El punto de inflamación de un material es la "temperatura mínima del líquido a la que, en determinadas condiciones normalizadas, un líquido desprende vapores en una cantidad tal que es capaz de formar una mezcla inflamable de vapor y aire". (EN 60079-10-1)
El punto de inflamación a veces se confunde con la temperatura de autoignición , la temperatura que causa la ignición espontánea . El punto de inflamación es la temperatura más baja a la que los vapores siguen ardiendo después de que se retira la fuente de ignición. Es más alto que el punto de inflamación, porque en el punto de inflamación es posible que el vapor no se produzca lo suficientemente rápido como para mantener la combustión. [1] Ni el punto de inflamación ni el punto de combustión dependen directamente de la temperatura de la fuente de ignición, pero la temperatura de la fuente de ignición es mucho más alta que el punto de inflamación o de combustión, y puede aumentar la temperatura del combustible por encima de la temperatura ambiente habitual para facilitar la ignición.
El punto de inflamación es una característica descriptiva que se utiliza para distinguir entre combustibles inflamables , como la gasolina (también conocida como gasolina ), y combustibles combustibles , como el diésel .
También se utiliza para caracterizar los riesgos de incendio de los combustibles. Los combustibles que tienen un punto de inflamación inferior a 37,8 °C (100,0 °F) se denominan inflamables, mientras que los combustibles que tienen un punto de inflamación superior a esa temperatura se denominan combustibles. [2]
Todos los líquidos tienen una presión de vapor específica , que es una función de la temperatura de ese líquido y está sujeta a la Ley de Boyle . A medida que aumenta la temperatura, aumenta la presión de vapor. A medida que aumenta la presión de vapor, aumenta la concentración de vapor de un líquido inflamable o combustible en el aire. Por lo tanto, la temperatura determina la concentración de vapor del líquido inflamable en el aire. Se necesita una cierta concentración de un vapor inflamable o combustible para mantener la combustión en el aire, el límite inferior de inflamabilidad , y esa concentración es específica para cada líquido inflamable o combustible. El punto de inflamación es la temperatura más baja a la que habrá suficiente vapor inflamable para mantener la combustión cuando se aplica una fuente de ignición. [ cita requerida ]
Existen dos tipos básicos de medición del punto de inflamación: copa abierta y copa cerrada . [3] En los dispositivos de copa abierta, la muestra se encuentra en una copa abierta que se calienta y, a intervalos, se lleva una llama sobre la superficie. El punto de inflamación medido variará en realidad con la altura de la llama sobre la superficie del líquido y, a una altura suficiente, la temperatura del punto de inflamación medida coincidirá con el punto de combustión . El ejemplo más conocido es la copa abierta Cleveland (COC). [4]
Existen dos tipos de comprobadores de copa cerrada: no equilibrados, como Pensky-Martens, donde los vapores sobre el líquido no están en equilibrio de temperatura con el líquido, y equilibrados, como Small Scale (comúnmente conocido como Setaflash), donde los vapores se consideran en equilibrio de temperatura con el líquido. En ambos tipos, las copas están selladas con una tapa a través de la cual se puede introducir la fuente de ignición. Los comprobadores de copa cerrada normalmente dan valores más bajos para el punto de inflamación que los de copa abierta (típicamente 5–10 °C o 9–18 °F más bajos) y son una mejor aproximación a la temperatura a la que la presión de vapor alcanza el límite inferior de inflamabilidad . Además de los comprobadores de punto de inflamación Penskey-Martens, otros comprobadores no equilibrados incluyen TAG y Abel, los cuales son capaces de enfriar la muestra por debajo de la temperatura ambiente para materiales de bajo punto de inflamación. El comprobador de punto de inflamación TAG cumple con la norma ASTM D56 y no tiene agitador, mientras que el comprobador de punto de inflamación Abel cumple con IP 170 e ISO 13736 y tiene un motor de agitación para que la muestra se agite durante la prueba.
El punto de inflamación es una medida empírica, no un parámetro físico fundamental. El valor medido variará según el equipo y el protocolo de prueba, incluida la velocidad de aumento de temperatura (en los comprobadores automáticos), el tiempo permitido para que la muestra se equilibre, el volumen de la muestra y si la muestra se agita o no.
Los métodos para determinar el punto de inflamación de un líquido se especifican en muchas normas. Por ejemplo, las pruebas con el método de copa cerrada de Pensky-Martens se detallan en ASTM D93, IP34, ISO 2719, DIN 51758, JIS K2265 y AFNOR M07-019. La determinación del punto de inflamación con el método de copa cerrada a pequeña escala se detalla en ASTM D3828 y D3278, EN ISO 3679 y 3680, e IP 523 y 524.
La Guía para pruebas de punto de inflamación CEN/TR 15138 y la Guía para pruebas de punto de inflamación ISO TR 29662 cubren los aspectos clave de las pruebas de punto de inflamación.
La gasolina es un combustible que se utiliza en los motores de encendido por chispa . El combustible se mezcla con aire dentro de sus límites de inflamabilidad y se calienta por compresión y se somete a la Ley de Boyle por encima de su punto de inflamación, para luego encenderse mediante la bujía . Para encenderse, el combustible debe tener un punto de inflamación bajo, pero para evitar la preignición causada por el calor residual en una cámara de combustión caliente, el combustible debe tener una temperatura de autoignición alta .
Los puntos de inflamación del combustible diésel varían entre 52 y 96 °C (126 y 205 °F). El diésel es adecuado para su uso en un motor de encendido por compresión . El aire se comprime hasta que se calienta por encima de la temperatura de autoignición del combustible, que luego se inyecta como un aerosol de alta presión, manteniendo la mezcla de combustible y aire dentro de los límites de inflamabilidad. Un motor alimentado con diésel no tiene una fuente de ignición (como las bujías en un motor de gasolina), por lo que el combustible diésel puede tener un punto de inflamación alto, pero debe tener una temperatura de autoignición baja.
Los puntos de inflamación del combustible para aviones también varían según la composición del combustible. Tanto el Jet A como el Jet A-1 tienen puntos de inflamación entre 38 y 66 °C (100 y 151 °F), cerca del punto de inflamación del queroseno comercial. Sin embargo, tanto el Jet B como el JP-4 tienen puntos de inflamación entre −23 y −1 °C (−9 y 30 °F).
Los puntos de inflamación de las sustancias se miden según métodos de prueba estándar descritos y definidos en una publicación de 1938 de TL Ainsley de South Shields titulada "Transporte marítimo de petróleo" (Capitán P. Jansen). La metodología de prueba define el aparato necesario para llevar a cabo la medición, los parámetros de prueba clave, el procedimiento que debe seguir el operador o el aparato automatizado y la precisión del método de prueba. Los métodos de prueba estándar están redactados y controlados por una serie de comités y organizaciones nacionales e internacionales. Los tres organismos principales son el Grupo de trabajo conjunto CEN/ISO sobre punto de inflamación (JWG-FP), la Sección de inflamabilidad ASTM D02.8B y el Panel de inflamabilidad TMS SC-B-4 del Instituto de Energía.