Degradación y optimización de la durabilidad de las gomas de palas de tenis de mesa
En primer lugar, conviene presentar el contexto del estudio. En efecto, el uso intensivo de las palas de tenis de mesa ha puesto de manifiesto problemas relacionados con la durabilidad de estos equipos. Muchos jugadores han observado varios fenómenos: el agrietamiento de la superficie de sus gomas, un cambio en las propiedades tribológicas y de adherencia, y la aparición de marcas negras en su superficie. Estas alteraciones perjudican el rendimiento de las palas, elementos cruciales en el tenis de mesa de alto nivel.
Nuestro cliente encargó al laboratorio FILAB, especializado en caracterización de materiales y análisis químicos, el estudio de estos fenómenos y la propuesta de soluciones.
Análisis y hallazgos
En segundo lugar, ¿qué dicen los análisis? Los análisis realizados por el laboratorio de caracterización de materiales han revelado varios aspectos clave de la degradación de las gomas de raqueta. A continuación, se ofrece una visión detallada de los hallazgos obtenidos mediante las distintas técnicas de análisis utilizadas:
Microscopía Electrónica de Barrido (MEB):
El MEB permitió obtener imágenes de alta resolución de las placas de elastómero. Las imágenes revelaron una topografía irregular con microfisuras y grietas que parecen seguir líneas de tensión mecánica o de debilidad en el material.
Los análisis por dispersión de energía de rayos X (EDX) asociados al MEB pusieron de relieve un aumento de la concentración de oxígeno en las zonas agrietadas, lo que confirma la oxidación del material.
Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (IRTF):
La IRTF se utilizó para identificar los grupos funcionales químicos presentes en la superficie de las raquetas. Los espectros mostraron la aparición de nuevos picos de absorción correspondientes a grupos carbonilo, indicativos de la oxidación del polímero.
El análisis también reveló cambios en la estructura química del silicona, lo que indica una degradación de esta capa protectora.
Pirólisis acoplada a Cromatografía de Gases y Espectrometría de Masas (Py-GCMS):
Esta técnica permitió identificar los productos de descomposición térmica de los materiales constitutivos de las gomas. La presencia de pequeños fragmentos moleculares indicó una ruptura de las cadenas poliméricas debida a la oxidación y al envejecimiento térmico.
Se detectaron residuos de contaminantes orgánicos, lo que sugiere que las marcas negras están compuestas en parte por contaminantes ambientales que se incrustan en las grietas.
Perfilometría:
La medición de la rugosidad mostró un aumento significativo de la rugosidad superficial en las zonas agrietadas, afectando así las propiedades tribológicas (como la fricción y la adherencia) que son cruciales para el juego con topspin u otros efectos de la pequeña pelota blanca.
Los mapas de superficie permitieron correlacionar la extensión de las degradaciones físicas con las zonas de uso intensivo, confirmando que la tensión mecánica repetida desempeña un papel en el proceso de degradación.
Estos análisis permitieron establecer un vínculo claro entre la oxidación del material, la degradación de la capa de silicona y las condiciones de uso y de mantenimiento del rendimiento de las gomas. La acumulación de silicona debida a un mantenimiento inadecuado, así como la exposición a condiciones ambientales desfavorables, aceleraron el proceso de oxidación y agravaron el deterioro de los materiales.
Síntesis de resultados
Así, la combinación de las distintas técnicas de análisis proporcionó una comprensión detallada de los mecanismos de degradación.
Se concluyó que, para prolongar la vida útil de las gomas de las palas de tenis de mesa, es imprescindible controlar y optimizar el proceso de fabricación y el material utilizado, así como las prácticas de mantenimiento tras su uso. La aplicación de estos conocimientos será esencial para mejorar su calidad y rendimiento.
Recomendaciones
Para prolongar la vida útil de las gomas y mejorar el rendimiento de los jugadores, el laboratorio FILAB recomienda las siguientes prácticas:
- Limpieza mejorada: uso de un método de limpieza que no solo elimine la suciedad, sino que también prepare la superficie, evitando así la acumulación de capas oxidadas.
- Siliconado regular: aplicación periódica de una capa homogénea de silicona para proteger contra la oxidación. El proceso debe realizarse de manera uniforme para crear una barrera eficaz frente a la interacción con el oxígeno.
- Seguimiento y adaptación: control de la evolución de la capa de silicona mediante un programa de evaluación regular, con el fin de ajustar las prácticas de limpieza y siliconado según las necesidades específicas.
Conclusión del estudio
Por último, gracias a estas recomendaciones (y a otras no divulgables en esta fase de la competición 😊), FILAB ha contribuido a mejorar la vida útil de las gomas de las palas de tenis de mesa…
Aprovechamos para desear lo mejor a nuestros jugadores franceses (entre ellos Félix y Alexis Lebrun) para los Juegos Olímpicos de París 2024 !!
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Preguntas frecuentes
¿Cómo analizar la degradación de un revestimiento de una pala de tenis de mesa?
El estudio combina la observación de las grietas, la caracterización química del revestimiento y la medición de su topografía. FILAB utilizó la microscopía electrónica de barrido (MEB-EDX), la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (IRTF), la pirólisis GC-MS y la perfilometría para examinar las fisuras, las marcas negras y la evolución de la adherencia. Estos análisis permitieron relacionar las alteraciones físicas y químicas observadas.
¿Qué indicios permiten detectar una oxidación del recubrimiento?
La IRTF permite detectar modificaciones de los grupos químicos, especialmente la aparición de funciones carbonilo. En este estudio, estos resultados se relacionaron con un enriquecimiento local de oxígeno observado mediante EDX en las zonas agrietadas. Su convergencia respaldó la interpretación de una oxidación del material, asociada a su envejecimiento y a las condiciones de uso.
¿Por qué medir la rugosidad de un revestimiento de raqueta degradado?
La perfilometría cuantifica la topografía de la superficie y permite comparar las zonas sanas y alteradas. En este estudio, se midió una mayor rugosidad en las zonas agrietadas. Estos datos ayudan a comprender la evolución del contacto, la fricción y la adherencia, como complemento de la observación de las fisuras y de los análisis químicos.
¿Las marcas negras en un recubrimiento se deben únicamente a una degradación del polímero?
Las marcas negras pueden asociar productos de degradación y contaminantes externos. En el caso presentado, el análisis puso de manifiesto residuos orgánicos compatibles con una contribución de contaminantes ambientales atrapados en las fisuras. Su origen debe examinarse a partir de los resultados analíticos y del contexto de uso del recubrimiento.
¿Cómo utilizar los resultados para mejorar la durabilidad de un revestimiento de raqueta?
Los resultados permiten orientar la formulación, la fabricación y las prácticas de mantenimiento que deben evaluarse. El estudio destaca el interés de una limpieza controlada y del seguimiento del estado de la superficie y de la capa protectora. Cualquier modificación del tratamiento debe validarse para el revestimiento en cuestión, teniendo en cuenta las prestaciones buscadas y las normas aplicables a su uso.