Protección y ensayos5 min de lectura
Grados IP e IK: qué significa de verdad una caja IP67
«IP67» aparece en casi cualquier ficha de una caja o un conector, pero pocas veces se explica qué ensayo hay detrás. Las dos cifras describen pruebas muy concretas, con agua dulce, sobre una muestra nueva y durante minutos. Saber qué cubren, y sobre todo qué dejan fuera, evita sorpresas en campo.
Qué dice el código IP
El código IP (de ingress protection, protección contra la penetración) lo define la norma IEC 60529, cuya versión vigente es la edición consolidada 2.2 de 2013 (en España, UNE-EN 60529). Tiene dos cifras: la primera indica la protección contra cuerpos sólidos y polvo, y la segunda, contra el agua. Una «X» en lugar de una cifra significa que ese aspecto no se ha ensayado: un IPX7 no dice nada del polvo.
Cada cifra corresponde a un ensayo con condiciones fijadas. No es una escala de calidad abstracta, sino el resultado de una prueba concreta que la envolvente ha superado.
La primera cifra: dedos, herramientas y polvo
Del 1 al 4 se ensaya con sondas rígidas: una esfera de 50 mm (el dorso de la mano), un dedo de prueba de 12,5 mm, una varilla de 2,5 mm y un alambre de 1 mm. Los dos últimos grados se ensayan con polvo de talco fino en una cámara:
- 5, protegida contra el polvo: puede entrar algo, pero no en cantidad que afecte al funcionamiento ni a la seguridad.
- 6, estanca al polvo: no debe entrar nada. Si la envolvente respira, se hace el vacío en su interior, hasta 2 kPa por debajo de la presión exterior, para forzar el paso de aire durante un máximo de 8 horas.
La segunda cifra: de la gota al chorro a presión
Los grados 1 a 6 aumentan en severidad: goteo vertical, goteo con la caja inclinada 15°, lluvia hasta 60° de la vertical, salpicaduras desde cualquier dirección, chorro de 12,5 l/min con boquilla de 6,3 mm (grado 5) y chorro fuerte de 100 l/min con boquilla de 12,5 mm (grado 6), ambos a 3 m de distancia.
A partir de ahí cambian de naturaleza. El 7 es una inmersión temporal: 30 minutos con el punto más bajo a 1 m de profundidad. El 8 es una inmersión prolongada en condiciones más severas que el fabricante debe declarar (profundidad y duración), así que «IP68» sin más datos dice poco. El 9, añadido en la modificación de 2013, es el chorro de limpieza a alta presión: agua a 80 °C, 14–16 l/min y 8–10 MPa, a 100–150 mm, durante 30 s en cada uno de cuatro ángulos.
El IP69K procede de la antigua DIN 40050-9 para vehículos de carretera y hoy lo define la ISO 20653; su ensayo de agua es prácticamente el mismo que el IPX9 de la IEC 60529. Y un detalle importante: los grados de agua no se acumulan más allá del 6. Una caja IPX7 no tiene por qué resistir un chorro; si se necesitan las dos cosas, se indica «IPX6/IPX7».
| Cifra | Primera: sólidos | Segunda: agua |
|---|---|---|
| 0 | Sin protección | Sin protección |
| 1 | Objetos de más de 50 mm | Goteo vertical |
| 2 | Objetos de más de 12,5 mm (dedo) | Goteo con inclinación de 15° |
| 3 | Objetos de más de 2,5 mm | Lluvia hasta 60° |
| 4 | Objetos de más de 1 mm | Salpicaduras en todas direcciones |
| 5 | Protegida contra el polvo | Chorro de 12,5 l/min |
| 6 | Estanca al polvo | Chorro fuerte de 100 l/min |
| 7 | — | Inmersión de 30 min a 1 m |
| 8 | — | Inmersión prolongada, condiciones declaradas |
| 9 | — | Chorro a 80 °C y 8–10 MPa |
El código IK: golpes medidos en julios
La resistencia al impacto mecánico tiene su propia norma, la IEC 62262 (edición 1.1, con la modificación de 2021). Cada grado IK es una energía: desde IK01 (0,14 J) hasta IK10 (20 J), más el IK11 de 50 J añadido en 2021. Se ensaya con martillos normalizados, de péndulo, de muelle o de caída libre, con cinco impactos repartidos por cada superficie expuesta. Para hacerse una idea, IK08 equivale a una masa de 1,7 kg que cae desde 30 cm, e IK10, a 5 kg desde 40 cm. Tras los golpes, la envolvente debe seguir cumpliendo su grado IP.
Lo que un IP no garantiza
- Condensación. Una caja estanca que se calienta y enfría a diario «bombea» aire húmedo a través de juntas y prensaestopas, y el agua condensada ya no sale. Paradójicamente, cuanto más estanca, más agua retiene.
- Diferencias de presión. El ensayo de inmersión dura minutos a 1 m. Una caja caliente que se moja con agua fría, o que sube y baja en un avión, soporta diferencias de presión que tiran del agua hacia dentro. Por eso existen las válvulas de ecualización.
- Química. Se ensaya con agua dulce. Aceites, detergentes, niebla salina o combustibles exigen comprobar la compatibilidad de juntas y materiales.
- Envejecimiento. El ensayo se hace sobre una unidad nueva. La radiación ultravioleta, el ozono y la deformación permanente de las juntas, que pierden recuperación con los años y los cierres repetidos, degradan la estanqueidad.
Cómo se consigue en el diseño
La estanqueidad se decide en el diseño, no al final del montaje. Las claves son:
- Juntas continuas, alojadas en ranura y con la compresión limitada por un tope mecánico, del orden del 20 al 30 % en juntas macizas, según el material y el fabricante. Una tapa demasiado flexible o con tornillos muy separados deja de apretar entre ellos.
- Prensaestopas y conectores con grado IP propio, usados dentro del rango de diámetros de cable para el que se certificaron. Un conector desconectado sin su tapón tiene otro IP.
- Respiraderos con membrana microporosa, que dejan pasar el aire y el vapor pero no el agua líquida, para igualar presiones sin abrir la puerta al agua.
- Superficies de asiento planas y con un acabado adecuado; esquinas soldadas o selladas; y drenajes donde el agua pueda acumularse por fuera.
Si el equipo además se calienta, la estanqueidad condiciona cómo se evacua el calor; lo tratamos en gestión térmica de envolventes. Y cuando el pliego exige un IP, lo correcto es ensayarlo en el prototipo antes de fabricar la serie.