La norma “ASTM D2863 Método de prueba estándar para medir la concentración mínima de oxígeno requerida para sustentar la combustión cerosa de plásticos (índice de oxígeno)”, desarrollada por la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM), es una norma de respuesta a pruebas de fuego. Esta norma describe un método para medir la concentración mínima de oxígeno (porcentaje en volumen) requerida para sustentar la combustión con llama en una mezcla de oxígeno y nitrógeno en flujo. Este método de prueba comprende tres procedimientos de prueba. El procedimiento A implica la ignición superficial, el procedimiento B implica la ignición por propagación y el procedimiento C es un procedimiento breve que implica la comparación con un valor mínimo especificado del índice de oxígeno.
Las muestras utilizadas en los ensayos se preparan según uno de los seis tipos de muestra.
La norma ASTM D2863 especifica tres procedimientos de prueba:
El procedimiento adecuado depende del tipo de material y del propósito de la prueba.
Este método de ensayo permite analizar materiales estructuralmente autoportantes en forma de barras verticales o láminas de hasta 10,5 mm de espesor. Dichos materiales son sólidos, laminados o celulares con una densidad aparente superior a 15 kg/ m³ .
Este método de ensayo también permite analizar materiales flexibles en láminas o películas mientras se encuentran en posición vertical. En algunos casos, este método también es adecuado para materiales celulares con una densidad aparente inferior a 15 kg/ m³ .
Este método de ensayo mide y describe la respuesta de materiales, productos o dispositivos al calor y las llamas en condiciones controladas, pero por sí solo no abarca todos los factores necesarios para una evaluación del peligro o riesgo de incendio de materiales, productos o dispositivos en condiciones reales de incendio.
La norma ASTM D2863 es una de las normas de ensayo de inflamabilidad más reconocidas para plásticos y materiales poliméricos. Establece un método de laboratorio para determinar la concentración mínima de oxígeno (índice de oxígeno) en la mezcla oxígeno/nitrógeno necesaria para que un material mantenga una combustión similar a la de una vela. Dado que el aire atmosférico contiene aproximadamente un 21 % de oxígeno, el valor del índice de oxígeno límite (LOI) proporciona una indicación numérica adecuada de la inflamabilidad relativa de un material. Los materiales con valores más altos del índice de oxígeno límite suelen ser más resistentes a la ignición y a la propagación de la llama en condiciones de laboratorio controladas.
La norma ASTM D2863 es utilizada en todo el mundo por fabricantes de materiales, proveedores de la industria automotriz, empresas aeroespaciales, fabricantes de productos electrónicos y laboratorios de investigación para comparar las propiedades de inflamabilidad de plásticos y otros materiales poliméricos. El objetivo principal de esta norma es determinar la concentración de oxígeno necesaria para que un material continúe ardiendo tras la ignición.
A diferencia de las pruebas de inflamabilidad de aprobado/suspenso, la norma ASTM D2863 proporciona un valor cuantitativo conocido como índice de oxígeno (IO) o índice de oxígeno límite (ILO), que permite a los ingenieros comparar la resistencia a la llama de diferentes materiales.
Esta prueba resulta especialmente valiosa en las siguientes situaciones:
En principio, la muestra de ensayo se coloca verticalmente dentro de una columna de combustión transparente por la que fluye hacia arriba una mezcla controlada de oxígeno y nitrógeno. Una vez estabilizada la composición del gas, se enciende el extremo superior de la muestra con una llama estándar. El operador observa si la muestra continúa ardiendo. La concentración de oxígeno se ajusta mediante ensayos sucesivos hasta determinar el nivel mínimo de oxígeno capaz de mantener la combustión. Esta concentración se denomina índice de oxígeno límite (LOI). Matemáticamente, el LOI es la concentración mínima de oxígeno necesaria para una combustión sostenida.
La norma ASTM D2863 admite diversas configuraciones de muestras para plásticos rígidos y flexibles. Los materiales típicos incluyen:
Esta norma define varios tamaños de muestra según la forma y el grosor del material. Generalmente está diseñada para muestras autoportantes, pero los materiales flexibles pueden requerir soporte adicional durante las pruebas.
En resumen, el índice de oxígeno indica con qué facilidad se quema un material:
Örneğin,
Los valores reales varían en función de los aditivos, los rellenos, el refuerzo, la densidad y las condiciones de procesamiento.
Entre las organizaciones que habitualmente realizan las pruebas estándar ASTM D2863 se incluyen:
En conclusión, la norma ASTM D2863 es un estándar de ensayo de inflamabilidad reconocido mundialmente para determinar el índice de oxígeno límite (LOI) de plásticos y materiales poliméricos. Al medir la concentración mínima de oxígeno necesaria para mantener la combustión, proporciona una indicación numérica fiable de la resistencia relativa al fuego de un material. Si bien no simula condiciones de incendio reales ni sustituye las pruebas exhaustivas de comportamiento ante el fuego, sigue siendo una herramienta importante para el desarrollo de materiales, el control de calidad, la comparación de productos y la evaluación de tecnologías ignífugas en los sectores automotriz, aeroespacial, eléctrico, de la construcción y de productos de consumo.
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