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EuroWire – Marzo de 2009

150

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