ISO 5660 Ensayos de reacción al fuego: liberación de calor, producción de humo y tasa de pérdida de masa

La norma ISO 5660 "Ensayos de reacción al fuego: liberación de calor, producción de humo y tasa de pérdida de masa", publicada por la Organización Internacional de Normalización (ISO), consta de varias subsecciones publicadas bajo el mismo título. A saber:

• La norma "ISO 5660-1 Parte 1: Tasa de liberación de calor (método del calorímetro de cono) y tasa de producción de humo (medición dinámica)" describe un método para evaluar la tasa de liberación de calor y la tasa de producción dinámica de humo de muestras expuestas en posición horizontal a niveles de irradiancia controlados con un encendedor externo. La tasa de liberación de calor se determina midiendo el consumo de oxígeno derivado de la concentración de oxígeno y el caudal en la corriente de producto de combustión. El tiempo de ignición (llama continua) también se mide en esta prueba. La tasa de producción dinámica de humo se calcula midiendo la atenuación de un haz de luz láser por la corriente de producto de combustión. La pérdida de humo se registra durante toda la prueba, independientemente de si la muestra se enciende o no.

El método de ensayo se basa generalmente en la observación de que el calor neto de combustión es proporcional a la cantidad de oxígeno necesaria para la combustión. La relación es que se liberan aproximadamente 13,1 x 10³ ^kJ de calor por cada kilogramo de oxígeno consumido. Las muestras se queman en condiciones de aire ambiente, expuestas a un rango de irradiación externa predeterminado de 0 kW m⁻² ^a 75 kW ^m⁻² , y se miden las concentraciones de oxígeno y los caudales de gases de escape. Este método se utiliza para evaluar la contribución del producto ensayado a la tasa de liberación de calor durante su exposición al fuego. Estas propiedades se determinan en muestras pequeñas y representativas.

El principio de medición del humo se basa generalmente en la observación de que la intensidad de la luz transmitida a través del volumen de los productos de combustión disminuye exponencialmente con la distancia. Esto se conoce comúnmente como la ley de Bouguer. Las muestras se queman en condiciones de aire ambiente, expuestas a una irradiación externa predeterminada de 0 kW m⁻² ^a 75 kW m⁻² ^, y se miden el oscurecimiento del humo, el caudal de los gases de escape y la tasa de pérdida de masa de la muestra. El oscurecimiento del humo se mide como una fracción de la intensidad de la luz láser transmitida a través del humo en el conducto de escape. Esta fracción se utiliza para calcular el coeficiente de amortiguación según la ley de Bouguer.

Los resultados de las pruebas se informan en términos de producción y tasa de producción de humo, ambos normalizados a la superficie de la muestra expuesta. La tasa de producción de humo se calcula como el producto del coeficiente de extinción por el caudal volumétrico de humo en el conducto de extracción. La producción de humo se calcula integrando numéricamente la tasa de producción de humo durante el intervalo de tiempo considerado. Las variables informadas están normalizadas por área, ya que la producción de humo es proporcional a esta. El método de prueba se utiliza para evaluar la contribución del producto analizado a la tasa de propagación del humo y la cantidad de humo producido durante un incendio bien ventilado. Estas propiedades se determinan a su vez en muestras pequeñas y representativas.

• La norma "ISO 5660-2 Parte 2: Tasa de producción de humo (medición dinámica)" especifica un método a pequeña escala para evaluar la tasa de producción de humo dinámico en muestras prácticamente planas sometidas a niveles controlados de calor radiante en condiciones de buena ventilación, con o sin encendedor externo. La tasa de producción de humo se calcula midiendo la atenuación de un haz de luz láser por la corriente de producto de combustión. El oscurecimiento del humo se registra durante todo el ensayo, independientemente de si la muestra está en llamas o no. El sistema de medición prescrito por esta norma es una extensión del instrumento descrito en la norma ISO 5660-1. Por lo tanto, esta norma se utiliza conjuntamente con la norma ISO 5660-1.

Este método de prueba se basa en la observación de que la intensidad de la luz que atraviesa un volumen de productos de combustión disminuye exponencialmente con la distancia. Esto se conoce como la ley de Bouguer. Las muestras de prueba se exponen a un rango predeterminado de irradiación externa mientras se queman en condiciones ambientales, y se miden la oscurecimiento del humo, el caudal de los gases de escape y la tasa de pérdida de masa de la muestra. El oscurecimiento del humo se mide como la fracción de la intensidad de la luz láser que atraviesa el humo en el conducto de escape. Esta fracción se utiliza para calcular el coeficiente de extinción según la ley de Bouguer.

Los resultados de las pruebas se informan en términos de producción de humo y tasa de producción de humo, ambos normalizados a la superficie de la muestra expuesta. La tasa de producción de humo se calcula como el producto del coeficiente de extinción por el caudal volumétrico de humo en el conducto de extracción. La producción de humo se calcula mediante la integración numérica de la tasa de producción de humo durante el intervalo de tiempo considerado. Las variables informadas están normalizadas por área, ya que la producción de humo es proporcional a esta. El método de prueba se utiliza para evaluar la contribución del producto analizado a la tasa de propagación del humo y la cantidad de humo producido durante la participación en un incendio bien ventilado. Estas propiedades se determinan en muestras pequeñas y representativas.

• La norma "ISO 5660-3 Parte 3: Guía de Medición" examina las limitaciones del calorímetro de cono utilizado actualmente en la fabricación de productos y sugiere maneras de superar algunas de ellas para otros tipos de productos y otras áreas de aplicación. Esta norma recopila el conocimiento adquirido a partir de una amplia experiencia con el instrumento en un conjunto de directrices que ayudarán a estandarizar el uso del calorímetro de cono en este contexto más amplio.

Esta norma proporciona orientación específica sobre aspectos de la preparación de muestras y el comportamiento de las muestras expuestas al calor radiante, como la fusión, la desintegración y la hinchazón. Analiza la importancia del espesor de la muestra, el uso del sustrato y los métodos de fijación del sustrato. También proporciona asesoramiento sobre enfoques para el ensayo de diversos productos no estándar. También proporciona recomendaciones sobre técnicas de calibración de instrumentos, la selección de niveles adecuados de flujo térmico y protocolos de cocción. Además de la orientación para los operadores, esta norma también incluye recomendaciones para la presentación de los resultados de las pruebas.

• La norma ISO 5660-4 Parte 4: Medición de bajos niveles de liberación de calor describe un método para evaluar materiales y productos que producen bajos niveles de liberación de calor al exponerse a los altos niveles de irradiancia típicos de incendios completamente desarrollados. Se diferencia de la norma ISO 5660-1 al especificar elementos como el tamaño específico de la muestra, el portamuestras, la orientación de la muestra, el caudal volumétrico y los niveles de irradiancia a los que se realiza el ensayo. El método de ensayo descrito en esta norma está diseñado para su uso en productos y materiales que contienen solo pequeñas cantidades de elementos combustibles; por ejemplo, muestras de ensayo con una liberación total de calor de 0,75 MJ/m² a 15 MJ/m². La norma ISO 5660-1 incluye un método de ensayo para muestras con una liberación total de calor de moderada a alta. La información obtenida mediante este método de ensayo en esta norma también puede utilizarse para fines de ingeniería de seguridad contra incendios. Al igual que en la norma ISO 5660-1, las tasas de liberación de calor no se miden directamente ni en términos absolutos, sino que se calculan teóricamente utilizando una constante de proporcionalidad derivada experimentalmente que relaciona el calor liberado con el consumo de oxígeno medido.

La medición de la tasa de liberación de calor y la liberación total de calor se utiliza para cuantificar la capacidad de la muestra de ensayo para encenderse y contribuir al calor de un incendio. Generalmente, se basa en la observación de que el calor neto de combustión de un material está directamente relacionado con la cantidad de oxígeno necesaria para quemarlo. Esta relación es de aproximadamente 13,1 x 1,0³ kJ de calor liberado por 103 kg de oxígeno consumido. Opcionalmente, se pueden realizar mediciones adicionales de dióxido de carbono y monóxido de carbono para el cálculo de la liberación de calor.

• La norma "ISO 5660-5 Parte 5: Tasa de liberación de calor (método del calorímetro de cono) y tasa de producción de humo (medición dinámica) en atmósferas con oxígeno reducido" describe el aparato y el procedimiento utilizados para medir la respuesta al fuego en atmósferas con oxígeno reducido. Se realizan mediciones continuas para calcular las tasas de liberación de calor, las tasas de producción de humo y gases específicos, y las tasas de pérdida de masa. También se miden los tiempos de ignición para obtener el comportamiento de ignición. También se pueden determinar los parámetros de pirólisis de muestras expuestas a niveles controlados de irradiancia y de suministro de oxígeno.

Se logran diferentes atmósferas de oxígeno reducido dentro del entorno de prueba controlando la concentración de oxígeno del gas de entrada que ingresa a la cámara (viciado) o el volumen atmosférico total que ingresa a la cámara (ventilación). Se pueden examinar rangos de concentración de oxígeno inferiores al 20,95 %. El instrumento no está diseñado para controlar condiciones de oxígeno enriquecido con una concentración de oxígeno atmosférico superior al 20,95 %. El sistema de medición prescrito en esta norma se basa en el calorímetro de cono descrito en la norma ISO 5660-1. Por lo tanto, este documento está diseñado para usarse junto con la norma ISO 5660-1.

Nuestra organización, que lleva años apoyando a empresas de todos los sectores mediante una amplia gama de actividades de prueba, medición, análisis y evaluación, cuenta con un sólido equipo de empleados que siguen de cerca los avances científicos y tecnológicos globales y se mejoran constantemente. En este contexto, también ofrecemos servicios de prueba conforme a la norma ISO 5660 "Ensayos de reacción al fuego: liberación de calor, producción de humo y tasa de pérdida de masa".