Nei controlli su compositi ed elastomeri la durezza è spesso l’unica prova rapida disponibile a bordo linea, e proprio per questo è la più maltrattata: gli errori durometri Barcol e IRHD nascono quasi sempre dal fatto che si applica a due scale diverse la stessa disinvoltura che si userebbe con un durometro da officina. Un laminato in vetroresina dichiarato conforme sulla base di una lettura isolata, o un lotto di guarnizioni contestato perché misurato con un metodo diverso da quello del capitolato, sono episodi ricorrenti e costosi.
Le due scale hanno campi di impiego opposti. Il durometro Barcol, normato da ASTM D2583, lavora su materiali rigidi — laminati in vetroresina, compositi, leghe di alluminio — con una punta a molla che penetra pochi centesimi di millimetro: sui compositi il valore viene usato come indicatore del grado di reticolazione della resina. Il metodo IRHD, definito dalla ISO 48, misura invece la durezza degli elastomeri con una sfera, un carico e un tempo di applicazione controllati, ed è il riferimento di laboratorio per la gomma proprio perché tutte le variabili della prova sono prescritte.
Il problema è che entrambi gli strumenti restituiscono un numero immediato, e quel numero sembra dire più di quanto dica davvero. Seguono cinque errori tipici, con il modo di accorgersene e la verifica da eseguire prima di scrivere il valore sul rapporto.
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Errori durometri Barcol e IRHD: la reticolazione stimata senza un riferimento
Sui laminati in vetroresina il valore Barcol viene letto come indice di polimerizzazione: più alto, più la resina è reticolata. La correlazione esiste, ma non è assoluta. Il numero dipende anche dal tipo di resina, dal contenuto e dall’orientamento della fibra, dallo spessore del gel coat e dalla temperatura del pezzo. Senza un valore di riferimento misurato su un laminato dello stesso schema di stratificazione e correttamente reticolato, la lettura non dice se il pezzo è cotto.
Come accorgersene: se il criterio di accettazione è un numero preso da una scheda tecnica generica e non da un provino aziendale, il riferimento manca. Come confermare il dato: costruire una curva interna misurando su campioni della stessa laminazione a stadi di cura crescenti, fino a saturazione del valore, e usare quella soglia. In caso di contestazione la prova dirimente resta l’analisi calorimetrica DSC sul grado di cura, non il Barcol.
L’impronta cade sulla fibra invece che sulla matrice
Un composito non è un materiale omogeneo alla scala dell’impronta Barcol, che è dell’ordine di poche decine di micrometri. La punta può appoggiarsi su un fascio di fibre, e allora la penetrazione è minima e il valore alto; oppure su una zona ricca di resina fra due roving, e allora il valore crolla. Fra i due estremi ci sono spesso più di dieci punti scala, e nessuno dei due è rappresentativo del laminato.
Come accorgersene: da una misura singola non ci si accorge di nulla, ed è questo il punto. Come confermare il dato: eseguire una serie distribuita su un’area rappresentativa, in genere dieci impronte distanziate di almeno tre millimetri, scartare gli estremi anomali e riportare la mediana insieme al campo di variazione. Se la dispersione resta ampia, il problema non è lo strumento ma la disomogeneità del pezzo, e va segnalato.
IRHD e Shore A trattati come la stessa misura
Le due scale danno numeri vicini sulla gomma di media durezza, e questo alimenta l’equivoco più frequente sugli elastomeri. Sono però metodi diversi: la scala Shore A usa un penetratore tronco-conico spinto da una molla, l’IRHD una sfera con carico applicato in due fasi, precarico e carico totale, e tempi prescritti. Su mescole molto morbide o molto dure gli scarti diventano sensibili, e la conversione non è una relazione lineare utilizzabile in contraddittorio.
Va aggiunto che i metodi IRHD non sono intercambiabili fra loro: normale, micro, per bassa e per alta durezza hanno sfere e carichi diversi, pensati per spessori e geometrie diverse. Come accorgersene: se il rapporto riporta solo “durezza 65” senza indicare il metodo, la misura non è ripetibile da terzi. Come confermare il dato: dichiarare sempre norma, metodo e scala, e se il capitolato cita ISO 48 ripetere la prova con quel metodo prima di discutere il risultato.
Spessore del provino e superficie di appoggio inadeguati
Entrambi i metodi prescrivono uno spessore minimo del campione e un appoggio rigido e piano, e per la stessa ragione: la deformazione prodotta dal penetratore deve esaurirsi dentro il materiale. Su un pezzo sottile appoggiato a un piano metallico si misura in parte il piano sottostante e il valore sale; su una superficie curva, come un tubo o un o-ring, l’appoggio è puntuale, il campione cede sotto carico e la lettura crolla.
Come accorgersene: due letture sullo stesso pezzo, una sul piatto e una sulla curvatura, che divergono di parecchi punti indicano un problema di supporto, non di materiale. Come confermare il dato: rispettare gli spessori minimi previsti dal metodo, sovrapponendo provini piani solo dove la norma lo consente, oppure passare al metodo IRHD micro, concepito per spessori ridotti. Sui pezzi curvi si usano supporti sagomati o si ricava un provino piano dal componente.
Temperatura e tempo di lettura fuori controllo
Gli elastomeri sono viscoelastici: sotto carico costante continuano a deformarsi, e il valore IRHD decade progressivamente. Per questo la norma fissa l’istante in cui va presa la lettura dopo l’applicazione del carico totale. Chi legge “quando il numero si è stabilizzato” ottiene sistematicamente valori più bassi e non confrontabili. Anche la temperatura pesa: su gomme e resine pochi gradi spostano il risultato di diversi punti scala, e una misura eseguita su un pezzo appena uscito dallo stampo o da un magazzino freddo non è valida.
Come accorgersene: valori che scendono ripetendo la prova nello stesso punto, o che cambiano fra mattina e pomeriggio, indicano entrambe le derive. Come confermare il dato: condizionare il provino alla temperatura di prova prima della misura e usare uno strumento con temporizzazione del ciclo di carico, registrando temperatura e tempo di lettura nel rapporto di prova.
Rispetto ai metodi da laboratorio — banchi motorizzati con cella di carico, prove di penetrazione strumentate, analisi termica sul grado di cura — i durometri portatili non offrono la stessa tracciabilità, ma restano l’unico controllo eseguibile sul pezzo finito, in stampo o in cantiere, in pochi secondi e senza prelievo. Usati con un riferimento interno, una serie di letture e le condizioni di prova dichiarate, forniscono un dato solido per il controllo di processo, lasciando al laboratorio la sola funzione di arbitrato. Per il quadro completo degli strumenti e dei metodi si veda la pagina dedicata ai durometri Barcol e IRHD.
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