Qué es MIL-STD 810H: características del estándar, pruebas, dónde se utiliza

Dado que el teléfono inteligente ya comenzó a venderse activamente en Ucrania Motorola Edge Neo, que no solo tiene protección IP68 (puede sumergirse en agua hasta 1,5 m durante hasta 30 minutos), sino también MIL-STD-810H, decidimos revelar más detalles sobre qué tipo de estándar tiene ventajas, por qué es necesarios, cómo se realizan las pruebas de cumplimiento, etc.

Si diseña, fabrica equipos con fines de defensa o está interesado en la tecnología en general, es muy probable que haya oído hablar del estándar militar MIL-STD-810. La primera versión de MIL-STD-810 se publicó en 1962 con especificaciones directas del estándar anterior, que fue establecido por primera vez por el Pentágono antes de 1945.

Se desarrollaron estándares ambientales especiales y métodos de prueba para equipos destinados a necesidades militares. Así apareció la norma militar MIL-STD-810 bajo el nombre "Condiciones ambientales de ingeniería y pruebas de laboratorio". La mayoría de los programas del Departamento de Defensa lo han exigido para garantizar que los equipos desplegados puedan soportar condiciones extremas durante todo su ciclo de vida. Cada componente integrado en los sistemas debe diseñarse, probarse e integrarse teniendo en cuenta estos estándares medioambientales.

Se ha afirmado que el cumplimiento de los estándares MIL-STD-810 garantiza la capacidad de los sistemas para resistir situaciones de estrés reales mientras continúan funcionando de manera confiable. Esto incluye vibraciones, impactos (incluidos disparos e impactos balísticos), rangos de temperatura extremos, humedad, protección contra la lluvia, entrada de arena y polvo, ambientes explosivos y hongos, etc.

Aunque MIL-STD 810H está bastante lejos de la electrónica de consumo, hemos visto muchos productos que afirman cumplir con este estándar. Y aunque estos dispositivos no están destinados al ejército, los fabricantes están intentando obtener el certificado adecuado para sus productos. Pero, ¿realmente nos beneficia o supone un gasto innecesario para los fabricantes? Vamos a resolverlo.

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¿Qué es MIL-ETS?

Primero, abordemos el estándar militar en sí. MIL-STD es un acrónimo utilizado por el Departamento de Defensa de Estados Unidos para los estándares militares, también pueden denominarse MIL-SPEC o especificaciones militares. Los MIL-STD son documentos detallados utilizados por el Departamento de Defensa y la industria de EE. UU. para garantizar que la tecnología y los equipos cumplan con las especificaciones ambientales.

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Los estándares MIL-STD también se aplican a menudo a equipos industriales y comerciales cuando estos dispositivos funcionan en condiciones ambientales adversas. Algunos ejemplos son ordenadores portátiles, tabletas y teléfonos inteligentes protegidos.

El Programa de Estandarización de Defensa del Departamento de Defensa de los EE. UU. (Defense Standardization Program) prevé que la estandarización también promueva la interoperabilidad entre los departamentos militares y los aliados de los EE. UU. y garantice la interoperabilidad de diferentes tipos de equipos en el sistema de suministro.

Los estándares MIL-STD son seguidos por una amplia gama de grupos involucrados en el proceso de adquisición de material, incluidos gerentes de programas, profesionales de ingeniería ambiental (EES) y las comunidades de diseño, prueba y evaluación. Son particularmente importantes para la industria, ya que permiten diseñar y desarrollar productos con pautas claras sobre lo que se requiere para cumplir con estos estrictos estándares militares.

Si el equipo cumple con las especificaciones de rendimiento militar o un estándar militar como MIL-STD 810, significa que ha sido diseñado y fabricado cuidadosamente para pasar las rigurosas pruebas descritas en el documento oficial MIL-STD del DOD.

MIL-STD-810 es una especificación de tres partes ampliamente utilizada por el Ejército, la Armada y la Fuerza Aérea de los EE. UU. Cada documento MIL-STD tiene un número único que identifica el documento (cada documento se centra en un área específica) y una letra para indicar su versión, por ejemplo, MIL-STD 810H.

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MIL-STD 810H: estándar militar certificado

La última versión "H" de MIL-STD-810 se lanzó el 31 de enero de 2019. La versión anterior de la “G” se introdujo por primera vez en 2008. Según el informe del Departamento de Defensa, la última versión de MIL-STD-810H "reconoce que el proceso de adaptación de pruebas y diseño ambiental se ha ampliado para incluir una amplia gama de intereses técnicos y de gestión".

En otras palabras, MIL-STD-810H es un estándar militar estadounidense que proporciona un conjunto de pruebas ambientales rigurosas para evaluar la resistencia de los equipos militares a una amplia gama de condiciones extremas que pueden encontrarse durante su vida útil. Este estándar fue publicado por el Departamento de Defensa de EE. UU. y lo utilizan fabricantes de todo el mundo para probar y certificar la durabilidad de sus productos electrónicos.

Es importante señalar que el estándar MIL-STD 810H no "impone especificaciones de diseño o prueba", sino que enfatiza la "fabricación". Por lo tanto, MIL-STD-810H describe un proceso de adaptación ambiental que garantiza que los diseños de materiales y los métodos de prueba reales se basen en los requisitos de rendimiento del sistema.

La norma consta de tres secciones:

• Pautas generales del programa.: proporciona orientación de ingeniería y define un enfoque para el diseño y fabricación de sistemas que pueden soportar climas extremos, golpes y vibraciones.
• Métodos de prueba de laboratorio.: es una parte integral del proceso de fabricación. Aquí es donde los ingenieros recopilan la mayor cantidad de información sobre los procedimientos de prueba.
• Regiones climáticas del mundo.: contiene orientación sobre la consideración realista de las condiciones climáticas en la investigación, desarrollo, prueba y evaluación de instalaciones y materiales.

Estas secciones son extremadamente importantes para los ingenieros porque establecen procedimientos específicos mediante los cuales se debe probar el equipo para cumplir con el estándar.

Es importante tener en cuenta que a veces los equipos solo cumplen parcialmente con el estándar MIL-STD-810. Esto significa que no todos los dispositivos o equipos han pasado todos los métodos y procedimientos de prueba de laboratorio. De lo contrario, la certificación resultará extremadamente costosa y consumirá mucho tiempo. Por lo tanto, la atención se centra en adaptar el proceso como se describe anteriormente, especialmente en lo que respecta a áreas como dónde se ubica el equipo y cómo se utiliza.

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¿Cómo se prueba MIL-STD-810H?

Las pruebas MIL-STD-810H tienen sus propias características específicas en comparación con otros estándares de durabilidad comerciales.

La segunda parte del documento MIL-STD-810H contiene todos los métodos de prueba de laboratorio que se pueden utilizar para probar el dispositivo. La palabra "puede" es importante aquí, ya que ninguno de los métodos es necesario para cumplir con el estándar.

La elección de qué pruebas debe pasar el dispositivo depende del uso del dispositivo (ver la primera parte del documento) y del entorno climático en el que se utilizará (ver la tercera parte del documento).

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MIL-STD 810H en equipos de proceso

Actualmente, las empresas también utilizan el estándar MIL-STD 810H como recurso de marketing para llamar la atención del consumidor sobre los productos convencionales. Por ejemplo, hay placas base, relojes inteligentes, CPU, portátiles, etc. que pasan las mismas pruebas que si estuvieran destinados a un uso militar, cuando en realidad están destinados al consumo civil. Esto debería garantizar a los compradores que recibirán un producto resistente y confiable con una vida útil superior al promedio estándar.

Por ejemplo, hace unas décadas, AMD sometió todos sus procesadores a este estándar, independientemente de si estaban destinados a un uso de consumo o militar. Esto es algo que otros competidores no han hecho. La estrategia de Jerry Sanders era atraer clientes con calidad.

Los dispositivos electrónicos que reciben la certificación MIL-STD 810H, tanto en el ámbito militar como en nuestros hogares, deben superar las siguientes pruebas:

• Temperaturas extremas: los dispositivos se exponen a temperaturas extremadamente altas y bajas para evaluar su capacidad para funcionar en climas cálidos y fríos, así como las condiciones a las que están expuestos en el campo de batalla.
• Humedad: los dispositivos se exponen a altos niveles de humedad (RH) para probar su resistencia a la condensación, el moho y la corrosión.
• Vibraciones: se utilizan diferentes frecuencias e intensidades de vibración para evaluar la resistencia del equipo a golpes y vibraciones durante el transporte o uso en entornos donde el dispositivo no estará estático.
• Visitas: Los dispositivos también se someten a fuertes golpes para evaluar su capacidad para soportar caídas y otros golpes.
• Polvo y arena: El equipo se expone al polvo y arena para probar la resistencia al ingreso de partículas que podrían dañar los componentes internos.
• Presión atmosférica: la simulación de laboratorio de cambios en la presión atmosférica se utiliza para evaluar el rendimiento a grandes altitudes o en condiciones de baja presión.
• Otro: los dispositivos se pueden probar para determinar su exposición a la luz ultravioleta, su resistencia a la salinidad, etc.

También puede recordarle otras pruebas como la certificación IPxx. Está destinado a productos de consumo que también necesitan protección contra partículas sólidas y líquidos, como es el caso de algunos dispositivos móviles IP68, altavoces inalámbricos IP68, etc.

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Métodos de prueba

Echemos un vistazo más de cerca a los propios métodos de prueba de cumplimiento MIL-STD-810. Aquí tenemos una lista bastante grande e interesante:

• 500.5 – Baja presión (en altitud): este método prueba si el producto funciona en condiciones de baja presión o puede soportar cambios rápidos de presión. No se aplica a productos destinados a montaje u operación en el espacio.
• 501.5 – Alta temperatura: esta prueba examina los efectos de los materiales y equipos sobre el rendimiento a altas temperaturas. No prueba la exposición prolongada a altas temperaturas o los efectos de la degradación.
• 502.5 – Baja temperatura: Similar al método anterior, prueba la confiabilidad de los materiales a bajas temperaturas, enfocándose en el rendimiento durante el almacenamiento, operación y transporte. No implica probar productos en ambientes no presurizados.
• 503.5 – Temperatura de choque: Esta prueba es adecuada para fines aeroespaciales. Investiga los efectos de los cambios repentinos de temperatura en el diseño y el rendimiento del dispositivo.
• 504.1 – Contaminación líquida: si se espera que el equipo esté expuesto a líquidos durante su ciclo de vida, este método garantizará que el equipo funcione correctamente en tales condiciones.
• 505.5 – Radiación solar (luz solar): Esta prueba se utiliza si se espera que el equipo esté expuesto a la radiación solar, como la luz solar directa.
• 506.5 – Lluvia: esta prueba incluye factores distintos a la lluvia misma, como salpicaduras o goteos de agua durante el almacenamiento, transporte u operación. La robusta carcasa sellada juega aquí un papel importante, ya que evita que el agua penetre en los componentes internos.
• 507.5 – Humedad: prueba los efectos de un ambiente cálido y húmedo en el equipo.
• 508.6 – Hongos y mohos: investiga los posibles efectos del moho y los hongos en estructuras y acabados metálicos.
• 509.5 – Niebla salina: prueba si la superficie protectora del dispositivo puede resistir el ambiente salado y qué efecto tiene esto en los componentes físicos y electrónicos.
• 510.5 – Arena y polvo: Prueba la protección del dispositivo contra el polvo y las partículas de arena y comprueba la eficacia de los filtros.
• 511.5 - Ocupar entorno: mide si el equipo puede funcionar en un ambiente inflamable sin causar una explosión y cuáles serían las consecuencias si ocurriera una explosión. Adecuado para la industria del petróleo y el gas.
• 512.5 – Inmersión: Prueba el funcionamiento del dispositivo durante la inmersión total o parcial en agua.
• 513.6 – Aceleración: Comprueba si el dispositivo funciona correctamente durante altas aceleraciones, como en un avión.
• 514.6 – Vibración: garantiza el funcionamiento adecuado de los componentes del equipo en todos los niveles de vibración.
• 515.6 – Ruido acústico: Comprueba si el ruido puede afectar negativamente al funcionamiento del dispositivo.
• 516.6 – Impacto: Comprueba la resistencia del dispositivo a los golpes durante el transporte, descarga y funcionamiento.
• 517.1 – Choque pirotécnico: Proporciona estabilidad al dispositivo durante y después de una explosión cercana.
• 518.1 – Atmósfera ácida: Prueba la resistencia de los equipos y el tratamiento de superficies de los equipos a la corrosión debido a la alta acidez.
• 519.6 – Regreso: mide la estabilidad del dispositivo en caso de un retroceso breve al disparar un arma.
• 520.3 – Temperatura, humedad, vibración, altitud: prueba cómo el equipo resiste una combinación de estos cuatro factores. Esto se aplica tanto a aviones como a vehículos terrestres.
• 521.3 – Lluvia helada/helada: evalúa la resistencia del equipo a condiciones que puedan provocar congelamiento o formación de hielo.
• 522.1 – Impacto balístico: comprueba la resistencia del dispositivo a cambios bruscos de impulso, por ejemplo, la colisión de un objeto en movimiento con un obstáculo.
• 523.3 – Vibroacústica/temperatura: prueba una combinación de diferentes factores de carga de la aeronave durante el vuelo.
• 524 – Congelar/Descongelar: evalúa el cambio de estado de sólido a líquido o viceversa y cómo esto afecta el diseño y desempeño de los equipos.
• 525 – Replicación de señal horaria: determina cuánto tiempo un dispositivo puede soportar ciertas condiciones duras antes de que ocurran cambios en su estructura o rendimiento.
• 526 – Impacto durante el transporte ferroviario: comprueba qué tan bien el equipo puede soportar los impactos esperados durante el transporte ferroviario.
• 527 – Prueba de estrés multifactorial: se aplican múltiples factores estresantes al dispositivo simultáneamente para determinar cuánto tiempo puede funcionar antes de que comience a mostrar signos de debilidad.
• 528.1 – Vibraciones mecánicas de los equipos del buque (Tipo I – Medio ambiente y Tipo II – Esfuerzos internos): investiga los efectos de las vibraciones ambientales o internas en los equipos instalados en los barcos.

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Cómo los fabricantes comerciales prueban MIL-STD-810

Aunque el estándar MIL-STD-810 originalmente estaba destinado únicamente a aplicaciones militares, hoy en día también abarca el sector civil. Muchos fabricantes quieren utilizar el nombre ruidoso de este estándar y marcar sus teléfonos, portátiles, ordenadores, cámaras y otros productos electrónicos de consumo duraderos con su signo.

Pero el problema surge en la falta de claridad sobre cuándo un dispositivo puede realmente cumplir con el estándar MIL-STD-810H y según qué pruebas. A menudo, este signo puede ser simplemente un truco de marketing que tiene poco o ningún efecto sobre la eficacia del producto.

Por ejemplo, así es como una empresa ASUS probó sus portátiles fiables:

Al elegir productos electrónicos certificados según este estándar, se debe entender que ninguna organización o agencia verifica el cumplimiento de los productos MIL-STD-810 en el sector comercial. Es posible que se haya utilizado un método de prueba irrelevante para obtener la marca MIL-STD-810. También hay casos en los que las pruebas se realizaron internamente y no en un laboratorio de pruebas independiente.

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¿En qué se diferencia MIL-STD-810 de una clasificación IP?

IP (Ingress Protection) es un estándar definido por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). Determina el nivel de protección de dispositivos y equipos contra la penetración de sustancias no deseadas, como polvo, agua o cuerpos extraños.

A algunos les puede parecer que casi no hay diferencia entre IP y MIL-STD-810, pero no es así. Estas son las principales diferencias entre IP y MIL-STD-810:

La escala de las pruebas.: MIL-STD-810 cubre pruebas en diversas condiciones, mientras que IP se centra únicamente en la resistencia a partículas sólidas y líquidos que puedan penetrar en el dispositivo.

Condiciones de establecimiento: Las pruebas de IP tienen condiciones más claramente definidas que un dispositivo debe cumplir para calificar para este estándar.

En la práctica, ambos estándares ayudan a seleccionar productos con mayor resistencia, pero si tuviera que decidirme, preferiría el estándar IP. Pero esta es mi opinión subjetiva.

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¿Dónde puede encontrar el estándar MIL-STD-810H?

En primer lugar, puede encontrar versiones de los estándares MIL-STD-810G y H en toda la gama de electrónica de consumo moderna. Sin embargo, hay categorías de productos en las que este estándar es más común. Entendamos en detalle.

Los más comunes son:

• Teléfonos protegidos y relojes inteligentes: algunos fabricantes utilizan el estándar MIL-STD-810 para fabricar teléfonos y relojes inteligentes protegidos diseñados para su uso en entornos hostiles, como trabajos de construcción o estar en la montaña.
• Computadoras, tabletas y portátiles: Al igual que en los teléfonos, puede encontrar el estándar MIL-STD-810 en computadoras, tabletas y portátiles diseñadas para funcionar en entornos hostiles.
• Cámaras y videocámaras: Algunos fabricantes de cámaras y videocámaras también utilizan este estándar para desarrollar modelos resistentes que se pueden utilizar en entornos hostiles.
• Navegación GPS y estaciones de radio.: MIL-STD-810 también se puede encontrar en dispositivos de comunicación, como radios o navegación GPS, que deben resistir diversas influencias externas.

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¿Es fundamental la compatibilidad con MIL-STD-810H?

Si un dispositivo supera con éxito la prueba MIL-STD-810H, significa que es resistente a las condiciones ambientales adversas especificadas en la norma. Aunque esto no garantiza que el dispositivo sea indestructible, sí indica que está diseñado y fabricado para resistir el uso en entornos hostiles.

Cabe señalar que admitir el estándar MIL-STD 810H es fundamental para el ejército. Mientras que para el consumidor medio, no es algo absolutamente necesario para comprar el producto, pero puede resultar atractivo. A medida que compramos cada vez más dispositivos móviles, parlantes inalámbricos, relojes inteligentes, computadoras portátiles, placas base, cámaras, GPS y otros dispositivos que sabemos que resistirán condiciones más extremas. Por tanto, si dichos dispositivos se exponen a condiciones ambientales adversas, es muy probable que sigan funcionando como si nada. Mientras que es probable que un producto sin certificación MIL-STD 810H no sea apto para su uso en las mismas condiciones.

Cuando ve que un dispositivo cumple con el estándar MIL-STD 810H, eso no significa que el Departamento de Defensa lo haya aprobado únicamente para uso militar. Los propios fabricantes garantizan que han superado estas pruebas en laboratorios independientes acreditados. Un producto de este tipo durará más y será una valiosa ayuda en situaciones extremas.

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