Porosidad y burbujas en poliuretano o hule
Vacíos internos, piel defectuosa y pérdida de propiedades.
Descripción de la falla
En PU colable, humedad y aire atrapado son enemigos principales. En hule moldeado también influyen atrapamiento de aire, vulcanización y flujo.
El diagnóstico debe separar tres cosas: material, diseño y proceso. Cambiar material sin corregir ranura, adhesión, torque, velocidad o fluido puede repetir la falla con otro polímero.
Causas probables
- Material incompatible con fluido o temperatura.
- Geometría con concentración de esfuerzos.
- Proceso de fabricación deficiente.
- Instalación incorrecta.
- Cambio de químico, limpieza o carga no comunicado.
- Especificación incompleta basada solo en dureza.
Datos para diagnosticar
| Dato | Por qué importa |
|---|---|
| Foto macro | Muestra grieta, hinchamiento, desgaste o interfaz |
| Historial de servicio | Distingue falla inmediata de envejecimiento |
| Fluido exacto | La compatibilidad depende de química real |
| Temperatura continua/pico | Acelera ataque y set |
| Dimensiones antes/después | Muestra hinchamiento, contracción o desgaste |
| Dureza antes/después | Indica envejecimiento, extracción o curado |
Acciones correctivas
- Validar material contra fluido y temperatura.
- Ajustar dureza o módulo solo después de revisar geometría.
- Revisar diseño de ranura, compresión, holgura o adhesión.
- Cambiar proceso de limpieza o lubricante incompatible.
- Probar prototipo bajo condiciones reales.
- Documentar proveedor, lote y ficha técnica.
Burbujas por humedad en PU colado
Síntoma y mecanismo
Síntoma visible
Pequeñas burbujas internas visibles al cortar la pieza, superficie con aspecto granular o esponjado, pérdida de propiedades mecánicas, fugas en aplicaciones de sello aun con buena geometría. En PU colado es frecuente; en hule moldeado también ocurre.
Mecanismo físico-químico
Gas atrapado en la masa durante mezcla o moldeo, o humedad que se evapora durante el curado y forma burbujas. En PU, la humedad reacciona con isocianato y genera CO2 in situ.
Causas probables
- Materias primas mal secadas (especialmente en PU).
- Mezclado mecánico que incorpora aire sin desgasificar.
- Tiempo o temperatura de curado insuficiente para que el gas escape.
- Geometría con cavidades que atrapan aire al cerrar el molde.
- Presión de moldeo insuficiente.
Cómo diagnosticarla en planta
- Cortar la pieza y observar la sección transversal: las burbujas internas son visibles.
- Medir densidad: piezas porosas tienen densidad menor a la nominal.
- Revisar proceso: humedad ambiental, secado de materiales, desgasificado, presión.
- Inspección por ultrasonido en piezas grandes o críticas.
Antes de declarar "falla de material" es útil verificar diseño, proceso y condiciones reales. Muchas veces el material es correcto y el fallo está en otra variable.
Cómo prevenirla
En PU colado: secado de prepolímero y curativo, desgasificado al vacío antes de vaciar, vaciado en flujo continuo sin chorro y curado controlado. En hule moldeado: vacío en moldes de inyección, evacuación de bolsas en compresión, control de humedad en mezcla.
Cómo corregirla
Las piezas con porosidad visible son rechazo. No hay reparación posible. La acción está en el proceso del proveedor: documentar la falla y exigir revisión de secado, desgasificado y curado.
Materiales más vulnerables
PU colado (muy sensible a humedad), hule moldeado por inyección con desventilado pobre, piezas gruesas donde el centro tarda en curar.
Tabla rápida: síntoma / causa / acción
| Síntoma | Causa probable | Acción recomendada |
|---|---|---|
| Burbujas dispersas en toda la pieza | Aire atrapado en mezclado | Revisar desgasificado al vacío en proveedor. |
| Burbujas en zona específica | Atrapamiento por geometría | Modificar molde, agregar vent o cambiar punto de inyección. |
| Burbujas finas tipo espuma en PU | Humedad en prepolímero o curativo | Secar materias primas; revisar humedad ambiente. |
FAQ relacionada
¿Por qué el agua es peligrosa en poliuretano colable?
El agua reacciona con isocianatos y puede producir CO2, generando burbujas, porosidad, mala estequiometría y pérdida de propiedades. Por eso se controlan humedad de materiales, moldes, curativos y ambiente.
¿Por qué un poliuretano queda con burbujas?
Humedad, mala desgasificación, mezcla violenta, molde frío, curativo contaminado, viscosidad alta, tiempo de vaciado lento o presión insuficiente pueden atrapar gas. También puede haber CO2 por reacción de agua con NCO.
Descripción
Porosidad y burbujas. Los poros provienen de aire atrapado, humedad, reacción gaseosa, mezcla inadecuada o diseño de molde. En PU, humedad e isocianato pueden producir gas. En elastómeros, la evidencia visual debe relacionarse con la química del material, la geometría de la pieza, el proceso de fabricación y el ambiente real de servicio.
El diagnóstico correcto evita cambiar material a ciegas. Una grieta puede venir de ozono, flexión, calor o esquina aguda; un sello fugado puede fallar por compression set, ranura mal diseñada, extrusión, instalación o fluido incompatible.
Mecanismo
El mecanismo es la secuencia física o química que lleva del estado sano al daño visible. Puede incluir absorción de fluido, oxidación, corte de cadenas, relajación de esfuerzo, fatiga, abrasión, hidrólisis, migración de plastificante o pérdida de adhesión. Identificar el mecanismo vale más que nombrar el síntoma.
Síntomas, causas y acciones
| Síntoma observado | Causa probable | Acción técnica |
|---|---|---|
| cambio de volumen o dureza | fluido incompatible, temperatura o mezcla de solventes | hacer inmersión controlada con el fluido real y comparar materiales |
| grietas orientadas | ozono, tensión, flexión o envejecimiento | revisar material, protección antiozonante, geometría y exposición |
| aplastamiento permanente | compression set, sobrecompresión o calor | rediseñar ranura, validar set y revisar curado |
| desprendimiento o corte | adhesión deficiente, holgura, abrasión o montaje | inspeccionar interfaz, tolerancia, acabado y procedimiento de instalación |
Cómo diagnosticar
Recoja pieza fallada, pieza nueva del mismo lote, dibujo, fluido, temperatura, presión, tiempo de servicio, fotos de instalación, torque, acabado superficial y cambios recientes de proveedor o limpieza. Después compare dureza, dimensiones, masa, volumen, aspecto, microscopía simple, corte transversal y, si aplica, FTIR o TGA.
Prevención
La prevención combina selección de material, diseño de geometría, tolerancias, compatibilidad, proceso y mantenimiento. Las pruebas de laboratorio deben reproducir el mecanismo real: no sirve probar solo dureza si el problema es ozono, ni solo inmersión si la pieza falla por fatiga o extrusión.
Fuentes técnicas utilizadas
- Castable Polyurethane Elastomers, Ian Clemitson, CRC Press, 2008. Libro: química, prepolímeros, curado, procesamiento, problemas, propiedades, aplicaciones y evaluación de poliuretanos colables.
- Parker O-Ring Handbook ORD 5700: fundamentos de O-rings, materiales de sellado, diseño de ranuras, modos de falla y tablas de compatibilidad.
- ASTM Rubber Standards: métodos para evaluar propiedades físicas, mecánicas y químicas en hules y elastómeros.
- Gallagher Polyurethane Technical Data & Design Guide: diseño y aplicación de componentes colados y moldeados de poliuretano.
Contenido editorial reescrito y ampliado para fines educativos. Para especificación final se debe validar con ficha técnica del compuesto, norma aplicable, pruebas de laboratorio y condiciones reales de servicio.