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Ensayo ASTM D570: absorción de agua en plásticos sin rodeos
El ensayo ASTM D570 mide cuánta humedad absorbe un plástico bajo condiciones controladas. Te explico el procedimiento, las condiciones de inmersión y cómo interpretar los resultados para especificaciones de material.
Cuando un cliente te pide un dato de absorción de agua, lo más probable es que se refiera al ensayo ASTM D570. Es el método clásico para plásticos moldeados, extruidos o laminados, y aparece en cientos de fichas técnicas. Pero ojo: no es un simple "pesar antes y después". Hay condiciones de secado, espesores de probeta y tiempos de inmersión que cambian el resultado de forma significativa. Si no lo aplicas bien, el dato que entregas no sirve para comparar con los valores publicados por el proveedor de resina.
¿Qué mide exactamente la ASTM D570?
La norma ASTM D570, titulada Standard Test Method for Water Absorption of Plastics, cuantifica el aumento de masa de una probeta plástica tras estar expuesta a agua en condiciones definidas. Se expresa como porcentaje sobre el peso seco inicial. No mide permeabilidad ni velocidad de difusión, solo el cambio de masa bajo las condiciones del ensayo.
El método está pensado para materiales que no reaccionan químicamente con el agua. Si tu plástico se hidroliza, se disuelve o pierde aditivos solubles, la norma advierte que los resultados pueden no ser representativos. En esos casos, el cambio de masa mezcla absorción con pérdida de material, y conviene indicarlo en el informe.
Procedimiento básico y cláusulas clave
La norma se estructura en varios apartados que conviene repasar antes de montar el ensayo. Los más críticos son:
- Secado previo (cláusula 7.2): las probetas se secan en estufa a 50 °C durante 24 horas, se enfrían en desecador y se pesan. Este es el peso de referencia.
- Inmersión (cláusula 7.3): se sumergen en agua destilada a 23 °C ± 1 °C durante 24 horas, salvo que la especificación del material indique otro tiempo (por ejemplo, 2 horas o 168 horas).
- Pesada final (cláusula 7.4): se seca superficialmente con un paño limpio y se pesa dentro de 1 minuto tras sacar la probeta. Si tardas más, la pérdida de humedad por evaporación falsea el resultado.
- Cálculo (cláusula 11): el porcentaje se calcula como (masa final − masa inicial) / masa inicial × 100.
La norma también contempla una variante de ebullición (inmersión en agua hirviendo durante 30 minutos, según la cláusula 7.5) para ensayos rápidos, pero se usa menos y no es directamente comparable con los valores a 23 °C.
Probetas y espesores: el detalle que todos olvidan
La geometría de la probeta afecta al resultado porque la absorción depende de la relación superficie/volumen. La norma especifica probetas de 50,8 mm de diámetro y 3,2 mm de espesor para moldeo, o bien de 76,2 × 25,4 mm con el espesor del material. Si el espesor real es menor de 0,1 mm (películas) o mayor de 25 mm, el método no es aplicable directamente.
En la práctica, muchos laboratorios usan probetas de 3,2 mm porque es el espesor estándar para comparar resinas. Pero si tu pieza final tiene 6 mm, el porcentaje de absorción será menor porque hay menos superficie relativa. No compares peras con manzanas: indica siempre el espesor de la probeta en el informe.
Condiciones de ensayo: 24 h, 48 h, o hasta saturación
Aunque el ensayo base es de 24 horas, la ASTM D570 permite otros períodos: 2 horas, 168 horas (7 días) o hasta que el aumento de masa sea menor del 0,01 % entre dos pesadas consecutivas (lo que se considera saturación). Esto se define en la cláusula 6.4.
Si necesitas el valor de saturación para un cálculo de vida útil, deberás hacer inmersiones largas y pesar periódicamente (por ejemplo, a 1, 2, 4, 8, 16 semanas). Con esos puntos puedes ajustar una curva de Fick, aunque la norma no lo pide explícitamente. Eso ya es trabajo de ingeniería, no del ensayo.
Cómo interpretar los resultados y qué poner en el informe
El resultado típico para un poliamida 6 sin reforzar ronda el 9-10 % tras 24 h; un PET cristalino, alrededor del 0,1-0,3 %; un PEAD, menos del 0,01 %. Esos valores son orientativos y varían con la cristalinidad, los aditivos y el proceso de fabricación.
En el informe técnico debes indicar, como mínimo:
- Espesor de la probeta y método de preparación.
- Tiempo de inmersión y temperatura (23 °C o ebullición).
- Si se hizo secado previo y a qué temperatura.
- El valor medio de al menos tres probetas, y la desviación típica.
La norma exige ensayar un mínimo de tres probetas (cláusula 8.1). Si alguna presenta burbujas superficiales o decoloración, anótalo, porque puede indicar degradación.
Errores típicos en el laboratorio
He visto fallos repetidos en varios laboratorios que invalidan resultados:
- No secar bien las probetas antes del peso inicial: quedan con humedad ambiental y el porcentaje sale bajo.
- Pesar después de más de 1 minuto: sobre todo en climas secos, el agua superficial se evapora y el resultado sale menor.
- Usar agua del grifo: la norma exige agua destilada o desionizada; los iones pueden adsorberse en la superficie.
- No controlar la temperatura: si el agua está a 25 °C en lugar de 23 °C, la absorción aumenta ligeramente, y el dato no es comparable.
- Confundir la probeta de 3,2 mm con la de espesor real: si el cliente pide el dato según ASTM D570, lo normal es usar el espesor estándar, salvo que la especificación indique lo contrario.
Cómo encontrar la norma y su alcance real
La norma completa se adquiere en ASTM International (código ASTM D570-98, con revisiones posteriores). Muchos buscadores la localizan como "norma ASTM D570 absorción de agua plásticos pdf". Ojo, que circulan versiones no oficiales; para un informe con validez legal, usa la edición vigente.
También ten en cuenta que la ASTM D570 no aplica a espumas rígidas ni a materiales con densidad aparente menor de 0,2 g/cm³; para esos, la norma remite a la ASTM D2842. Y para plásticos reforzados con fibra, a veces se usa la ASTM D5229, que mide difusión de humedad, pero no es lo mismo.
Conclusión práctica
El ensayo ASTM D570 es sencillo, pero exige rigor en la preparación y en la toma de tiempos. Si trabajas con proveedores de resina, verifica siempre que el valor que te dan corresponde a probetas de 3,2 mm y 24 h a 23 °C; de lo contrario, no lo uses para comparar. Y si tu aplicación es crítica, plantéate hacer ensayos a saturación, porque el dato de 24 h no refleja el comportamiento a largo plazo.
Con estos criterios, podrás usar la norma ASTM D570 con confianza, tanto para validar materiales como para resolver reclamaciones de calidad.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el tiempo estándar de inmersión en la ASTM D570?
El tiempo estándar es de 24 horas en agua destilada a 23 °C ± 1 °C. La norma también permite 2 horas o 168 horas, y se puede continuar hasta saturación si se especifica.
¿Qué espesor de probeta se usa en el ensayo ASTM D570?
Para materiales moldeados, la norma especifica probetas de 50,8 mm de diámetro y 3,2 mm de espesor. Para láminas, se usa una probeta rectangular de 76,2 × 25,4 mm con el espesor original del material, siempre que esté entre 0,1 mm y 25 mm.
¿La ASTM D570 sirve para medir la absorción en espumas?
No. La norma excluye espumas rígidas con densidad aparente menor de 0,2 g/cm³. Para esos materiales se utiliza la ASTM D2842, que es un método específico para espumas.
¿Qué diferencia hay entre absorción de agua al 24 h y saturación?
La absorción a 24 h es un valor puntual que no representa el equilibrio. La saturación es el valor máximo que se alcanza cuando el aumento de masa entre dos pesadas es menor del 0,01 %. Para piezas expuestas a humedad prolongada, la saturación es más útil.
