FAQ

Cuando una empresa desarrolla un nuevo producto y quiere probarlo para asegurar su calidad y fiabilidad, bajo las condiciones climáticas que soportará durante su vida de uso, transporte o almacenamiento, es el momento de seleccionar una cámara climática para realizar la prueba. ¿Cuáles serán los criterios para elegir la cámara? Precio, calidad, opciones, …

Muchas personas se sienten tentadas a comprar equipos basándose únicamente en el precio más barato, pero hay varios puntos a tener en cuenta antes de tomar la decisión final.

La calidad, la fiabilidad y el servicio postventa agregarán valor a su compra. Esto asegurará una larga vida útil de la cámara climática, lo que resultará en un menor costo del equipo a largo plazo.

Hoy en día existe una gran variedad de cámaras climáticas, por lo que la aplicación para la que se va a utilizar determinará el tipo de cámara que necesitas para realizar las pruebas más adecuadas. Si proporciona la mayor cantidad de información posible a nuestros técnicos-comerciales, DYCOMETAL les seleccionará la mejor cámara para su aplicación.

Antes de comprar la cámara hay muchas preguntas que hacer, tales como:
– Volumen de la cámara
– Rangos de temperatura
– Rangos de humedad
– Gradientes de temperatura
– Normas de ensayo a aplicar
– Refrigeración por agua o por aire
– etc..

Todas estas preguntas lo llevarán a la cámara que mejor se adapte a sus necesidades de prueba.

Cuando vamos a comprar una cámara, el primer punto que solemos tener en cuenta es el volumen interior de la cámara que vamos a necesitar para realizar la prueba. Cada cámara suele tener dimensiones diferentes en altura, anchura o fondo, pero ¿qué volumen de cámara es el más óptimo?

El volumen de la cámara a seleccionar dependerá del tamaño de la muestra que vayamos a introducir y del número de muestras a ensayar en paralelo. No es lo mismo ensayar una caja, que varias cajas en paralelo que nos ocuparán mucho más espacio.

Ante todo, es importante tener en cuenta que para acondicionar las muestras correctamente es necesario que el aire se mueva alrededor de ellas. No hay que bloquear el flujo del aire de los ventiladores que se hayan en la parte trasera de la cámara. Tendremos que dejar un espacio libre suficiente para que haya un movimiento del aire fluido. Las normas establecen una distancia mínima entre muestra y muestra, y muestra y paredes de la cámara de 50 mm, pero si dejamos más espacio las muestras se homogeneizarán más rápidamente.

Tampoco hay que seleccionar una cámara que tenga mucho espacio alrededor de una muestra, dado que el consumo de energía que tendrá la cámara será mayor del que realmente es necesario. En el equilibrio está la virtud.

Por lo tanto, cuando vaya a adquirir una cámara climática tenga en cuenta el espacio realmente necesario que va a necesitar teniendo en cuenta la muestra o las muestras que ensayará.

Tenemos la necesidad de realizar ensayos climáticos a nuestro producto desarrollado o en fase de desarrollo, pero, ¿cuál será la mejor cámara para nosotros? La respuesta radica en el producto o productos que quiera ensayar, dado que la cámara climática se deberá adaptar a sus necesidades y no el producto a la cámara climática. No todas las cámaras estándar servirán para ensayar su producto. Por ejemplo, si soy un fabricante de producto farmacéutico que quiero realizar ensayos de estabilidad, no necesitaré una cámara climática que tenga un rango de temperatura desde -70ºC hasta +180ºC, con una cámara de +10ºC a +50ºC será suficiente. Cada mercado tiene sus propios ensayos ambientales.

Para poder configurar el equipo ideal el fabricante de la cámara deberá tener toda la información del producto que desea ensayar, para poder asesorarle y ofrecerle la cámara climática que mejor se adecue a sus necesidades, además de poder asesorarle sobre los detalles constructivos del equipo.

Puntos importantes a tener en cuenta:

– Normas de ensayo a usar.

Las normas establecen los criterios ambientales a los cuales se someterán las piezas. Estas normas establecen rangos de temperatura, gradientes y tiempos.

– Tipo de muestra a ensayar.

Los comportamientos térmicos de cada material son diferentes y pueden afectar al rendimiento del equipo. Por ejemplo, acondicionar a temperaturas negativas 23 kg de aluminio, cuesta más que acondicionar 23 kg de cartón, su calor específico es diferente y la liberación de calor durante los ciclos será diferente también.

– Seguridades adicionales.

También el tipo de muestra a ensayar definirá si es necesario la instalación de elementos de seguridad adicional en caso de que la muestra pueda liberar sustancias volátiles durante el ensayo o tenga elementos que puedan explotar.  Si la muestra a ensayar es muy cara, seguro que querrá protegerla.

– Dimensiones y número de muestras a ensayar.

Para calcular el volumen óptimo de la cámara para su producto optimizando el flujo de aire.

– Peso de la muestra.

Importante de cara a conocer la inercia térmica total. No es lo mismo ensayar 1 kilogramo de cartón que 1 tonelada de coche, la cámara climática deberá de tener en cuenta este punto para ser reforzada o no.

– Capacidad de disipación.

Si la muestra genera su propio calor, la cámara climática deberá de compensar esa energía generada, la masa y por lo tanto deberá de tener más potencia frigorífica para poder llegar a los puntos de temperatura de ensayo establecidos en la norma.

Con todos estos datos, DYCOMETAL podrá definir el equipo que mejor se adecue a sus necesidades y ofrecerle la cámara climática más adecuada para su producto.

Una vez que hemos seleccionado el volumen del cámara más adecuado, llega la hora de seleccionar los rangos de temperatura positivos y negativos para poder realizar los ensayos. En este caso nos centraremos en los rangos de temperatura positivos que puede tener una cámara de ensayos ambientales, es decir, en el calentamiento.

Las cámaras climáticas disponen de un sistema de calentamiento basado en resistencias eléctricas que generan el calor, colocando mayor número de resistencias se conseguirá incrementar el calor generado y por lo tanto el rango superior de temperaturas y mayores velocidades de calentamiento.

Normalmente las normas, indican la temperatura positiva de ensayo, pero, a veces es la propia muestra la que marcará el rango de temperatura máximo que puede soportar. Seleccione siempre un rango de temperatura máximo en el que vaya a trabajar.

Dependiendo de la aplicación para la cual va a ser destinada la cámara:

• +50 ⁰C. Un rango para ensayos de estabilidad ambiental donde el producto se somete a las temperaturas ambientales normales que se encontrará a lo largo de su vida útil. Es usado para industria farmacéutica, biotecnología o en algunos ensayos de materiales de construcción. Su asilamiento suele ser poliuretano expandido.

• +85ºC. Lo presentan cámaras de tipo modular o destinado a industrias donde no es necesario grandes límites superiores de temperatura como. Estas cámaras usarán poliuretano como aislante.

• +150 o 180 ⁰C. La mayoría de las cámaras presentan este rango de temperatura. Es un rango dedicado para el sector industrial como automoción, electrónica, aeronáutica, etc.  El aislamiento estará compuesto por lana mineral. No se debe de pasar estos rangos debido al riesgo de sobrecalentamiento del aceite de refrigeración.

• +200 °C. Rango para las cámaras de choque térmico. Al estar separadas ambos recintos de ensayo (frío y caliente), se puede exceder el límite de refrigeración del aceite de refrigeración.

• ≥ +200 ºC. Este rango es usando para estufas, hornos o muflas que no disponen de sistema de refrigeración. Lo que permite subir el límite superior de temperatura.

Las cámaras climáticas tienen la capacidad de poder controlar temperatura tanto positiva como negativa. Para el control de temperaturas positivas las cámaras disponen de resistencias eléctricas para calentar, pero en el caso de las temperaturas negativas existen diferentes opciones de enfriamiento, pero la mayoría de las cámaras climáticas disponen de un sistema mecánico basado en compresores de gas refrigerante para realizar el enfriamiento.

Existen varios rangos de temperatura negativa, pero será la norma a usar y el tipo de material o muestra que será ensayado el que definirá el rango negativo. Se tiene que tener en cuenta: el rango de temperatura negativo indicado en la norma, la disipación de energía, la cantidad de masa y el tipo de material, para poder hacer un cálculo del grupo frío y saber si es el más adecuado o no. Por ejemplo, si usted quiere bajar la temperatura de un ensayo a -40ºC teniendo mucha masa y mucha disipación, una cámara de 1 sólo compresor, no será suficiente y tendrá que seleccionar un sistema de dos compresores con un rango de temperatura negativo mayor.

Existen diversas alternativas para los rangos inferiores de temperatura, basándose en un enfriamiento mecánico o bien en un refrigerante expandible.

• Ambiente +10ºC. Este límite inferior es común par a las cámaras que no tienen refrigeración. Dado que el ventilador genera un propio calor, no se puede garantizar temperaturas cercanas a la ambiente. Si se desea una temperatura cercana a la ambiente, será necesario un sistema de refrigeración.

• -25 °C. Es un rango considerablemente bajo que se puede alcanzar por refrigerantes usados comúnmente en frigoríficos o aires acondicionados, a través de un gas refrigerante.

• -40 ºC, Este tipo de sistemas de refrigeración son denominados comúnmente de una sola etapa, al existir un único compresor en el sistema de enfriamiento.

• -70 ºC, Sistemas denominados en cascada o doble etapa. La etapa alta se usará para refrigerar la etapa baja, permitiendo bajar los límites de temperatura. La etapa alta garantizará que no haya sobrepresión o sobrecalentamiento.

• -86 ºC. Para alcanzar este enfriamiento se usa un sistema de refrigeración de triple en cascada. Esto es raro en las cámaras climáticas, sin embargo, es común para ultra-congeladores.

• -170 ºC, Las cámaras que alcanzan estos límites usan nitrógeno líquido para enfriar. El nitrógeno es un método barato para enfriar una cámara, sin embargo, su uso prolongado puede resultar costoso. Se suele usar para ensayos que requieran de gradientes cercanos a los 30ºC/min con pequeño volumen.

Recuerde, facilite toda la información posible al departamento técnico de DYCOMETAL, para que pueda configurar el equipo más adecuado para su solución.

Las cámaras climáticas pueden controlar la temperatura o la humedad que hay dentro de ellas. Este es un punto que a veces cuesta comprender, porque el porcentaje de humedad relativo (HR) dependerá de la temperatura existente. Cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la humedad que el aire puede contener.

La humedad relativa es la relación de la cantidad de humedad en el aire frente a la cantidad que puede contener. Al cambiar la temperatura cambia la humedad relativa, lo que hace que el control de temperatura sea muy importante, dado que temperaturas estables aseguran un nivel de humedad estables.

El rango de humedad normal, de las cámaras de ensayos suele estar comprendido entre 10% y el 98% HR, comprendido entre las temperaturas de 10ºC hasta 90ºC y limitado por el punto de rocío. Las cámaras de ensayo usan el punto de rocío para establecer el límite de humedad relativa.

La mejor manera de entender esta teoría es ver el diagrama temperatura vs humedad relativa, que marcará los límites del fabricante sobre humedad. Es importante trabajar dentro de estos límites, para evitar que el sistema de refrigeración pueda ser dañado.

Para alcanzar niveles menores de humedad, se suele equipar a la cámara con un sistema de secado de aire para permitir que la bobina pueda bajar por debajo del punto de congelación.

Las normativas de ensayos climáticos tienen bien definidos los rangos de temperatura y humedad, indique la normativa que quiere seguir para que DYCOMETAL puede ofrecerle el equipo más completo en rangos de humedad que necesite para realizar sus ensayos. Dado que la humedad depende de la temperatura, indique los puntos de temperatura y la humedad en esos puntos que quiera fijar, para poder definir correctamente los sistemas de humidificación.

Dentro de las características de las cámaras de ensayos climáticos o térmicos se define una variable que indica la velocidad máxima que puede alcanzar la cámara tanto para calentamiento como para enfriamiento. Para poder definir este gradiente, normalmente las normas de ensayo que se van a aplicar indican los gradientes recomendados o máximos para realizarlos.

No debemos caer en el error de pensar que mayor gradiente es mejor para reducir tiempos de ensayo, dado que estos aumentos pueden generar mayores tensiones térmicas en las muestras y pueden producir estrés térmico dentro de la muestra. Muchas normas establecen un gradiente máximo para evitar este efecto sobre las muestras, lea atentamente las normas de ensayo para poder seleccionar el gradiente de temperaturas más adecuado.

Tenga en cuenta que los gradientes proporcionados por los fabricantes de cámaras se basan en la norma IEC 60068-3-5, valor medio de velocidad de temperatura dentro de la cámara sin carga y medido entre el 10% de temperatura positiva y negativa del rango total de temperatura de la cámara. Es decir, para una cámara climática de -40ºC a +180ºC, el gradiente de temperatura según IEC 60068-3-5 se dará entre -22ºC y +158ºC. Esta información se usa para normalizar los valores de gradientes, pero no siempre este valor es útil para poder seleccionar la cámara más adecuada. El gradiente se verá reducido dependiendo de la masa a ensayar, del tipo de material, de la capacidad de disipar calor de la muestra, etc. Debe de indicar la máxima información para poder asegurar que la cámara climática cumplirá con sus necesidades y para la muestra que quiera ensayar.

Consulte siempre con el departamento técnico comercial de DYCOMETAL para poder seleccionar el equipo que mejor se adecue a sus necesidades.

Las cámaras de ensayo retiran o aportan el calor desde el producto hacia el aire, que aumenta o disminuye la temperatura en la cámara. El calor absorbido se circulará a través del sistema de refrigeración hasta el condensador, donde tendrá que ser expulsado y donde hay dos alternativas de refrigeración: por aire o por agua.

Las cámaras climáticas estándar o de menores exigencias, suelen ser refrigeradas por aire, expulsando el calor directamente a la habitación donde se encuentran, lo cual genera un calentamiento dentro de la propia habitación que debe de considerarse.

Si la cámara va a ser instalada en un área cerrada y sin acondicionar, es recomendable que contacte con su fabricante, ya que las cámaras refrigeradas por aire no trabajan fiablemente si la temperatura ambiente de la habitación donde esté instalada excede regularmente los +28 ºC o +32 ºC.

Otro punto a tener en cuenta es la suciedad. El condensador mueve flujos de aire constantemente y la mayoría de las cámaras tienen el condensador situado cerca del suelo, lo cual permite que se ensucie fácilmente llegando a obstruirse, lo que aumentará la presión de trabajo del equipo y por lo tanto se activen las seguridades por sobre-presión. Para una mayor efectividad de la cámara, el condensador deberá estar limpio y sin obstrucciones, para que el aire circule correctamente. Una limpieza regular del condensador, permitirá un mayor rendimiento a la cámara.

Si la cámara se va a ubicar en un emplazamiento sucio o donde el ambiente no pueda ser contaminado por ruido, entonces la solución pasa por un sistema de refrigeración por aire en remoto (aerocondensador), retirando el condensador de la cámara y situándolo a distancia, habitualmente en el exterior, liberando la sala del calor y ruido generado por el sistema, pero habrá que tener en cuenta las condiciones ambientales para que el condensador pueda funcionar correctamente bajo las condiciones ambientales del país.

Las cámaras climáticas necesitan ser refrigeradas para poder realizar un intercambio de calor efectivo y enfriar el volumen de trabajo, para poder realizar este intercambio disponen de un condensador, este condensador puede ser refrigerado por aire o por agua y cada uno tiene sus ventajas e inconvenientes. Como hemos visto anteriormente, la condensación por aire suele ser la estándar para cámaras con exigencias menores. Pero cuando se requieren gradientes de temperatura altos o bien las prestaciones del grupo de frío son mayores, es conveniente el usar un condensador refrigerado por agua, esto ayudará a reducir el calor y el ruido generado por el grupo de frío. Además, aunque la condensación de aire es más económica en la instalación, es menos eficiente, teniendo un mayor coste de operación debido a su menor eficiencia térmica, un mayor consumo de energía y un mayor ruido.

Para ello, es necesario disponer de una unidad refrigeradora externa (chiller) o bien una torre de refrigeración de agua que suministre un caudal continuo de un agua atemperada y limpia (entre 5 y 30 ºC), para poder retirar el calor generador durante el enfriamiento de la cámara, permitiendo poder manejar más carga térmica que la refrigeración por aire. Para evitar consumos de agua, lo mejor es una unidad de recirculación de agua, un circuito cerrado, que realice una retirada continua de agua. Otra ventaja de las unidades refrigeradas por agua, es que no se ven tan afectadas por las condiciones externas donde está instalado el equipo y generan menos ruido.

Como desventaja, este tipo de sistemas requieren de una instalación más compleja (tuberías, bombas, etc.) y una inversión adicional para el sistema externo de refrigeración del agua.

Consulte con nuestro departamento técnico de DYCOMETAL para asesorarle en el equipo que mejor se adecúe a sus necesidades.

Cuando queremos adquirir una cámara climática que controle temperatura y humedad, hay una variable que se ha de tener en cuenta, el control de humedad relativa del ensayo.

La humedad relativa es un punto que a veces cuesta comprender y que se define como la cantidad de vapor de agua presente en el aire con respecto a la máxima posible para unas condiciones dadas de presión y temperatura. Es decir, el porcentaje de humedad relativo (% h.r.) dependerá de la temperatura existente. Al cambiar la temperatura cambia la humedad relativa, a mayor temperatura mayor porcentaje de humedad relativa posible.

Normalmente, los fabricantes de cámaras climáticas facilitan un diagrama de temperatura frente a porcentaje de humedad relativa donde la cámara podrá trabajar. El rango de humedad normal, de las cámaras de ensayos suele estar entre 10 % y el 98 % h.r., comprendido entre las temperaturas de +10ºC hasta +90ºC. Hay que tener en cuenta que las cámaras de ensayo usan el punto de rocío como un indicador directo de la cantidad de humedad real presente en el aire: un punto de rocío más alto significa un aire más húmedo.

Antes de adquirir una cámara climática analice los ensayos de temperatura y humedad que usted vaya a necesitar para poder estar seguro de que su cámara cumplirá con sus necesidades. Verifique el diagrama de temperatura y humedad facilitados por la cámara para garantizar que pueda trabajar dentro de estos límites. Recuerde que hay elementos opcionales que se pueden suministrar cuando los ensayos climáticos están fuera de rango estándar de las cámaras.

Consulte con el departamento técnico-comercial de DYCOMETAL para poder seleccionar el equipo que mejor se adecúe a sus necesidades.