días. Se mide la resistencia al cizallamiento (ASTM D1002) antes y después del envejecimiento, y se reporta la retención de la resistencia (%).
Ensayo de envejecimiento por oxígeno en selladores de silicona y poliuretano (ASTM D573 – adaptado, NTC 3952) – se exponen los selladores a oxígeno a 90 °C y 2 MPa durante 200 horas, y se mide la dureza Shore A, la elongación a la rotura y la resistencia a la tracción, para evaluar la pérdida de elasticidad y adherencia.
Ensayo de envejecimiento por oxígeno en juntas de expansión de materiales compuestos (NTC 3953 – método de la cámara de oxígeno con flexión simultánea) – se aplica una flexión cíclica a la junta mientras se expone a oxígeno a 80 °C y 2 MPa, y se mide la aparición de grietas y la pérdida de estanqueidad.

Métodos Complementarios – Evaluación de la Degradación Química y Morfológica

Para una interpretación completa de los resultados del envejecimiento por oxígeno, complementamos los ensayos mecánicos con análisis de la degradación química y de la microestructura, que permiten identificar el mecanismo de oxidación y predecir la vida útil restante de los materiales.

Espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) – ASTM E168 / NTC 3960 – se analiza la superficie y la sección transversal de las muestras envejecidas para detectar la formación de grupos carbonilo, hidroxilo u otros productos de oxidación, y se evalúa el grado de degradación química.
Microscopía electrónica de barrido (SEM) y EDS (ASTM E1508 / NTC 3961) – se examina la morfología de la superficie envejecida para identificar la formación de grietas, ampollas, porosidad y la aparición de productos de degradación (como carbonos o depósitos de oxígeno).
Análisis termogravimétrico (TGA) – ASTM E1131 / NTC 3962 – se mide la pérdida de masa en función de la temperatura para evaluar la estabilidad térmica del material después del envejecimiento, y se determina la temperatura de descomposición y el contenido de cenizas.
Calorimetría diferencial de barrido (DSC) – ASTM D3418 / NTC 3963 – se mide la temperatura de transición vítrea (Tg) y el punto de fusión del material después del envejecimiento, para evaluar los cambios en la estructura del polímero (crosslinking o degradación de la cadena).
Ensayo de análisis de gases de degradación (ASTM D5116 / NTC 3964 – método de GC-MS en espacio de cabeza) – se calienta la muestra envejecida y se analizan los compuestos orgánicos volátiles liberados, para identificar los productos de oxidación y predecir la toxicidad o el olor.

Informes de Ensayo y Reconocimiento en el Entorno Normativo Colombiano

Todos los procedimientos descritos están dentro del alcance de nuestra acreditación ISO/IEC 17025, con equipos calibrados periódicamente (cámaras de envejecimiento a presión, máquinas de tracción, durómetros, equipos de FTIR, etc.) y trazabilidad a patrones internacionales (NIST, PTB). Nuestros informes de ensayo se emiten en español e incluyen:

Identificación completa de la muestra (material, fabricante, lote, composición, geometría, condiciones de curado o preparación).
Descripción detallada del método aplicado (norma ASTM/ISO/NTC, presión de oxígeno, temperatura, tiempo de exposición, condiciones ambientales).
Resultados numéricos: retención de resistencia a la tracción (%), retención de elongación (%), variación de dureza (puntos Shore), pérdida de masa (%), cambio de color (ΔE*), pérdida de brillo (%), deformación permanente (%), OIT (min), y temperatura de transición (Tg).
Tablas comparativas con los valores especificados por el cliente o con los límites de las normas NTC 3920 (Envejecimiento en oxígeno para cauchos), NTC 3930 (Envejecimiento en oxígeno para plásticos), NTC 3940 (Pinturas), y los requisitos de la SIC, el INVIMA, la ANH y el Ministerio de Vivienda para la certificación de materiales.
Fotografías macro y microscópicas (SEM) de las muestras antes y después del envejecimiento, mostrando los cambios superficiales y las grietas.
Curvas de evolución de las propiedades (resistencia, dureza, color) en función del tiempo de envejecimiento.
Recomendaciones técnicas para la mejora de la resistencia a la oxidación (adición de estabilizadores, antioxidantes, cambios en la formulación) y para el almacenamiento y uso en condiciones de alta temperatura.
Incertidumbre expandida (k=2) para las mediciones clave, calculada según la Guía ISO/IEC 98-3.

Estos informes son plenamente aceptados por la Superintendencia de Industria y Comercio (SIC) para el registro de productos y la certificación de calidad, por el Instituto Nacional de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos (INVIMA) para la verificación de materiales en contacto con alimentos y dispositivos médicos, por la Agencia Nacional de Hidrocarburos (ANH) para la homologación de materiales en el sector de petróleo y gas, y por la Dirección de Impuestos y Aduanas Nacionales (DIAN) para la clasificación arancelaria y la verificación de calidad en importaciones. Además, ofrecemos servicios de consultoría para el diseño de materiales resistentes al envejecimiento por oxígeno, la selección de estabilizadores y antioxidantes, y la implementación de programas de control de calidad, contribuyendo a la durabilidad, la seguridad y la competitividad de los productos industriales en el diverso y exigente mercado colombiano, desde los sectores automotriz y de construcción hasta la fabricación de dispositivos médicos y envases alimentarios.