DEF STAN 02-713 Determinação do Índice de Toxicidade de Produtos de Combustão a partir de Pequenas Amostras de Materiais

A norma "DEF STAN 02-713 Determinação do Índice de Toxicidade de Produtos de Combustão a Partir de Pequenas Amostras de Materiais", publicada sob as Normas de Defesa Britânicas, descreve os requisitos para um de uma série de métodos de ensaio para determinar as características de incêndio de materiais referenciados na DEF STAN 07-247. Este ensaio examina a toxicidade de produtos de combustão em relação a um número limitado de pequenas espécies moleculares produzidas quando uma pequena amostra de material queima completamente sob condições especificadas.

Este teste destina-se a fazer parte do processo de triagem de pré-seleção de materiais e não deve ser interpretado como uma avaliação dos riscos de toxicidade em condições reais de incêndio. O método de teste destina-se à análise de um grupo específico de espécies gasosas comumente encontradas nos produtos de combustão de materiais utilizados em aplicações militares e que podem ser letais em caso de incêndio. Esta norma não aborda efeitos de retardo mental agudo, toxicidade tardia ou de longo prazo, ou toxicidade associada a produtos de combustão particulados. O conjunto de espécies gasosas analisadas não é exaustivo, e o teste não determina a toxicidade total de todos os componentes dos produtos de combustão.

Além disso, este teste não tenta levar em consideração o efeito da taxa de queima de um material em sua contribuição para o risco de toxicidade.

Em princípio, dados analíticos de tipos específicos de gases moleculares pequenos liberados quando o material é completamente queimado sob condições especificadas são calculados matematicamente com base no nível de exposição (em ppm) de cada gás que levará a consequências letais em 30 minutos, e um índice de toxicidade combinado é obtido.

Para os fins desta norma, aplicam-se os seguintes termos e definições:

• 1 m³Concentração por 100g (ppm): A concentração de gás (ppm) produzida em condições de teste é dimensionada para 100g de material e os produtos de combustão são expressos como 1m³Ele é recalculado como se estivesse espalhado por um volume de .
• Fator crítico: A concentração (ppm) de um gás considerado letal para humanos durante um período de exposição de 30 minutos.
• Concentração medida: A concentração de gás medida na câmara de teste, em ppm.
• Índice de toxicidade: A soma dos fatores de toxicidade de gases selecionados produzidos pela combustão de um material sob as condições especificadas no teste.
• Lote de produção: Quantidade de material produzido na mesma campanha, a partir das mesmas matérias-primas, sob as mesmas condições de processo e com o mesmo equipamento.
• Material de produção: Material com a mesma composição, produzido a partir das mesmas matérias-primas, sob as mesmas condições de processo, com o mesmo equipamento e no mesmo local, que o material a ser fornecido para uso final sob o contrato/pedido no qual esta norma é especificada.

Pequenas amostras com massa predeterminada (geralmente cerca de 1 grama) são completamente queimadas em uma câmara fechada com volume de 0,7 a 1,0 m³ usando um bico de Bunsen alimentado com ar e gás, a uma temperatura de 1150 graus, mais ou menos 25 graus^.

A atmosfera resultante da câmara é analisada quantitativamente para um grupo específico de gases. As correções de fundo são subtraídas para as quantidades de monóxido de carbono, dióxido de carbono e óxidos de nitrogênio produzidos pelo queimador.

Para cada gás, a concentração medida é normalizada por 100 g de material e recalculada como se os produtos da combustão estivessem distribuídos em um volume de exatamente 1 m³ ^. A concentração resultante é expressa como uma razão de fator crítico, que é igual à concentração do gás considerada letal para humanos após 30 minutos de exposição.

O índice de toxicidade do material é obtido pela soma das taxas para todos os gases detectados.

Publicada pelo Ministério da Defesa Britânico, esta norma estabelece um método de ensaio para avaliar a toxicidade potencial da fumaça e dos gases liberados pela queima de materiais, utilizando amostras em pequena escala. Esta norma é fundamental para garantir a segurança de materiais utilizados em aplicações militares, onde riscos de incêndio em espaços confinados, como submarinos, aeronaves ou veículos, podem representar sérios riscos para o pessoal. Ao medir a toxicidade, ela auxilia na seleção de materiais de baixo risco que minimizam os efeitos à saúde durante incêndios.

A norma DEF STAN 02-713 surgiu da necessidade de abordar a segurança contra incêndio em ambientes de alto risco. Desde sua publicação, a norma foi revisada para incorporar avanços na análise de gases tóxicos e na harmonização internacional. Esta atualização responde ao feedback dos ensaios de defesa e à evolução das regulamentações de segurança, aprimorando os protocolos de teste para proporcionar maior precisão na medição dos níveis de exposição subletais e letais.

Esta norma traça paralelos com a norma civil “ISO 13344 Estimativa do potencial tóxico letal de detritos de incêndio”, mas foi projetada especificamente para materiais de nível militar e enfatiza testes rápidos de pequenas amostras para dar suporte à triagem rápida de materiais.

Em resumo, a norma DEF STA 02-713 especifica um teste de combustão em pequena escala para obter o índice de toxicidade , um valor numérico que indica o potencial de risco tóxico do material . O índice de toxicidade é calculado com base na concentração de gases tóxicos importantes (por exemplo, monóxido de carbono, ácido cianídrico e ácido clorídrico) que causam incapacitação ou morte dentro de tempos de exposição específicos.

Os principais elementos desta norma são:

• Preparação da amostra: Pequenas amostras de material (normalmente de 15 a 50 gramas) são condicionadas para simular o uso no mundo real, como compósitos, têxteis ou polímeros.
• Aparelho de teste: Um forno controlado ou painel radiante expõe a amostra a fluxos de calor que simulam condições de incêndio (por exemplo, 25-50 kW/m²). Os produtos da combustão são coletados em uma câmara e analisados ​​por cromatografia gasosa ou espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR).
• Simulação de exposição: O teste modela dois cenários para capturar uma variedade de comportamentos de fogo: sem chama (combustão lenta) e decomposição por chama. A exposição a roedores (historicamente usada) ou modelos computacionais preveem a resposta humana.
• Medidas de toxicidade: A resposta tóxica é derivada do tempo de início (por exemplo, por meio de um modelo de dose efetiva fracionada). Valores abaixo de 1,0 indicam baixa toxicidade, enquanto pontuações mais altas indicam materiais de alto risco.
• Relatórios: Os resultados incluem rendimentos detalhados de gás, densidade óptica de fumaça e limites de conformidade. Os critérios de aprovação/reprovação dependem do uso final (mais rigorosos para espaços fechados, por exemplo).

Este procedimento foi projetado para alta produtividade, levando de 1 a 2 horas por teste, o que o torna adequado para controle de qualidade na produção.

No setor de defesa, a norma DEF STAN 02-713 é essencial para reduzir os riscos de toxicidade por fumaça, responsável por até 50% das mortes relacionadas a incêndios em ambientes militares confinados. Ela minimiza a liberação de irritantes de materiais em isolamento de cabos, pisos ou compósitos estruturais, aumentando a capacidade de sobrevivência em situações de emergência. Por exemplo, a norma DEF STAN 02-345 é referenciada para conjuntos de tubos de borracha, fornecendo suporte de certificação para sistemas navais, aerotransportados e terrestres.

Esta norma é essencial por vários motivos, especialmente no contexto de aplicações militares onde a segurança, a confiabilidade e a eficácia operacional são fundamentais.

Esta norma também impacta fornecedores globais de defesa, já que os aliados da OTAN geralmente a cumprem para interoperabilidade. Laboratórios de testes avançados oferecem serviços credenciados de acordo com esta norma, ajudando os fabricantes a cumprir e reduzir sua responsabilidade.

Nossa organização, que atua há muitos anos e acompanha meticulosamente os desenvolvimentos globais em ciência e tecnologia, realiza testes, medições e análises em uma ampla gama de áreas para empresas de todos os setores, com uma equipe qualificada e ampla infraestrutura. Nesse contexto, também fornecemos serviços de testes de acordo com a norma "DEF STAN 02-713 Determinação do Índice de Toxicidade de Produtos de Combustão a partir de Amostras de Pequenos Materiais".