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Existen diversas circunstancias ambientales durante las cuales se
produce hielo sobre sistemas y automatismos ubicados a la intemperie,
que se requiere puedan seguir funcionando satisfactoriamente bajo dichas
condiciones. Para lograrlo, es necesario realizar pruebas reguladas por
normativas internacionales.
La formación de hielo se produce en cuatro posibles circunstancias
climáticas:
a) Lluvia, llovizna o niebla cayendo sobre material cuya temperatura es
igual o inferior a 0ºC.
b) Lluvia helada o llovizna helada que cae sobre material próximo a la
congelación.
d) Salpicaduras o espuma de mar que cae sobre el material y a
continuación se genera la congelación.
Existen dos tipos de hielo: Escarcha (opaca/granular) y hielo vítreo
(transparente y suave).
La escarcha consiste en un hielo blanco o lechoso y opaco granular,
formado por una rápida congelación de agua que se forma sobre un objeto
expuesto a la intemperie.
El hielo de la escarcha es más ligero, más suave y menos transparente
que el vítreo. Tiene densidades que oscilan entre 0,2 g / cm3 (escarcha
suave) a casi 0,5 g / cm3 (hilo duro).
Los factores que favorecen la formación de escarcha son: Menor tamaño de
gota, lentitud de formación, muy baja temperatura, y rápida disipación
de calor de fusión. Los efectos opuestos favorecen la formación de hielo
vítreo duro.
Los factores que favorecen la formación del esmalte vítreo son un mayor
tamaño de la gota, junto con un enfriamiento rápido. Los efectos
opuestos favorecen la formación de escarcha.
Temperatura de la prueba.
No se debe utilizar una temperatura inicial del elemento de prueba por
debajo de 0º C para permitir que el agua penetre (grietas, etc.) antes
de la congelación.
Velocidad de suministro de agua.
Deberá ser ajustable para obtener una correcta formación de hielo.
Aporte de agua.
Mediante aspersores selectivos intercambiables.
El tamaño de gota.
Habrá de ser ajustable en función de los aspersores.
El espesor del hielo.
A menos que existan datos específicos, los siguientes espesores de hielo
son recomendados:
a) 6 mm representa condiciones generales, carga ligera.
b) 13 mm representa condiciones generales, carga media.
c) 37mm representa la carga de tierra pesada y marina mástil de carga.
d) 75 mm representa la carga del suelo muy pesado y la cubierta de carga
marítima.
Durante la prueba.
Registre los datos climáticos en función del tiempo.
Después de la prueba.
Los siguientes datos de las pruebas posteriores se incluirán en el
informe del ensayo.
1.- Espesores de hielo real.
2.- Los resultados de los esfuerzos requeridos de eliminación de hielo.
3.- El análisis inicial de sus fallos / problemas.
4.- Tipo de hielo desarrollado, es decir, esmalte o escarcha.
5.- Cualquier desviación del plan original de la prueba.
MEDIO DE PRUEBA.
Cámara climática con aspersores automatizados. Minimizar la formación de
charcos / hielo en la cámara. Realizar grabaciones continuas de las
mediciones de temperatura de cámara y, si es necesario, las temperaturas
de los elementos de prueba.
Controles.
Antes de cada prueba, verificar los parámetros críticos. Asegurarse de
que el patrón de pulverización de la boquilla es lo suficientemente
amplio como para garantizar la cobertura uniforme para todas las
velocidades del viento de prueba.
Eliminar películas de aceite o grasa para evitar que el hielo se adhiera
al producto de ensayo, ya que harían cambiar los resultados de las
pruebas.
Para facilitar la medición del espesor del hielo, monte medidores de PTH
tales como barras de cobre o tubos de un tamaño apropiado en lugares
donde recibirán el mismo aerosol de agua general, en el elemento de
prueba. Otras técnicas de medición de espesores se pueden utilizar si se
puede demostrar que indican el espesor del hielo.
NOTA:
La distancia entre el producto de ensayo y dispositivo de pulverización,
para estructuras con gran variaciones de altura, tales como mástiles de
antena, puede influir en el resultado.
El uso de agua enfriada (entre 0°C y +3ºC) en el sistema de
pulverización hará que la tasa de acumulación de hielo en función de la
cantidad de agua sea más rápida.
Comprobación ambiente normalizada.
Llevar a cabo la comprobación de la siguiente manera:
Instale sensores de temperatura en, sobre, o alrededor del elemento de
prueba.
Acumulación de hielo:
Paso 1.
Estabilizar la temperatura de la pieza de ensayo a 0°C (0/+2°C).
Paso 2.
Entregar un uniforme, pre-enfriado de agua pulverizada durante 1 hora
para permitir la penetración de agua en el punto de prueba grietas /
aberturas (aunque una temperatura del agua de 0 a +3°C es ideal, una
temperatura del agua de +5°C y una tasa de suministro de agua de 25 mm/h
se mostró satisfactoria.
Paso 3.
Ajuste la temperatura del aire de la cámara a -10°C o según lo
especificado, y mantener la tasa de pulverización de agua hasta que el
espesor requerido de hielo se ha acumulado en las superficies
apropiadas. Viento o un rociador lateral puede ser utilizado para ayudar
a la acumulación de hielo en los lados del producto de ensayo.
NOTA 1: Si es difícil producir una satisfactoria capa de hielo esmalte,
variar uno o más de los parámetros según sea necesario, es decir, agua o
temperatura de punto de prueba, velocidad de pulverización, la distancia
entre las boquillas y el elemento de prueba, etc.
Generalmente la temperatura del aire más caliente que - 2ºC es más
probable para producir hielo esmalte.
NOTA 2: Puede ser más fácil dejar de pulverización durante la reducción
de la temperatura para facilitar ajuste de la temperatura y para reducir
al mínimo la helada en la cámara de prueba.
Mantener la temperatura de aire de la cámara durante un mínimo de 4
horas para permitir que el hielo se endurezca. Examinar riesgos de
seguridad y, en su caso, el intento de utilizar el elemento de prueba.
Documentar los resultados (con fotografías si es necesario).
Si se ha traducido en un fracaso, o si la especificación requiere o
permite la eliminación de hielo, retire el hielo.
Si es necesario, repita los pasos para producir otros espesores
requeridos de hielo.
Estabilizar la pieza de ensayo a condición ambiente normalizada.
Documente el ensayo (con fotografías si es necesario) para comparación
con los datos anteriores a la prueba.
Referencia:
Glosario de Meteorología, Editado por Ralph E. Chusche , publicado por
la Sociedad MIL- HDBK -310, Global de Datos Climáticos para el
desarrollo de productos militares.(STANAG 4370), Método 311
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