D3078 Parámetros de teste – Como determinar a pressão de ensaio e o tempo de observação corretos?
Quanto vácuo você pode aplicar para detectar vazamentos reais — sem deformar ou danificar a embalagem?
Neste vídeo, explicamos como definir os parâmetros corretos de teste com base na ASTM D3078, o método padrão usado para detectar vazamentos grosseiros em embalagens flexíveis.
Também vamos compartilhar uma dica que a ASTM D3078 não menciona, mas que pode melhorar significativamente a confiabilidade dos seus resultados. Fique até o final para descobrir qual é.
Neste tutorial, irá aprender:
- O que a norma especifica — e o que ela não especifica.
- Como definir os parâmetros corretos de teste, e como interpretar suas recomendações.
Normas mencionadas
ASTM D3078 – Método de ensaio padrão para determinação de fugas em embalagens flexíveis por emissão de bolhas.
ASTM D6653 – Métodos de ensaio padrão para determinar os efeitos de alta altitude em sistemas de embalagem pelo método de vácuo.
ASTM D4991 – Método de ensaio padrão para teste de fugas em recipientes rígidos vazios pelo método de vácuo.
ASTM E515 – Métodos de ensaio padrão para detecção de fugas utilizando técnicas de emissão de bolhas.
O que a norma realmente diz?
A norma descreve o teste de vazamento por bolhas: a embalagem é submersa em água, aplica-se vácuo e o operador observa se aparecem bolhas.
Uma emissão contínua ou localizada indica vazamento; se não houver bolhas e nenhum fluido de teste entrar na embalagem, a amostra é aprovada.
A norma não define níveis específicos de vácuo nem tempos de exposição, porque cada embalagem se comporta de forma diferente dependendo do tamanho, do material e da resistência mecânica. Por isso, cada usuário deve estabelecer seus próprios parâmetros.
O vácuo deve ser aplicado gradualmente, a aproximadamente 1 polegada de mercúrio por segundo, para evitar estresse excessivo na embalagem. Após atingir o nível de vácuo desejado, ele deve ser mantido por pelo menos 30 segundos enquanto se observa a amostra.
No entanto, a norma não especifica qual nível de vácuo usar. É aqui que a metodologia prática que usamos na DVACI se torna essencial.
Como determinar os parâmetros corretos de teste?
A ASTM D3078 orienta o usuário a selecionar o maior nível de vácuo possível para revelar vazamentos, mas sem deformar ou danificar a embalagem.
Para alcançar esse equilíbrio, a norma identifica três fatores limitantes:
– Fragilidade da embalagem
– Expansão sob pressão reduzida
– Pressão de ebulição do fluido de teste
Com base na nossa experiência, a DVACI adiciona um quarto fator prático:
– Altitude ou variações de pressão atmosférica, que afetam a integridade da embalagem durante o transporte.
Fragilidade da embalagem
Antes de definir o nível de vácuo, identifique a pressão de falha da embalagem — o ponto em que ela começa a deformar ou falhar sob vácuo.
Conhecer esse limite permite selecionar um nível de vácuo seguro e sensível.
Na DVACI, recomendamos aplicar aproximadamente 70% do nível de falha como vácuo operacional. Isso fornece diferencial de pressão suficiente para revelar vazamentos sem comprometer a integridade da embalagem.
Exemplos:
– Se a embalagem rompe a –70 kPa, o vácuo de teste deve ser em torno de –50 kPa.
– Se falha a –50 kPa, o vácuo de teste deve ser aproximadamente –35 kPa.
Essa abordagem é simples, reprodutível e fácil de validar em laboratório.
Algumas embalagens — como designs easy-open — são intencionalmente frágeis em certas áreas e não suportam altos diferenciais de pressão. Nesses casos, o vácuo nunca deve exceder o ponto de falha medido.
Depois de definido o ponto de falha, a regra dos 70% fornece um nível de vácuo confiável e seguro.
Grau de expansão da embalagem
Alguns materiais flexíveis são altamente elásticos e, sob vácuo, podem expandir significativamente sem romper. Essa expansão altera as condições internas da embalagem: o volume aumenta e a pressão interna diminui, reduzindo a sensibilidade do teste e não representando condições reais.
Existem fórmulas complexas para calcular tolerância à deformação, mas na prática são difíceis de aplicar de forma consistente.
Na DVACI, desenvolvemos uma ferramenta específica baseada em prompt de IA para ajudar a definir o nível de vácuo apropriado para cada tipo de embalagem. Ao inserir os dados da embalagem e as condições de teste, a ferramenta sugere automaticamente parâmetros recomendados.
Pressão de ebulição do fluido de teste
O terceiro fator depende do fluido de imersão. A ebulição está diretamente ligada à pressão: em altitudes maiores, a água ferve em temperaturas mais baixas; ao nível do mar, em temperaturas mais altas.
O mesmo princípio ocorre em um teste padrão. Quando o vácuo é aplicado, a pressão ao redor da embalagem submersa diminui; se existir um vazamento, o ar interno se expande e forma bolhas.
Por isso controlar o nível de vácuo é crítico: vácuo negativo excessivo pode gerar interpretação incorreta ao provocar ebulição da água.
A água ferve a aproximadamente 3,17 kPa absolutos a 25 °C, um nível de vácuo quase nunca alcançado em testes típicos.
No entanto, muito antes da ebulição real, a água começa a liberar ar dissolvido.
Na prática, a desgaseificação pode começar em torno de 15 kPa absolutos, dependendo da temperatura da água e do teor de gases dissolvidos.
Quando a água forma bolhas devido à desgaseificação, essas bolhas deixam de vir da embalagem — passam a vir do próprio fluido, contaminando a observação.
Por esse motivo, a DVACI recomenda identificar visualmente o ponto em que a desgaseificação começa no seu sistema. Esse ponto estabelece o limite superior seguro para o teste a vácuo.
Dica DVACI – Como desgaseificar antes de testes de alto vácuo
Quando são necessários níveis altos de vácuo, recomendamos pré-desgaseificar o fluido seguindo a ASTM D4991.
Execute um ciclo de vácuo sem amostras, mantenha a pressão-alvo por pelo menos 10 minutos e depois ventile a câmara.
Esse passo simples remove a maior parte dos gases dissolvidos, permitindo testes de vácuo extremo com muito menos bolhas falsas.
Fluido de imersão para testes – ASTM E515
Embora a água seja o fluido de imersão mais comum, recomendamos consultar a ASTM E515, que descreve outros fluidos que podem ser usados dependendo da aplicação, como etilenoglicol ou óleo mineral, pois podem oferecer vantagens específicas em determinados cenários.
Altitude e variações de pressão no transporte aéreo
Muitos clientes perguntam se a embalagem vai vazar durante um voo.
Embora aeronaves comerciais voem em torno de 10.000 m, isso corresponde a uma pressão de cabine de cerca de 75 kPa absolutos — um diferencial de aproximadamente –25 kPa em relação ao nível do mar.
Se o produto tiver um nível de falha de –30 kPa, para garantir desempenho em transporte aéreo, recomendamos dois testes complementares:
– Primeiro teste: –20 kPa, consistente com a faixa operacional da ASTM D3078.
– Segundo teste: –25 kPa, para verificar se a embalagem suportará o diferencial típico dentro da cabine.
Nosso módulo de controle modelo P permite programar até quatro níveis de vácuo em um único teste, possibilitando avaliar o comportamento da embalagem sob diferentes condições durante um único ciclo.
Vamos criar três exemplos práticos de parâmetros de teste, colocando a teoria em prática. Visite o nosso site para se manter informado.
Dica antes de encerrar: a amostra de controle
Antes de finalizar, queremos compartilhar uma recomendação que não está incluída na ASTM D3078, mas que pode aumentar significativamente a confiabilidade dos seus resultados: Na DVACI, sempre usamos uma amostra de controle para validar a configuração antes de executar testes completos.
É uma embalagem com um vazamento conhecido e claramente identificado, que usamos para estabelecer os parâmetros e confirmar que o teste detecta defeitos reais — e não falsos positivos.
Se você quiser que avaliemos suas amostras, preencha o formulário. Teremos prazer em enviar um vídeo de demonstração gratuito com recomendações específicas.
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