21.04.2026 by Aileen Sammler
Más transparencia en el análisis de gases de combustión: Acoplamiento FT-IR OMEGA 5 en el calorímetro de cono NETZSCH TCC 918
Más allá de picos y curvas: Application Insights by NETZSCH and Bruker
La Serie de Blogs Mensuales con Bruker Optics - Parte 4: Combinando la calorimetría cónica con el análisis de gases FT-IR
Comprender el comportamiento de los materiales ante el fuego es esencial para evaluar la seguridad en sectores como la construcción, el transporte, la electrónica y las infraestructuras públicas. En estos entornos, no solo es importante saber con qué intensidad arde un material, sino también qué gases se liberan durante la combustión.
Más transparencia en el análisis de gases de combustión
El NETZSCH TCC 918 Calorímetro de Cono es un instrumento bien establecido para analizar el comportamiento del fuego. Aplicando el principio de consumo de oxígeno, proporciona parámetros clave del fuego, como las concentraciones de oxígeno, dióxido de carbono y monóxido de carbono, la tasa de liberación de calor (HRR), la tasa de producción de humo (SPR), la tasa de pérdida de masa (MLR), el tiempo hasta la ignición (TOI) y el tiempo hasta la extinción de la llama (TOF). En conjunto, estos parámetros describen el comportamiento ante el fuego de un material desde la ignición hasta la extinción de la llama y se utilizan ampliamente para modelizar escenarios de incendios reales.
En este cuarto artículo de nuestra serie de blogs NETZSCH Bruker sobre técnicas analíticas acopladas, analizamos cómo la combinación de la calorimetría de cono con el análisis de gases FT-IR proporciona una visión más profunda de los procesos de combustión y las emisiones tóxicas.
Calorimetría de Cono: La base del análisis del comportamiento del fuego
Durante una prueba con calorímetro de cono, se expone una muestra a un flujo de calor definido procedente de un calentador de cono, se enciende y se deja arder en condiciones controladas. Los gases de combustión resultantes se transportan a través de un sistema de escape donde se analizan para determinar los parámetros clave del incendio.
El análisis estándar de gases en TCC 918 se centra en las concentraciones de O₂, CO y CO₂, que se utilizan para calcular la tasa de liberación de calor según el principio de consumo de oxígeno. La tasa de liberación de calor es uno de los indicadores más importantes de la intensidad del fuego y del peligro potencial.
Otros resultados del calorímetro de cono classic son:
- Tasa de producción de humo (SPR) - que indica el deterioro de la visibilidad y la posible exposición tóxica
- Pérdida de masa (ML) - refleja la degradación del material y la formación de residuos
- Tiempo hasta la ignición (TOI) y Tiempo hasta el apagado de la llama (TOF ): describen el comportamiento temporal de la combustión
Estas mediciones ya proporcionan una imagen completa del comportamiento del fuego. Sin embargo, no revelan completamente las especies químicas específicas presentes en los gases de combustión.
Ampliación de las pruebas de detección de incendios con el análisis de gases FT-IR
Para obtener una visión más profunda de los procesos de combustión, el NETZSCH TCC 918 Calorímetro de cono puede acoplarse con el analizador de gases Bruker OMEGA 5 FT-IR.
La conexión se realiza a través de una línea de transferencia calentada, lo que garantiza un transporte rápido del gas y evita la condensación de los productos de Reacción de descomposiciónUna reacción de descomposición es una reacción inducida térmicamente de un compuesto químico que forma productos sólidos y/o gaseosos. descomposición. Esto permite el análisis FT-IR en tiempo real de los gases de combustión durante el experimento.
La espectroscopia FT-IR identifica los gases basándose en sus espectros de absorción de infrarrojos característicos. A diferencia de muchas otras técnicas de acoplamiento que proporcionan principalmente información cualitativa o semicuantitativa, el analizador de gases FT-IR OMEGA 5 permite la determinación cuantitativa directa y simultánea de múltiples especies gaseosas en la corriente de combustión.
Además de los gases de combustión estándar, como CO₂, CO y H₂O, el sistema puede, por tanto, cuantificar simultáneamente una amplia gama de compuestos adicionales, entre los que se incluyen:
- hidrocarburos (por ejemplo, metano, eteno, etileno)
- compuestos halogenados como HCl, HBr y HF
- especies que contienen nitrógeno como HCN, NH₃, NO, NO₂ y N₂O
- compuestos orgánicos como el formaldehído, el benceno y el fenol
- compuestos de azufre como el SO₂
Esta capacidad permite a los investigadores ir más allá de los parámetros clásicos del fuego y obtener información cuantitativa y resuelta en el tiempo sobre especies gaseosas tóxicas y relevantes para el fuego, proporcionando una comprensión mucho más completa de los procesos de combustión y del comportamiento de las emisiones.
Ejemplo: Comportamiento al fuego de los materiales de poliamida
Para demostrar las capacidades de este sistema acoplado, se probó una muestra textil de PA6 en el calorímetro de cono bajo un flujo de calor definido.
Los datos del calorímetro de cono de classic revelaron el comportamiento típico del material frente al fuego, incluida la tasa de liberación de calor y la tasa de producción de humo. Al mismo tiempo, el análisis de gases FT-IR proporcionó información detallada sobre la composición de los gases de humo generados durante la combustión.
Entre los gases detectados se encontraban:
- CO₂ como principal producto de combustión
- H₂O procedente de la Reacción de descomposiciónUna reacción de descomposición es una reacción inducida térmicamente de un compuesto químico que forma productos sólidos y/o gaseosos. descomposición de materiales y aditivos
- CO, que indica una combustión incompleta
- NO y N₂O procedentes de estructuras poliméricas que contienen nitrógeno
- HCN, un gas altamente tóxico que puede inhibir la respiración celular
La detección simultánea de estos gases permite a investigadores e ingenieros evaluar no sólo la intensidad del incendio, sino también el riesgo toxicológico de los productos de la combustión.
Una visión más completa de la seguridad contra incendios
Mientras que el calorímetro de cono cuantifica el comportamiento térmico al fuego de un material, el analizador de gases FT-IR revela la composición química de los gases de humo resultantes. Juntos, permiten una evaluación exhaustiva de los materiales en lo que respecta al comportamiento frente al fuego, las emisiones tóxicas, el cumplimiento de la normativa de seguridad y la idoneidad para aplicaciones críticas para la seguridad.
Lea la nota de aplicación completa aquí
Este artículo es la cuarta parte de nuestra serie de blogs que destacan las ventajas de combinar el análisis térmico y espectroscópico a través de la colaboración a largo plazo entre NETZSCH y Bruker.
¡Permanezca atento! Nuestro próximo artículo profundizará en la investigación de la materia prima del cemento mediante STA-FTIR.
Revise la serie de blogs:
Este artículo concluye nuestra serie mensual de blogs sobre análisis de gases evolucionados con TGA-FT-IR "Más allá de picos y curvas: Application Insights by NETZSCH and Bruker".
Revise la serie completa:
- Parte 1:Identificación de materiales separadores en aplicaciones de baterías
- Parte 2:Detección de plastificantes en polímeros, juguetes y artículos deportivos
- Parte 3: Influencia de la humedad en la Reacción de descomposiciónUna reacción de descomposición es una reacción inducida térmicamente de un compuesto químico que forma productos sólidos y/o gaseosos. descomposición farmacéuticaInfluencia de la humedad en la descomposición farmacéutica
- Parte 4 : Análisis de gases de combustión: Acoplamiento OMEGA 5 FT-IR en el calorímetro de cono NETZSCH TCC 918
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