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EuroWire – Marzo de 2009
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artículo técnico
Resumen
Este documento trata de una nueva gama de
compuestos con nanocargas, que presenta
menor impacto ambiental ya sea durante
la producción, ya sea durante todo el ciclo
de vida. Los compuestos son resistentes
a la llama, están caracterizados por una
menor densidad de humo y de emisiones
de HCI, presentan propiedades eléctricas
excelentes (como altos valores de resistividad
volumétrica), y una alta estabilidad térmica,
con una significativa reducción de densidad
y, por lo tanto, de peso. Los productos no
contienen sustancias peligrosas como los
plastificantes fosfóricos, el DEHP o los metales
pesados.
1 Introducción
Debido a la gran variedad de usos finales,
los cables deben cumplir requisitos muy
específicos. Para satisfacer las necesidades
de las distintas aplicaciones, en las últimas
décadas se ha desarrollado una gran variedad
de polímeros. Estos polímetros pueden ser
clasificados en general como termoplásticos,
elastómeros termoplásticos, elastómeros,
termoplásticos reticulados y elastómeros
reticulados. La selección del polímero
apropiado depende de las propiedades
físicas y químicas del compuesto definidas en
las normas de los cables.
Gracias a sus excelentes propiedades
eléctricas y mecánicas, el PVC es un material
ideal para el revestimiento, el aislamiento
y la protección de los cables. Los cables
recubiertos de PVC tienen una vida útil de
décadas, más larga de la garantizada por
cualquier otro tipo de material. La resistencia
mecánica y la robustez del material son
factores importantes en cualquier instalación,
tanto bajo tierra, como en los edificios o
debajo de los pavimentos.
Las características eléctricas del PVC lo
convierten en un material ideal para cables
de baja y media tensión de hasta 5kV. La
temperatura operativa normal es de hasta
70ºC, pero puede ser aumentada a 105ºC
usando formulaciones especiales. El PVC es
estable hasta -40ºC y es impermeable a la
humedad.
Los cables utilizados en plantas industriales,
centrales eléctricas, mini centros comerciales,
hoteles, túneles del metro y de carreteras,
o para fabricar autovehículos, no sólo
deben cumplir las normas eléctricas y
mecánicas relacionadas con las características
del material, sino también cumplir normas
severas sobre retardo de la llama. En caso
de incendio, los materiales usados deben
demostrar también una reducción de la
densidad, toxicidad y corrosividad del humo
producido durante la combustión.
Muchos estudios han demostrado que el
inicio y el desarrollo de incendios accidentales
son cuestiones complejas. Se deben tener en
cuenta una serie de factores para verificar
cuánto contribuye cada material en un
incendio. Los numerosos materiales plásticos
usados en la industria de la construcción
tienen reacciones diferentes frente al fuego.
El alto contenido de cloro del polímero PVC
reduce su inflamabilidad, y también el calor,
que contribuye al incendio, respecto a otros
plásticos. Diluyendo el polímero de base
con aditivos, sus prestaciones frente al
fuego cambian.
Las altas concentraciones de materiales
orgánicos aumentan la inflamabilidad,
mientras que las altas concentraciones
de materiales inorgánicos la reducen. Las
formulaciones del PVC, al igual que otros
materiales naturales o sintéticos, producen
humo o gases tóxicos cuando se queman. Las
emisiones de humo y cloruro de hidrógeno
pueden ser reducidas considerablemente
usando aditivos especiales. Otros estudios
han sacado como conclusión que los gases
producidos en la combustión del PVC no son
mucho más tóxicos que otros materiales de
construcción corrientes.
Varios estudios han reconocido que la
sustitución de materiales de construcción
tradicionales por el PVC no supone un
cambio importante en cuanto a los peligros
por incendios accidentales en los edificios.
Para evaluar de manera detallada las
prestaciones globales de un material frente al
fuego, se deben considerar muchos factores:
Ignición
El PVC es un material resistente a la ignición.
Para entrar en combustión el PVC rígido debe
llegar a una temperatura de más de 150ºC
más alta que la madera.
La resistencia a la ignición de las
formulaciones corrientes del PVC flexible es
más baja, pero con formulaciones especiales
puede ser aumentada significativamente.
Inflamabilidad
Una vez que unmaterial entra en combustión,
el peligro resultante dependerá directamente
de su inflamabilidad. Uno de los ensayos
cuantitativos más fiables a pequeña escala
para evaluar la inflamabilidad es el índice
límite de oxígeno, que mide la mínima
concentración de oxígeno en una mezcla de
oxígeno y nitrógeno que puede mantener la
combustión de un material en condiciones de
equilibrio. Un material con un índice límite de
oxígeno (LOI) superior a 21 (el aire contiene
un 21% de oxígeno) no debería quemarse
en el aire a temperatura ambiente, mientras
que un material con un índice superior a
25-27 se quemará solamente si se le aplica un
cantidad de calor muy elevada.
El PVC rígido tiene un índice de oxígeno de
45-50, respecto a un 21-22 de la madera y
a un 17-18 de la mayoría de los materiales
termoplásticos. Es posible obtener fácilmente
valores de índice de oxígeno superiores a
27 con el PVC flexible. Esto significa que la
mayor parte de los PVCs rígidos y flexibles
no se quemará por sí sola, sino solamente en
caso de aplicación de calor de otra fuente.
Densidad del humo
La visibilidad limitada es un problema serio
durante un incendio, porque hace más difícil
la evacuación y el rescate por parte de los
bomberos. Durante un incendio la visibilidad
es reducida principalmente por la emisión de
humo. Sin embargo, la visibilidad reducida
es el resultado de la combinación de dos
factores: la cantidad de material quemado
en el incendio (que será inferior si el material
tiene mejores prestaciones frente al fuego) y
la cantidad de humo emitido por unidad de
material quemado. Se han propuesto varios
parámetros empíricos para compensar el
consumo incompleto de las muestras en
condiciones de prueba.
Uno de éstos, conocido come índice de
humo, ha sido usado recientemente con
calorímetros que miden la velocidad de
generación de calor a pequeña escala.
Permite
combinar
los
dos
aspectos
mencionados arriba: oscurecimiento de la luz
y velocidad de generación de calor.
Mejoras del PVC: una nueva
gama de ecoproductos
Por Claudia Attanasio y Laura Colloca, B&B Compounds, Italia