Existen numerosas legislaciones que tratan sobre prevenir o reducir los daños que puede provocar un incendio. Desafortunadamente son episodios cotidianos y riesgos muy importantes en cualquier establecimiento, tanto para las instalaciones como para las personas concurrentes.
En la industria de los cables eléctricos, el riesgo de incendio se ha abordado desde diferentes perspectivas. Por un lado, tratar de minimizar la cantidad de humos perjudiciales para la salud que emiten los cables al entrar en combustión, por otro, asegurar el funcionamiento durante el incendio, de ciertos dispositivos de seguridad (alarmas, detectores de incendio, alumbrado de seguridad) que influyen en la detección del fuego y ayudan a la evacuación de personas, y por último, asegurar que el foco generado en una instalación no progrese y genera aún más daños infraestructuralmente.
Mencionado estos puntos podemos clasificar diferentes propiedades
? Baja emisión de humos ? Resistentes al fuego ? No propagantes
En este caso hablaremos de los cables no propagantes.
Desde el apartado de control de estas propiedades, en nuestro laboratorio evaluamos la cumplimentación de los diferentes cables que requieren este tipo de protecciones. Y quizá mencionar estos métodos puede llegar a exponer una respuesta tangible del comportamiento y la resistencia que tienen nuestros cables durante la exposición al fuego.
Veamos con más detalle en qué consisten estos ensayos:
ENSAYO DE NO PROPAGACIÓN DE LA LLAMA
IEC 60332 MÉTODOS DE ENSAYO PARA CABLES ELÉCTRICOS Y CABLES DE FIBRA ÓPTICA SOMETIDOS A CONDICIONES DE FUEGO.
PARTE 1: ENSAYO DE RESISTENCIA A LA PROPAGACIÓN VERTICAL DE LA LLAMA PARA UN CONDUCTOR INDIVIDUAL AISLADO O CABLE
Este ensayo evalúa la resistencia que ofrece una sola muestra de cable ante un foco puntual de fuego o llama. Se coloca verticalmente un tramo de cable y se le aplica una llama en un ángulo de 45º. La duración del ensayo varía según el tipo de cable. Luego se retira el mechero y se comprueba que la llama no ha alcanzado la zona superior del cable. El cable debe ser capaz de limitar la propagación del fuego llegando a autoextinguirse.
Esta propiedad evita que se origine un incendio provocado por un pequeño foco generado en el cable, sea por cortocircuitos o causas externas que provoquen ignición.
ENSAYO DE NO PROPAGACIÓN DEL INCENDIO
IEC 60332 MÉTODOS DE ENSAYO PARA CABLES ELÉCTRICOS Y CABLES DE FIBRA ÓPTICA SOMETIDOS A CONDICIONES DE FUEGO
PARTE 3: ENSAYO DE RESISTENCIA A LA PROPAGACIÓN VERTICAL DE LA LLAMA DE CABLES COLOCADOS EN CAPAS EN POSICIÓN VERTICAL
El ensayo recrea una instalación de cables montados en posición vertical y con ventilación forzada. Se aplica una llama de gran potencia directamente sobre el cable montado en mazos sobre una escalera. Una vez eliminado el foco de incendio el cable debe ser capaz de limitar la propagación del fuego llevándolo a la autoextinción, y el foco no debe haber alcanzado 2,5 metros desde el origen de ignición.
Con esta propiedad se trata de evitar que en una instalación de mayor volumen de conductores propicien que un posible incendio se extienda a otras zonas, consiguiendo limitar el efecto del fuego en la instalación.
Determinar la aptitud de un cable frente a estas diferentes condiciones, requiere tener en cuenta la totalidad de materiales que componen la construcción del mismo, discriminando entre materiales combustibles y metálicos.
Si bien se analiza el cumplimiento de estas propiedades sobre cable completo y terminado, es importante hacer hincapié en el compuesto utilizado como envoltura. Este es el que va a quedar en exposición frente a adversas condiciones y el primero en ser sometido a llama directa en caso de incendio o posibles fuentes de ignición.
Todos los polímeros en mayor o menor medida se queman cuando se exponen a una llama, ya que son todos sustancias orgánicas y en esa condición se comportan como combustible siguiendo la reacción de combustión. Pero existen diferencias considerables entre los polímeros en su comportamiento después de la eliminación de la llama, sea por su composición natural o por aditivos retardantes en su formulación. Algunos continúan ardiendo, otros se extinguen.
Desde el Laboratorio de IMSA, se controla el cumplimiento de los cables destinados a instalaciones en zonas de alto riesgo de incendio, como así también el grado de autoextinción de los compuestos extruidos como envoltura.
ÍNDICE CRÍTICO DE OXÍGENO
ASTM D2863 MÉTODO DE PRUEBA ESTÁNDAR PARA MEDIR LA CONCENTRACIÓN MÍNIMA DE OXÍGENO PARA MANTENER LA COMBUSTIÓN TIPO CANDELA DE PLÁSTICOS (INDICE DE OXÍGENO)
El grado de autoextinción se expresa como Índice de Oxígeno Límite (LOI: Limited Oxygen Index), objeto de la norma ASTM D 2863, que determina la mínima concentración de oxígeno en una mezcla con nitrógeno, que puede mantener la combustión de un material en condiciones de equilibrio, como la combustión de una vela.
n % = (100 x O₂) / (O₂ + N₂)
O₂ = Flujo volumétrico de oxígeno (cm³.s⁻¹)
N₂ = Flujo volumétrico de nitrógeno (cm³.s⁻¹)
Esta norma define al índice de oxígeno como la cantidad mínima de oxígeno, expresada como un porcentaje de volumen, en una mezcla de oxígeno y nitrógeno, que es capaz de sostener la combustión de un material en determinadas condiciones. Una concentración de oxígeno por debajo del 21% significa que, en una atmósfera normal (Oxígeno: 20,95%, Nitrógeno: 78,05%, Dióxido de carbono: 0,03%), el polímero se quema; si el índice es más alto, deja de arder.
Es importante mencionar que este método no es representativo del comportamiento real de un cable en contacto con el fuego, pero es uno de los métodos preferidos en el desarrollo de tratamientos retardantes del fuego debido a que permite la obtención de valores numéricos reproducibles.
La muestra a ensayar se coloca verticalmente dentro de un cilindro de vidrio.
La mezcla de gases ingresa a la columna a una presión y caudal, determinados según norma, desde la parte inferior de la muestra de análisis, surgiendo desde el fondo de la cámara. Una vez regulada la concentración de oxígeno, se enciende la probeta desde su borde superior con un mechero o garrafa de gas butano.
La probeta se hace quemar en la mezcla de nitrógeno y oxígeno, cronometrando desde el inicio de ignición.
En los casos en que no tengamos un valor previo de referencia, puede que sea necesario realizar varias pruebas variando la concentración de oxígeno hasta que sea capaz de mantener la combustión. En el caso de que la muestra se apague, quiere decir que la concentración seteada es inferior al índice a determinar. En este caso, se procede a aumentar la concentración de oxígeno gradualmente hasta obtener el valor real de la muestra.
Desde el punto de vista operativo, el criterio para determinar el índice de oxígeno es la concentración en la cual la llama se propaga en descenso desde la parte superior hasta 50 mm, en un lapso exacto de 3 minutos de ensayo.
Si el índice de oxígeno es superior a 21% (contenido de oxígeno en el aire), significa que la combustión no es autosuficiente en el aire; viceversa si el índice de oxígeno es inferior a 21%.
Los materiales que tienen un índice de oxígeno entre el 21% y el 27% se dice que tienen una velocidad de combustión baja, si en cambio el índice de oxígeno es superior al 28%, se denominan retardadores de llama.
Por lo contrario, si el valor es inferior al 21%, se denominan inflamables.
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