Il Sole, fonte di vita, ha anche conseguenze pericolose: scopri le soluzioni ACS per la simulazione solare
Come verificare la resistenza e comportamento dei materiali all’esposizione prolungata ai raggi del sole?
Solar Simulation Testing: a cosa serve
L’esposizione alle radiazioni solari provoca una serie di processi irreversibili nel corso del tempo, causando una varietà di effetti indesiderati su performance e aspetto, dall’indebolimento del materiale ai colori che perdono brillantezza. Per garantire una lunga aspettativa di vita ad un prodotto è necessario verificare la resistenza e comportamento dei materiali all’esposizione prolungata ai raggi del sole, possibilmente in combinazione con altri fattori come temperatura e umidità, nell’intento di riprodurre ciò che accade nelle condizioni ambientali di vita del prodotto.
Come assicurarsi che un prodotto risponda a determinati requisiti prima della immissione sul mercato?
Il test di simulazione solare (solar simulation testing) è fondamentale per tutte le applicazioni in cui c’è necessità di determinare come prodotti e materiali reagiscono alla radiazione solare nel tempo della loro durata di utilizzo.
Le normative di riferimento per verificare la resistenza nel tempo alla radiazione solare sono molte.
Due esempi: i test DIN 75220 e MIL - STD - 810.
DIN 75220
Questo tipo di test è destinato alle applicazioni automotive: viene utilizzato per determinare il comportamento all'invecchiamento delle parti automobilistiche in polimero.
È applicabile a gruppi complessi o interi veicoli ed è quindi particolarmente adatto per rivelare interazioni tra materiali diversi all'interno di un componente o tra più componenti.
L’applicazione del test permette di testare le condizioni delle tre differenti zone:
- Outdoor: tutte le parti che si trovano all’esterno, esposte direttamente alla radiazione solare;
- Indoor 1: la parte interna dell’abitacolo dove i vetri dei finestrini abbassano l’intensità della radiazione solare, ma aumentano sensibilmente la temperatura;
- Indoor 2: la parte interna dell’abitacolo con una temperatura leggermente inferiore rispetto alla zona Indoor 1.
MIL – STD – 810 (metodo specifico per test di simulazione solare)
I principali obiettivi di questo metodo:
- Determinare gli effetti termici della radiazione solare diretta sul materiale, ovvero l’effetto del riscaldamento dei raggi del sole.
- Aiutare a identificare la fotodegradazione (ovvero il processo di deperimento dei materiali) della radiazione solare diretta, contribuendo ad identificare i punti critici.
Attraverso questo standard, è possibile effettuare la simulazione di una giornata tipo (procedura 1) o simulare le condizioni peggiori possibili (procedura 2), a seconda delle necessità di testing.
*Le temperature A1 e A2 si riferiscono al clima delle aree geografiche di cui si vogliono riprodurre le condizioni ambientali.
Cos’è la radiazione solare
Il Sole ha un ruolo fondamentale per la vita sulla Terra: permette e alimenta la vita sul nostro Pianeta, si trova alla distanza giusta perché ci sia acqua in superficie, regola il clima, scandisce le giornate e, grazie al suo campo magnetico, ci protegge da particelle potenzialmente pericolose provenienti dal resto dell’Universo. Ma tutta questa energia che arriva a noi sotto forma di radiazioni e particelle ha conseguenze sulla vita e sulla durata di infrastrutture e materiali.
La radiazione solare è composta dai raggi ultravioletti, dalla radiazione visibile all’occhio umano e da quella infrarossa.Lo spettro della radiazione solare alla superficie terrestre ha diverse componenti: dirette, diffuse e riflesse. La somma di queste componenti viene definita valore della radiazione solare globale. I raggi del Sole attraversano l’atmosfera che è composta da numerose sostanze come vapore acqueo, aerosol, nubi, ossigeno, anidride carbonica, azoto, ecc. Alcune di queste sostanze assorbono in parte o deviano i raggi del Sole.
La radiazione solare diffusa è l’insieme dei raggi solari deviati dalle sostanze presenti in atmosfera, mentre la radiazione diretta è composta da tutti i raggi solari che arrivano a terra senza che il loro percorso venga perturbato da tali sostanze. La radiazione giunta al suolo può essere assorbita in parte dalla superficie terrestre mentre una parte viene rinviata verso l’alto, costituendo la radiazione solare riflessa.