ASTM F1959:2024a

• Ablación, n-en las pruebas de arco eléctrico, una respuesta física evidenciada por una erosión significativa o la formación de uno o más orificios grandes en una capa de un sistema multicapa.
• Eab: la energía incidente en un sistema multicapa que da como resultado una probabilidad del 50 % de la respuesta física de ablación.
• La clasificación del arco se expresa en cal/cm² y se deriva del valor determinado de ATPV o E_BT (si en caso que un sistema de material exhibe una respuesta de ruptura por debajo del valor de ATPV o el límite de clasificación del arco. Se puede expresar cmo ATPV, E_BT o AR_Lim.
• ATPV: la energía incidente en un material o un sistema multicapa de materiales que da como resultado un 50 % de probabilidad de que se prevé suficiente transferencia de calor a través de la muestra ensayada para causar la aparición de una lesión por quemadura cutánea de segundo grado según la curva de Stoll⁵, kJ/m² [cal/cm²].
• Se considera que la probeta exhibe rotura cuando cualquier orificio tiene al menos 1,6 cm² [0,5 pulg²] de área o al menos 2,5 cm [1,0 pulg.] en cualquier dimensión. En probetas de capas múltiples de material resistente al fuego, todas las capas deben romperse para cumplir con la definición.
• E_BT: la energía incidente en un material o sistema de material que da como resultado un 50 % de probabilidad de apertura.
• AR_Lim: El límite de clasificación de arco indica la protección máxima de energía térmica que ha sido asignada al producto conforme las especificaciones del fabricante una vez realizada la verificación mediante pruebas o límites de detección del método de análisis.
• Flujo de calor, n: la intensidad térmica indicada por la cantidad de energía transmitida dividida por el área y el tiempo kW/m² [cal ⁄cm²s].
• Energía incidente (Ei), n—la energía térmica total recibida en la superficie del panel como resultado directo de un arco eléctrico.
• Curva de Stoll⁵: un modelo empírico de lesión por quemaduras cutáneas de segundo grado predicho, también conocido comúnmente como Respuesta de Stoll.

 Este método de prueba determina la respuesta de transporte de calor a través de un material, tejido o sistema de tejido cuando se expone a la energía térmica de un arco eléctrico. Esta respuesta de transporte de calor se evalúa frente a la curva de Stoll.

Durante este procedimiento, la cantidad de energía térmica transferida por el material ensayado se mide durante y después de la exposición a un arco eléctrico.

El rendimiento del material para este procedimiento se determina a partir de la cantidad de calor transferido por ya y a través del material probado.

Los datos de transferencia de calor determinados por este método de prueba son la base de la clasificación de arco para el material.

La clasificación de arco determinada por este método de prueba es la cantidad de energía que predice un 50 % de probabilidad de quemadura de segundo grado según lo determinado por la Curva de Stoll o rotura (si el tejido la muestra rotura antes de que se alcance la predicción de lesión por quemadura en la piel). También se puede expresar como AR_Lim en base a los límites del aparato de prueba o rendimiento del tejido. El AR_Lim puede ser un límite reducido establecido por el fabricante:

La respuesta del material debe describirse con más detalle registrando los efectos observados de la exposición al arco eléctrico en los especímenes.

El aparato de prueba consistirá en 3 paneles de 2 sensores, bus de suministro y electrodos, sensores de monitorización, suministro eléctrico, controlador del test y un sistema de adquisición de datos

1. Sensor:
   • Se debe construir el calorímetro con cobre de pureza superior al 99.9% de grado eléctrico. El disco de cobre deberá tener un espesor de 1.6±0.1 mm, un diámetro de 40±0.1 mm y un peso de 18±1 g. Estos parámetros deberán medirse para determinar el coeficiente de respuesta real para cada calorímetro para ser utilizado en los cálculos de capacidad calorífica.
   • Termopar tipo K (NiCr-NiAl) con punta soldada y con un área de sección transversal de 0.05mm². Este termopar se ubicará dentro del agujero del disco de cobre. El agujero se hará en el centro del disco a una profundidad de 1.3±0.1 mm. La punta debe estar al descubierto dentro del disco de cobre. Los cables del termopar se separan al salir del disco de cobre. (ver figura 1).

• Realizar el peso de una muestra acondicionada según D3776/D3776M opción C para la especificación F1506
• Realizar 3 lavados del tejido según AATCC 1-2021: 3, IV, Aiii
• Sólo se secará una vez.
• Previamente a la realización del ensayo, las muestras deben ser acondicionadas a 25±8ºC con una humedad relativa de 50±20% durante 1h.
• Para determinar el peso de la muestra, troquelar un círculo de 3.8-7.6cm de diámetro. Hacer al menos 3 probetas de la misma muestra distribuidas por todo el tejido.
• Pesar los círculos con una balanza analítica de 0.001g de precisión.
• Calcular el peso del tejido según fórmula:

MÉTODO GENERAL

1. Temperatura inicial de los sensores antes del disparo 15-35ºC
2. Parámetros: 8±0.1kA; separación entre electrodos de 305±5 mm; sensores en posición 1 para un valor de arco esperado de hasta 2300 kJ/m² o posición 2 para valores superiores a 1675 kJ/m².
3. La duración del arco debe ser variable para producir la serie de exposiciones requeridas
4. La muestra se fijará en el panel sin estirarla de modo que permita que la muestra se contraiga durante el ensayo.
5. Para determinar el ATPV se determinarán 3 muestras del mismo tejido uno para cada panel de sensores.
6. Se debe realizar al menos una serie de 7 pruebas en el rango de energía incidente a testear aumentando o disminuyendo la duración del arco. Esta serie de disparos de distribuye del siguiente modo: al menos 3 puntos con SCD negativo, al menos 3 puntos con SCD No negativo.
7. Al menos 10 puntos deben estar en el rango del ±20 % del ATPV final. Todos los puntos son válidos a menos que el calorímetro exceda de los 500ºC, haya un mal funcionamiento del equipo o falle el montaje de la muestra.
8. Si las muestras presentan rotura, se consideran puntos válidos para el cálculo ATPV. En el caso que haya 2 o más roturas con energías inferiores al 20% superior a la determinación del ATPV, evaluar la respuesta de rotura.

DETERMINACIÓN DEL E_BT:

1. El conjunto de datos será distribuido del siguiente modo: al menos 3 puntos deben están por debajo del límite inferior de la zona de mezcla de apertura; al menos 3 puntos deben estar por debajo del límite de la zona de mezcla superior de apertura
2. Al menos 10 puntos de datos deben estar dentro del rango del ±20% del E_BT
3. En caso de no tener suficientes datos acordes a los parámetros realizar pruebas adicionales.

LÍMITE DE CLASIFICACIÓN DEL ARCO AR_Lim:

Puede darse en los siguientes casos:

1. Este límite puede ser escogido por el fabricante para cualquier sistema que sea inferior a E_BT o ATPV determinado anteriormente.
2. Cuando el aparato tiene un límite de 100cal/cm²
3. Según solicitud del fabricante

1. Transferencia de calor:
   1. Determinación del tiempo 0
   2. Trazado de respuesta del sensor del panel. Este se determina poco antes, durante y 30s después de la exposición al arco eléctrico.
   3. Calcular el valor promedio de la energía incidente monitoreada
   4. Determinación de las lesiones por quemaduras cutáneas de segundo grado. Se compara la energía térmica de cada panel con el modelo empírico de la curva de Stoll.
   5. Determinación de los valores ATPV: se utilizan mínimo 20 mediciones del panel para calcular el ATPV.
   6. Determinación del factor de atenuación del calor (HAF): Se determina el promedio máximo de respuesta de energía térmica para cada uno de los paneles.
2. Determinación de la energía de ruptura:
   Se utiliza la información de apertura del panel de prueba juntamente con la energía incidente. Al menos el 15% de los paneles que tengan valores de energía más altos siempre se abren y del 50-70% de los paneles tienen valores de energía dentro del 20% del E_BT. Para ello, se requiere un mínimo de valores de datos.
   a. Registre un valor de 1 para cada panel que presente rotura y un valor de 0 para los que no presenten rotura.
   b. Hacer una regresión logística nominal de los datos obtenidos.
   c. Con lo datos obtenidos de pendiente e intersección calcular el valor de probabilidad del 50% que el material se rompa (E_BT=|intersección/pendiente|)

3. Clasificación del arco ATPV: Sólo informar si no se ha producido ninguna rotura dentro o debajo de la zona de mezcla durante la determinación. En caso contrario, realizar más pruebas suficientes para determinar el E_BT.
   a. En caso de que el E_BT sea igual o inferior al ATPV, el valor de clasificación de arco será el valor de E_BT.
   b. En caso que el E_BT esté por encima del ATPV determinado, el valor de clasificación será el de ATPV.
4. Determinación de la ignición de una capa inferior inflamable:
   Se utiliza la información de encendido de la capa inferior del panel de prueba y la energía incidente determinada. Al menos el 15% de los valores deben estar en un rango que nunca enciende la capa inferior, al menos el 15% de los valores deben estar en un rango que siempre enciende la capa inferior y el 50-70% de los paneles tienen valores dentro del 20% del valor de energía de ignición de la capa inferior inflamable determinado.
   En caso de no haber suficientes datos en estos rangos, hacer pruebas adicionales.
   a. Registre un valor de 1 para cada panel que se observe ignición en la capa inferior y un valor de 0 para los paneles que no tengan ignición
   b. Realizar una regresión logística nominal tal y como se detalla en los puntos 2b i 2c.

5. Datos eléctricos: No puede haber más del 2% de variación entre pruebas
6. Información subjetiva: Cualquier efecto adicional de la exposición (rotura, derretimiento, goteo, carbonizado, fragilidad, contracción y encendido)

• Nombre del laboratorio que realiza el ensayo
• Identificación del informe de ensayo
• Fecha del ensayo y emisión del informe
• Nombre del fabricante, productor o contratista
• Edición de la norma y explicación de cualquier desviación de la misma
• Descripción de la muestra
  • Productor
  • Número de identificación único para cada capa o sistema
  • Orden de colocación de capas con la capa exterior en primer lugar
  • Construcción de la tela, incluido el contenido de fibra del material por capa
  • De cada capa, el peso real según F1506, el peso del tejido sometido al ensayo y el peso nominal del tejido según fabricante.
  • Color de cada capa
  • Tratamiento previo de la muestra ensayada
  • Resultados de análisis incluyendo los resultados de Arc rating, ATPV, E_BT, AR_Lim.
  • Tabla con lo resultados
  • Evaluación subjetiva del material
  • Gráfico de curvas de regresión logística
  • Fotografías de las muestras ensayadas antes y después del ensayo
  • Registros detallados del ensayo
  • Gráficas del voltaje, corriente y respuesta del calorímetro del arco individual
  • Vídeo y fotografías de todas las pruebas realizadas
• Valores de clasificación de arco ≤ 420 kJ/cm² con precisión de 5 kJ/cm². Valores de clasificación superiores a 420 kJ/cm² con precisión de 50 kJ/cm².
  • El AR_Lim se puede reportar además del ATPV y/o E_BT.