Los medidores portátiles de espesor de película seca (DFT) son herramientas de inspección habituales entre los aplicadores e inspectores. Con un poco de cuidado y mantenimiento, estos instrumentos mecánicos y electrónicos ofrecen un servicio exacto y fiable durante muchos años.
Un buen funcionamiento empieza por leer el manual. Todos los instrumentos presentan ligeras diferencias en su funcionamiento. Anote la marca, el modelo, el número de serie y la fecha de compra en el interior del manual y resalte los consejos de mantenimiento y calibración.
Es muy probable que alguien que conozca malinterprete los términos «calibración» e «intervalo de calibración». Se sorprendería al saber que no solo no puede calibrar su medidor, sino que, además, normalmente tampoco es obligatoria una recertificación anual.
La norma ASTM D7091 define la calibración como «el proceso de alto nivel, controlado y documentado que consiste en obtener mediciones sobre patrones de calibración trazables en todo el rango de funcionamiento del medidor y, a continuación, realizar los ajustes necesarios del medidor (según sea preciso) para corregir cualquier condición fuera de tolerancia». A continuación, señala que la calibración «la lleva a cabo el fabricante del equipo, su agente autorizado o un laboratorio de calibración acreditado en un entorno controlado, utilizando un proceso documentado».
Una calibración suele dar lugar a la emisión de un documento denominado Certificado de Calibración (Figura 1). Este documento registra los resultados de las mediciones reales y el resto de la información relevante para una calibración satisfactoria del instrumento y muestra claramente la trazabilidad a un patrón nacional. Las especificaciones del trabajo a menudo requieren una prueba de una calibración reciente.
La recalibración (o recertificación) es necesaria periódicamente a lo largo del ciclo de vida de un instrumento, ya que la exactitud de la mayoría de los dispositivos de medición se degrada con el uso. Un intervalo de calibración es el período establecido entre dos recalibraciones de un instrumento. De acuerdo con los requisitos de la norma ISO 17025, la mayoría de los fabricantes no incluyen los intervalos de calibración en los certificados de calibración. ¿Por qué? Porque desconocen con qué frecuencia se utiliza el medidor, en qué entorno se emplea y cómo se cuida.
Si no tiene experiencia con un instrumento, un año es un buen intervalo inicial entre calibraciones. Este intervalo puede ajustarse a medida que se va adquiriendo experiencia y se realizan verificaciones periódicas (véase más abajo). Los clientes con instrumentos nuevos pueden utilizar la fecha de compra del instrumento como inicio de su primer intervalo de calibración. El efecto insignificante del tiempo de almacenamiento minimiza la importancia de la fecha real del certificado de calibración.
Un certificado de calibración no garantiza que se mantenga la exactitud durante todo el intervalo de calibración. Son innumerables los factores que afectan negativamente al funcionamiento del medidor desde el momento en que se abre la caja. Por eso, la mayoría de las normas exigen una verificación periódica de la exactitud.
Para evitar medir con un medidor inexacto, se deben verificar su exactitud y funcionamiento antes de cada uso, normalmente al comienzo de cada turno de trabajo. Se deben volver a comprobar cuando se realice un gran número de mediciones, o si el medidor se ha caído o se sospecha que puede dar resultados erróneos.
Las comprobaciones de exactitud se realizan midiendo patrones de referencia trazables: laminillas o patrones metálicos recubiertos. El promedio de una serie de lecturas debe estar dentro de las tolerancias combinadas del medidor y del patrón de referencia (figura 2).
La trazabilidad es la capacidad de seguir el resultado de una medición a través de una cadena ininterrumpida de comparaciones hasta llegar a un patrón internacional fijo y comúnmente aceptado como correcto. La cadena suele consistir en varios patrones de medición apropiados, cuyo valor tiene mayor exactitud y menor incertidumbre que los patrones siguientes.
La mayoría de los medidores de espesor de película seca vienen calibrados de fábrica para funcionar correctamente sobre acero al carbono plano y liso. Su aplicación puede ser diferente. En general, hay cuatro condiciones que influyen en la exactitud y cuyos efectos deben compensarse: la rugosidad superficial, la geometría (curvatura, efecto de borde), la composición (aleación metálica, propiedades magnéticas, temperatura) y la masa (metal fino).
Para evitar que estos u otros factores provoquen inexactitudes del medidor, compruebe que la media de una serie de mediciones realizadas sobre el sustrato sin recubrimiento se encuentre dentro de la tolerancia del medidor en cero. Como alternativa, compruebe el espesor conocido de una laminilla colocada sobre ese sustrato sin recubrimiento.
Antes, las normas del sector desaconsejaban realizar mediciones a menos de una o dos pulgadas del borde. Las sondas modernas suelen poder medir mucho más cerca. De hecho, su exactitud solo suele reducirse cuando sobresalen del borde.
Esto se comprueba del mismo modo que la mayoría de los demás problemas: midiendo el sustrato sin recubrimiento para verificar que la media de una serie de mediciones se encuentre dentro de la tolerancia del medidor en cero. Los recubrimientos en franjas suelen medirse mejor con microsondas diseñadas específicamente para medir en superficies pequeñas.
Las superficies de acero suelen limpiarse mediante impacto abrasivo antes de la aplicación de recubrimientos protectores. La medición en estas superficies es más complicada que en las superficies lisas. El efecto sobre las mediciones del medidor aumenta con la profundidad del perfil y también depende del diseño de la sonda y del espesor del recubrimiento.
A los usuarios se les enseña que este «patrón de anclaje» puede hacer que los medidores den lecturas altas (Figura 3). Pero, cuando se trata de ajustar para compensar este perfil, parece que cada usuario tiene su método favorito. ¿Cuál es el correcto?
La norma SSPC-PA 2 propone varias soluciones según el tipo de instrumento y la situación particular. ASTM D7091 e ISO 19840 proponen métodos similares.
Los medidores mecánicos de desprendimiento (tipo 1) tienen escalas no lineales que no se pueden ajustar. Por lo tanto, se calcula la media de al menos diez mediciones de la superficie sin recubrimiento para obtener una lectura del metal base (BMR). Este valor se resta de las futuras lecturas de espesor del recubrimiento.
La mayoría de los medidores electrónicos (tipo 2) pueden ser ajustados por el usuario siguiendo las instrucciones del fabricante. Un método habitual consiste en simular un recubrimiento que abarque los picos principales del perfil. Se coloca una laminilla de espesor conocido sobre el perfil de superficie y se mide. El medidor se ajusta para que coincida con el espesor de dicha laminilla.
Si no es posible acceder al sustrato sin recubrimiento, la norma ISO 19840 establece unos valores de corrección que deben restarse de las lecturas de DFT para los grados de perfil fino, medio y grueso según la norma ISO 8503.
Ahora que sabemos que es una práctica habitual ajustar un medidor según el espesor de una laminilla, es importante tener en cuenta que esto puede introducir un error significativo en futuras lecturas del medidor.
Los instrumentos de medición cuentan con especificaciones de exactitud o tolerancia emitidas por el fabricante. Cuando se realizan ajustes del medidor sobre laminillas, las mediciones resultantes son menos exactas. Por ejemplo, si la exactitud de un medidor correctamente calibrado es de ±1 % y el espesor de la laminilla tiene una exactitud de ±5 %, la tolerancia combinada del medidor y la laminilla será ligeramente superior a ±5 %, tal y como indica la fórmula de la figura 4.
Una vez que el medidor haya entrado en servicio, se puede evitar una cantidad sorprendente de problemas realizando inspecciones visuales periódicas de la sonda. Compruebe si hay daños evidentes, especialmente en la superficie de medición o en el cable de la sonda. Las sondas de presión constante deben moverse libremente hacia arriba y hacia abajo. Las sondas dañadas, rayadas o desgastadas deben someterse a pruebas de exactitud con patrones de referencia y sustituirse cuando sea necesario. Las limaduras de metal, el polvo y la pintura deben eliminarse cuidadosamente con un paño.
Evite la exposición prolongada a superficies calientes y deje que la sonda se enfríe entre mediciones. Tenga cuidado con las superficies rugosas bajando la sonda con cuidado y nunca la arrastre lateralmente, a menos que esté diseñada para ese uso. Se pueden colocar laminillas de plástico de espesor conocido sobre estas superficies para proteger en cierta medida la sonda. Reste el espesor de la laminilla del espesor medido y tenga en cuenta la tolerancia de medición adicional resultante del uso de la laminilla.
Entre los indicios de que una sonda puede necesitar reparación se incluyen lecturas inferiores a las esperadas (por ejemplo, desgaste de la punta de la sonda), lecturas superiores a las esperadas (por ejemplo, presencia de material extraño adherido a ella) y mediciones irregulares (por ejemplo, fallo de algún componente).
Los instrumentos modernos están diseñados para reducir la influencia del operador. Sin embargo, quizá no sepa que sujetar la sonda de forma incorrecta puede provocar daños.
Los medidores vienen en todo tipo de formas y tamaños. Familiarícese con la forma correcta de sujetar y manejar su modelo concreto. La mayoría de los instrumentos portátiles toman una medición a la vez. Retire la sonda de la superficie entre mediciones. Arrastrar la sonda reduce su vida útil.
Los mecanismos de presión constante incorporados en la mayoría de los medidores electrónicos modernos de DFT garantizan que la sonda se coloque en posición perpendicular a la superficie y evitan que la presión ejercida por el operador influya en el resultado de la medición. Sujetar la sonda de forma incorrecta anula estos mecanismos y puede reducir su vida útil. Esto puede provocar lecturas elevadas cuando la sonda está inclinada o lecturas bajas cuando se presiona contra recubrimientos blandos.
¿Se ven afectadas las lecturas por los transmisores de radio, el magnetismo residual de las operaciones de soldadura, los motores grandes o los teléfonos móviles? Puede que le sorprenda lo que importa y lo que no.
Los instrumentos de espesor de película seca que realizan mediciones sobre acero funcionan según un principio magnético. Por lo tanto, es lógico que la exactitud del medidor pueda verse afectada negativamente por las variaciones en las propiedades magnéticas inherentes al acero. Uno de esos problemas insidiosos es el magnetismo residual, es decir, el magnetismo que permanece en el acero tras la eliminación de un campo magnético externo. Las pinzas magnéticas y el corte por plasma son dos ejemplos de fuentes de este fenómeno. Las tuberías enterradas acumulan magnetismo procedente del campo magnético terrestre con el paso del tiempo. El efecto no suele ser pronunciado y puede eliminarse mediante desmagnetización. Compruebe su efecto en el medidor midiendo el valor cero en el acero sin recubrimiento (o el espesor de una laminilla colocada sobre el acero sin recubrimiento).
Los fuertes campos magnéticos parásitos producidos por los equipos eléctricos pueden interferir con el funcionamiento de los instrumentos que utilizan principios magnéticos. Las lecturas erráticas pueden resultar de la medición en motores eléctricos o de la medición cerca de un motor grande mientras se pone en marcha. Las fuertes emisiones electromagnéticas procedentes de torres o antenas de radio también pueden interferir en el funcionamiento de los instrumentos. Para minimizar el impacto de los campos electromagnéticos externos, asegúrese de que su instrumento de medición de espesor de película seca venga con una declaración de conformidad. La declaración de conformidad confirma que el fabricante ha probado la inmunidad del instrumento en materia de compatibilidad electromagnética (EMC) según las normas internacionales. La norma EN 61326-1:2013 es un ejemplo de estas normas.
Como puede imaginar, se trata de casos excepcionales poco probables. La verificación del funcionamiento del medidor con patrones de referencia conocidos disipará la mayoría de las dudas.
Los términos «lectura» y «medición» se utilizan como sinónimos. La norma SSPC-PA 2 establece una distinción interesante al definir una «lectura» como un resultado único del instrumento y una «medición» como la media de una serie de lecturas.
Rara vez se debe confiar en una sola lectura, tanto si se trata de determinar un espesor como de ajustar el medidor según una laminilla. Las lecturas repetidas del medidor, incluso en puntos muy próximos entre sí, suelen diferir debido a irregularidades de la superficie del recubrimiento y del sustrato. Los residuos en la superficie, las interferencias de emisión locales y una técnica inadecuada por parte del operador son solo algunos de los factores que pueden influir negativamente en los resultados.
Aproveche la seguridad que ofrecen las estadísticas. Realice varias lecturas. Descarte cualquier valor inusualmente alto o bajo que no se repita de forma constante. La media resultante de las lecturas aceptables del medidor se considera la medición del espesor del recubrimiento en esa ubicación.
Los instrumentos modernos compensan muchas fuentes de inexactitud, pero no todas. La mejor fuente de información sobre la medición del espesor de película seca son las instrucciones del fabricante, respaldadas por su red de asistencia técnica y por las normas del sector, como las publicadas por SSPC, NACE, ASTM e ISO.
DAVID BEAMISH (1955 – 2019), expresidente de DeFelsko Corporation, una empresa con sede en Nueva York dedicada a la fabricación de instrumentos portátiles de ensayo de recubrimientos que se comercializan en todo el mundo. Era licenciado en Ingeniería Civil y contaba con más de 25 años de experiencia en el diseño, la fabricación y la comercialización de estos instrumentos de ensayo en diversos sectores internacionales, entre ellos la pintura industrial, el control de calidad y la fabricación. Impartió seminarios de formación y fue miembro activo de diversas organizaciones, entre ellas NACE, SSPC, ASTM e ISO.
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