Los vehículos nuevos liberan en el interior del habitáculo diferentes compuestos orgánicos volátiles (COV). Estos pueden resultar nocivos para la salud de los ocupantes. Para determinar qué COV se liberan en los vehículos y en qué concentración, el Instituto Fraunhofer encargó el desarrollo de una cámara de ensayos transitable para turismos completos. Esta debe permitir ensayos de 46 horas con irradiación solar intensa bajo condiciones climáticas definidas. Weiss Technik se encargó, además del concepto global, especialmente de la construcción de la cámara, la técnica climática y la irradiación solar.
Solución de ensayo para la nueva norma automotriz
Los COV como el benceno, el tolueno y el estireno se liberan en el interior de los vehículos principalmente a partir de componentes plásticos y adhesivos. Para obtener información fiable sobre la naturaleza y cantidad de los COV emitidos, se realizan ensayos de emisiones en vehículos conforme a DIN ISO 12219-1. El Instituto Fraunhofer de Investigación sobre la Madera estudia la influencia de las emisiones de COV en la calidad del aire y lleva a cabo los correspondientes ensayos. Con el fin de poder comprobar en el futuro no solo componentes aislados, sino el interior completo de turismos de diferentes tamaños, el Instituto encargó la planificación y realización de una nueva cámara de ensayos. El proyecto supuso un reto desde el punto de vista de la climatización, ya que ni la conducción del aire y la climatización, ni los materiales utilizados y los radiadores de simulación solar podían influir en la medición de los COV.
Ensayo de 46 horas con alta constancia de temperatura
La norma de ensayo DIN ISO 12219-1 contempla, para la medición de COV en el aire del habitáculo, un ciclo de ensayo de varias fases de 46 horas. En primer lugar, cámara de ensayos y vehículo se acondicionan durante 24 horas a las condiciones estándar exigidas: 23 a 25 °C con 50 % de humedad relativa (±10 %). Tras una fase de reposo de 16 horas, se realiza como medición de referencia una primera medición de COV en el interior del vehículo. Posteriormente, el vehículo en modo estacionado se somete durante 4,5 horas a una irradiación solar simulada de hasta 6000 vatios y se toma una segunda muestra de COV. Finalmente, se arranca el vehículo y, tras 30 minutos con el motor en marcha y el aire acondicionado o la ventilación encendidos, se toma una tercera muestra de aire. Las muestras se recogen mediante tubos de ensayo especiales situados a la altura de la cabeza del conductor y se analizan después en un cromatógrafo de gases. De este modo es posible determinar con exactitud qué COV están presentes en el interior del vehículo y en qué concentración.
Cámara climática diseñada sin influencias en la calidad de la medición
La cámara de ensayo EmissionEvent desarrollada por Weiss Technik mide 3500 mm de alto, 4750 mm de ancho y 8350 mm de fondo. El volumen útil del recinto de ensayos es de 67 m3. Durante la planificación fue esencial excluir de antemano cualquier factor que pudiera influir en el resultado de la medición. Por este motivo, la cámara se fabricó con chapa de acero inoxidable pulida especialmente lisa en alta calidad superficial R2, con el fin de minimizar posibles efectos de adsorción de COV en las superficies de la cámara del recinto de ensayos. Asimismo, se evitó el uso de componentes de plástico, silicona o cobre, ya que también podrían falsear los resultados de las mediciones.
Retos para la técnica climática
La climatización conforme a la norma y la irradiación del vehículo suponen importantes desafíos desde la perspectiva de la técnica climática. Por un lado, debe garantizarse una constancia de temperatura extremadamente alta durante todo el ciclo de ensayo, con una desviación máxima de ±0,1 a ±0,5 K. Por otro lado, deben coordinarse entre sí los factores nivel de temperatura, caudal de aire y velocidad del aire de forma que no se generen turbulencias de aire ni condensaciones donde los COV puedan disolverse. Para lograr un flujo de aire especialmente uniforme, la conducción del aire se diseñó en disposición horizontal. El aire circula lentamente y de forma homogénea de izquierda a derecha a través de la cámara mediante placas perforadas con orificios de distintos tamaños.
Sistema de irradiación infrarroja para calor solar natural
Para el modo estacionado previsto en la norma de ensayo se requiere una simulación de la irradiación solar, centrada en la aportación de calor similar al sol y en el calentamiento del vehículo. No se requiere una simulación de la radiación UV. Por ello, se optó por lámparas de radiación de infrarrojos especiales. Estos se instalan en el techo del recinto de ensayos y se aíslan mediante un vidrio especial, para evitar que las emisiones de las lámparas de radiación influyan en los resultados de la medición. Las lámparas de radiación de infrarrojos garantizan una irradiación muy homogénea del vehículo con excelente control de la intensidad de la radiación. Según el tamaño del vehículo probado, las lámparas de radiación pueden conectarse o desconectarse para ajustar fácilmente la superficie irradiada.
Rápida puesta en marcha in situ
Antes de su entrega, prevista para finales de este año, la cámara de ensayos EmissionEvent se montará, comprobará y pondrá en marcha íntegramente en la planta de Weiss Technik en Lindenstruth. Ello asegura el funcionamiento correcto de la instalación y acelera el montaje y la puesta en servicio in situ. Frank Becker, jefe de proyecto en Weiss Technik, se muestra muy satisfecho con el desarrollo: «Hemos podido aprovechar de forma óptima nuestro amplio know-how en distintos ámbitos de la tecnología de ensayos. El resultado es la primera instalación de ensayo de COV del mundo para turismos completos». En breve se espera también una norma similar para ensayos de COV en camiones y autobuses. Con la experiencia adquirida en la cámara EmissionEvent para turismos, Weiss Technik también está lista para dar el salto.
Construcción a medida para vehículos completos
Weiss Technik es un socio experimentado en sistemas de tecnología de ensayo para el sector automotriz. La empresa ofrece soluciones estándar para los más diversos objetos de ensayo, escenarios y normas, así como soluciones especiales adaptadas al cliente. Entre ellas se incluyen cámaras de ensayos más pequeñas para ensayos de COV en componentes de vehículos como asientos y volantes. Este know-how se aplicó igualmente en la planificación de la cámara de ensayos para vehículos completos. Weiss Technik planifica, desarrolla y realiza la cámara de ensayos completa, la climatización con control de temperatura y humedad, la simulación solar integrada, el sistema de gases de escape para ensayos con el motor en marcha, así como el control de toda la instalación.