¿Qué es una prueba de caída?

Prueba de caída - ¿Qué es?

Durante la vida útil de un producto electrónico, es probable que en algún momento se caiga. Cuando se deja caer un producto electrónico, su capacidad para resistir daños y seguir funcionando correctamente puede afectar significativamente los costos de reparación o reemplazo, lo que impacta el costo total de propiedad. Por lo tanto, la durabilidad y resistencia de un producto a los daños físicos son factores cruciales para determinar los gastos a largo plazo para el usuario, más allá del precio de compra inicial.

¿Por qué la robustez es importante en la electrónica?

Es importante examinar la robustez, o resistencia a los daños, de los productos electrónicos cuando se caen. La robustez de los productos electrónicos es importante porque determina su capacidad para soportar impactos repetidos sin malfuncionar ni romperse. Al comprender la durabilidad de un producto mediante pruebas de caídas múltiples, los fabricantes pueden mejorar las características de diseño para aumentar la longevidad y la satisfacción del usuario. 

La robustez es una característica importante para productos como ordenadores móviles, especialmente los que se utilizan en entornos exigentes como los de fabricación,  almacenes, centros de logística, operaciones de servicio de campo y sector de retail. Estos dispositivos suelen enfrentarse a caídas, vibraciones y exposición al polvo y al agua, por lo que su durabilidad y fiabilidad son fundamentales para mantener las operaciones funcionando sin problemas. Los ordenadores móviles robustos a menudo ahorran dinero a largo plazo al reducir la necesidad de reparaciones y reemplazos. Esto los convierte en una opción rentable para muchas empresas. Además, su mayor vida útil implica una rotación menos frecuente del equipo, lo que puede ser costoso y perjudicial. 

La intensidad de la caída puede variar desde una caída extrema (que ocurre con menos frecuencia) hasta una caída de intensidad menor que se produce con más frecuencia y se denomina "tumble". 

Actualmente, no existe un conjunto de normas establecido que defina los criterios de prueba para evaluar la durabilidad de los dispositivos electrónicos. Esta falta de estándares de referencia normalizados implica que las empresas deben ser proactivas a la hora de identificar y comprender los diversos estándares que se pueden aplicar para evaluar la robustez de sus productos. Al hacerlo, deben prestar especial atención a los factores clave que contribuyen a la robustez del producto electrónico. Estos factores pueden incluir la capacidad del dispositivo para resistir impactos físicos, funcionar a temperaturas extremas, soportar la exposición a la humedad y al polvo, y resistir periodos prolongados de uso sin degradación del rendimiento. Al comprender de manera integral estos elementos, las empresas pueden garantizar mejor que sus productos cumplan con los requisitos de durabilidad necesarios para sus aplicaciones y entornos previstos.

¿Cómo deben reflejar las pruebas de caída el uso en el mundo real?

Al evaluar la durabilidad de un producto, es fundamental garantizar que los métodos utilizados para especificar su resistencia a los daños se ajusten a la forma en que los clientes utilizarán realmente el producto. Esto significa que las pruebas o las calificaciones asignadas para medir la durabilidad deben reflejar de forma realista las condiciones y los escenarios que se producen en el uso real. Los clientes pueden tener diferentes usos, lo que significa que podrían utilizar el producto de diversas maneras que impongan diferentes niveles de estrés o tensión. Por lo tanto, es fundamental equiparar los métodos de prueba con estos casos de uso. Si los escenarios de prueba no representan con precisión cómo se utilizará el producto, entonces las calificaciones podrían no ser indicadores confiables de la verdadera capacidad del producto para resistir el desgaste con el tiempo. En esencia, para que las calificaciones de durabilidad sean significativas y válidas, deben basarse en pruebas que simulen de manera efectiva las condiciones reales.

Al evaluar la robustez de un producto electrónico en caso de caídas, es importante comprender:

• Los diversos estándares de pruebas de caída, junto con sus limitaciones.
• Cómo la superficie sobre la que se deja caer el producto puede afectar en gran medida al daño acumulativo que pueda sufrir el producto.

¿Por qué es importante realizar pruebas para detectar gotas pequeñas y frecuentes?

Los dispositivos suelen sufrir pequeñas caídas frecuentes. Es fundamental sometrlas a pruebas para verificar si pueden soportar caídas repetidas sin romperse ni presentar fallas de funcionamiento. Esto ayuda a garantizar que el producto pueda soportar el uso diario y caídas accidentales.

Pruebas de caída: Simulación de caídas en el mundo real para mejorar la confiabilidad del producto

Las pruebas de caída evalúan la capacidad del producto para soportar caídas. Esto es importante porque, en la vida real, los productos pueden caerse accidentalmente durante su uso. Para garantizar la confiabilidad, los productos deben diseñarse para sobrevivir a estas caídas accidentales sin sufrir daños. Es importante recordar que los productos no están diseñados para ser caídos intencionalmente; las pruebas de caída son solo una forma de simular accidentes reales.

Antes de realizar la prueba de caída, deben definirse claramente varios factores. Estas incluyen el número de veces que se dejará caer el producto, la altura desde la que se dejará caer y el tipo de superficie contra la que chocará al aterrizar. Al especificar estos detalles, la prueba puede reflejar con precisión posibles escenarios del mundo real, lo que ayuda a los fabricantes a mejorar la durabilidad del producto.

Durante la prueba, un producto se deja caer en "caída libre" un número determinado de veces, desde una altura fija, sobre una superficie plana. Esto significa que el producto simplemente se suelta desde una posición fija sin ningún empuje o dirección inicial, lo que permite que caiga naturalmente bajo la influencia de la gravedad. Los objetos se dejan caer desde una posición estacionaria y no se lanzan ni se dirigen.

La unidad de prueba se coloca en una orientación específica (por ejemplo, pantalla hacia abajo, pantalla hacia arriba, de costado, etc.) para cada caída.

Después de cada gota, se examina la unidad para detectar daños. Las unidades que presentan una pérdida importante de funcionalidad, como problemas con la alimentación de energía, la captura de datos y la entrada de datos, después de las pruebas de caída no superan la prueba.

¿Qué factores influyen en los resultados de las pruebas de caída?

Varios factores aumentan el nivel de gravedad de las pruebas, como el incremento del número de caídas necesarias, la altura sobre la superficie, la dureza de la superficie de impacto y la disminución de la temperatura de la unidad durante la caída (ya que el producto se vuelve más rígido ante el impacto).

Aquí se ofrece una explicación más detallada de cada factor:

1. Número de gotas:

   • Mayor frecuencia: Cuanto más veces se deja caer un producto, más estrés acumula. Cada gota puede potencialmente exacerbar las debilidades existentes o crear otras nuevas. Al aumentar el número de caídas, los probadores pueden simular una manipulación o un uso prolongados, lo que ayuda a identificar posibles puntos de fallo a lo largo de la vida útil del producto.

2. Altura de caída:

   • Incremento de altura: Cuanto mayor sea la caída, mayor será la velocidad de impacto, lo que aumenta la fuerza ejercida sobre el producto. Esto se debe a la aceleración gravitatoria que actúa a una distancia mayor. Las pruebas a distintas alturas pueden ayudar a determinar la altura máxima desde la que un producto puede caer sin sufrir daños, lo cual es fundamental para evaluar su durabilidad en situaciones reales.

3. Dureza de la superficie de caída:

   • Material de superficie: Una superficie más dura, como el hormigón, no absorberá mucha energía de impacto, lo que resultará en que se transfiera más fuerza de vuelta al producto. Las superficies más blandas, como una alfombra, absorben más energía, amortiguando el impacto. La prueba en diferentes superficies ayuda a evaluar cómo se comporta el producto en diversos entornos, garantizando que permanezca intacto sin importar el lugar donde se caiga.

4. Condiciones de temperatura:

   • Disminución de la temperatura:  Las bajas temperaturas hacen que muchos materiales pierdan flexibilidad y sean más propensos a agrietarse o romperse. Al realizar pruebas de caída a temperaturas más bajas, los fabricantes pueden garantizar que el producto mantenga su durabilidad en entornos fríos y no se vuelva excesivamente frágil. Esto es importante en la logística de la cadena de frío.

Estos factores suelen ajustarse para simular las distintas condiciones reales que el producto podría enfrentar. Los resultados ayudan a los fabricantes a identificar mejoras en el diseño para aumentar la durabilidad y garantizar la confiabilidad del producto en diversas situaciones. Al comprender y optimizar estos factores, las empresas pueden preparar mejor sus productos para los desafíos del uso real, lo que finalmente conduce a una mayor satisfacción del cliente y a una reducción de las devoluciones o las reclamaciones de garantía.

¿Cuáles son los estándares de caída?

A menudo se utilizan diversos estándares de caída o referencias a especificaciones de caída para probar dispositivos. Estos incluyen los estándares internos de caída de Zebra, el Estándar Militar de EE. UU. (MIL-STD) y las referencias a especificaciones/estándares de caída de la competencia.

1. Pruebas de caída interna de Zebra

Los estándares internos de pruebas de caídas de Zebra requieren que:

• Una unidad se deja caer 36 veces: 6 veces por lado.
• La prueba se repite en 3 unidades diferentes en el rango de temperatura de funcionamiento del dispositivo (a altas, bajas y temperatura ambiente).
• Las unidades de prueba están operativas (encendidas) cuando se dejan caer.
• Los rangos de altura de caída son de 1,2 a 2,4 metros.

Si el dispositivo se apaga o se reinicia y se pierden los datos durante la prueba, se considera que el dispositivo no ha superado la prueba de caída.

2. Certificación MIL-STD-810

El estándar militar de EE. UU., MIL-STD-810G 516.6, define un proceso mediante el cual los dispositivos se dejan caer 26 veces, sobre todas las caras (lados), esquinas y bordes.

• Distribuido en 5 unidades de prueba, la prueba incluye 8 caídas en esquina, 12 caídas en arista y 6 caídas en cara.
• Las unidades se dejan caer a temperaturas definidas por el método de prueba.
• Las unidades están inoperativas (sin alimentación) para la prueba de caída.

Diferentes opciones dentro de las pruebas de caída MIL-STD y su efecto en los productos

La norma MIL-STD ofrece opciones para aprobar la prueba de caída. Cuando se especifica que un producto cumple con los estándares de caída MIL-STD-810G 516.6, es importante comparar directamente las especificaciones del producto con las diversas opciones del estándar militar para conocer los detalles exactos de las pruebas de caída y, por lo tanto, comprender mejor la rigurosidad de las pruebas y, en consecuencia, la verdadera robustez del dispositivo.

Diferentes opciones dentro de las pruebas de caída según MIL-STD afectan la severidad de una prueba, incluyendo:

• Altura de caída: Los dispositivos pueden ser sometidos a caídas desde distintas alturas conforme a las especificaciones MIL-STD. Las caídas más altas producen impactos más fuertes.
• Material de la superficie: Material de superficie sobre el que se caen las unidades, como contrachapado sobre hormigón, baldosa de vinilo sobre hormigón, hormigón o acero. Las superficies más duras y ásperas generan impactos más fuertes durante las pruebas de caída.
• Temperatura: Los ensayos de caída pueden realizarse a temperaturas superiores a la temperatura de funcionamiento del dispositivo o simplemente a temperatura ambiente, según la opción de especificación militar elegida. Los ensayos de caída realizados en un rango de temperaturas más amplio son más difíciles de superar porque los componentes son más propensos a sufrir fallos físicos en condiciones extremas de temperatura (como la formación de grietas a temperaturas bajas y la dilatación a temperaturas altas).

Normas de caída competitivas o referencias a las especificaciones

Puede especificar más que solo la altura de caída:

• La superficie de caída, el número de caídas y el rango de temperatura pueden incluirse o excluirse de las especificaciones.
• El rango de temperatura de las pruebas de caída también puede omitirse.

Factores que normalmente no se definen incluyen:

• Número de unidades rechazadas por no superar la prueba.
• Definición del estado de alimentación de la unidad (encendido/apagado)

Resumen de cambios en estándares

No todas las especificaciones de caída son iguales, al evaluar el rendimiento de la caída, se debe analizar estos factores:

• Qué estándares de caída (por ejemplo, Zebra interno o MIL-STD810G 516.6) o referencias de especificación se utilizan
• Altura de caída
• Superficie de contacto
• Caída en una gama de temperaturas
• Número de gotas, si se enumera
• Si también se define una especificación de caída.

Hemos creado una guía más detallada sobre Pruebas de caída.