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EuroWire – Marzo de 2008
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español
3. Métodos de prueba
3.1 Cámara del humo NBS (ASTM E662)
La emisión de humo generado por la
combustión de materiales plásticos puede
ser determinada usando el método del
organismo estadounidense de estándares
NBS (National Bureau of Standards),
normalizado en los Estados Unidos
como norma ASTM E662. Este ensayo
fue desarrollado originalmente para
determinar las características del humo
generado por los materiales plásticos
usados en la construcción de aviones.
La cámara de humo NBS mide la densidad
del humo acumulado cuando una muestra
de forma y espesor especificados está
expuesta a una fuente de calor radiante
de 25kW/m². Según la aplicación, se
pueden especificar la densidad máxima
del humo o la densidad del humo después
de un periodo de tiempo determinado
(normalmente 4 minutos). La prueba se
puede realizar con o sin usar una llama
piloto (modo con llama o sin llama,
respectivamente). En este trabajo todos
los ensayos han sido realizados en el modo
con llama.
3.2 Calorímetro de cono (ASTM E1354)
El calorímetro de cono es un instrumento
de laboratorio que mide la combustibilidad
y la generación de humo de materiales en
una amplia gama de condiciones. Para los
materiales de construcción que deben
superar el costoso ensayo del túnel de
Steiner se usa a menudo el calorímetro
de cono como prueba preliminar. Aunque
ningún ensayo de irradiación fija puede
predecir las prestaciones durante el ensayo
de túnel a gran escala, el ensayo con calorí-
metro de cono es reconocido ampliamente
como instrumento de desarrollo útil.
En el ensayo con calorímetro de cono,
descrito por la norma ASTM E1354, una
muestra cuadrada de 100mm x 100mm
(4 x 4 pulgadas) es expuesta al flujo
radiante de un calentador eléctrico.
El calentador tiene forma de cono truncado
(del cual toma el nombre el instrumento)
y puede generar flujos de calor de entre
10 y 110kW/m², normalmente de 50 a
75kW/m². Este valor es de dos a tres veces
mayor que el flujo de calor usado en la
cámara de humo NBS.
El calorímetro de cono permite medir las
características de las prestaciones frente
al fuego de materiales clave usados para el
modelado de incendios. La generación de
humo es medida continuamente usando
un haz láser en el conducto de escape. El
valor registrado de la intensidad se usa
para calcular un coeficiente de extinción,
que es el parámetro de medición del humo
en el flujo de aire.
La integración del coeficiente de extinción
frente al tiempo es combinado con
el volumen total de los productos de
combustión para obtener el parámetro de
medición del humo total. Normalizadas
para el área superficial de la muestra, las
unidades de medida del humo total son
m²/m².
En este trabajo, el ensayo con calorímetro
de cono ha sido realizado por Polymer
Diagnostics, Avon Lake, Ohio, EE.UU., y
en el College of William and Mary, bajo la
dirección del Profesor William Starnes.
4. Resultados
4.1 Cámara de humo NBS
Se han seleccionado dos fórmulas
diferentes de PVC flexible para comparar
el prototipo Kemgard STA con el AOM
comercial. En una formula se ha agregado
30 phr de trihidrato de aluminio (ATH). En
la otra formula, la concentración de ATH
era 60 phr. Las fórmulas de base se ilustran
en la
Tabla 4
.
Las comparaciones de los productos se
han realizado con 5, 10 y 15 phr de AOM
total. Las cantidades de talco han sido
ajustadas para mantener fijo el nivel total
de carga inerte.
Las
Figuras 3-5
muestran la densidad del
humo en función de la concentración de
los componentes. D90 corresponde al
nivel de humo después de 90 segundos.
D4 corresponde a la densidad del humo
después de 4 minutos y Dmax representa
la densidad de humo máxima alcanzada
durante el ensayo.
Los datos muestran claramente que, con
todas las concentraciones y en todos los
intervalos de tiempo, el KG-STA supera
ampliamente las prestaciones del WA
011GA Climax. De nuevo, las prestaciones
del KG-STA también son superiores a las
de la mejor muestra comercial, A2017I
Climax, con cualquier concentración y en
cualquier intervalo de tiempo. En términos
de densidad de humo máxima, el KG-STA
ofrece sus mejores prestaciones con las
menores concentraciones. De hecho, las
prestaciones del KG-STA a 5 phr pueden
ser comparadas a las prestaciones del
mejor AOM comercial a 10 phr. Se trata
de un resultado importante y sugiere un
uso mucho más eficiente de la química
del AOM.
Las
Figuras 6-8
presentan los resultados
de la cámara de humo NBS obtenidos con
la fórmula que contenía la cantidad de
ATH más alta (60 phr). De nuevo, se ilustra
la densidad del humo en función de la
concentración de los componentes.
Figura 3
:
Densidad del humo NBS después de noventa
segundos para el KG-STA y el AOM comercial
▲
Figura 4
:
Densidad del humo NBS después de cuatro
minutos para el KG-STA y el AOM comercial
▲
Figura 5
:
Densidad del humo máxima para el KG-STA y el
AOM comercial
▲
Figura 6
:
Densidad del humo NBS después de noventa
segundos para el KG-STA y el AOM comercial
▲
Figura 7
:
Densidad del humo NBS después de cuatro minutos
para el KG-STA y el AOM comercial
▲
Figura 8
:
Densidad del humo máxima para el KG-
STA y el AOM comercial
▲
PVC flexible con 30 phr de ATH: D90
Comparación del AOM con 60 phr de ATH: D90
Comparación del AOM con 60 phr de ATH: D4
PVC flexible con 30 phr de ATH: D4
PVC flexible con 30 phr de ATH: Dmax
Comparación del AOM con 60 phr de ATH: Dmax
densidad media
del humo
densidad media
del humo
densidad media
del humo
densidad media
del humo
densidad media
del humo
densidad media
del humo