EuroWire March 2016

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Artículo técnico
Marzo de 2016 209
3 Resultados y
discusión
3.1 Efecto del espesor del aislamiento
El efecto del espesor del aislamiento en
las prestaciones de varias composiciones
en un ensayo VW-1 está ilustrado en la
Figura 1 para conductores de Cu macizo de
14 AWG. Los resultados muestran que en
las dos composiciones retardantes de llama
más eficaces la duración de la combustión
disminuía al aumentar el espesor del
aislamiento sin registrar ningún tiempo de
combustión para el aislamiento de 60mil
con formulación VB-1.
Estos resultados siguen la previsión de que
para un aislamiento o artículos realizados
con materiales retardantes de llama, cada
vez es más difícil provocar una combustión
sostenible. Los datos muestran también
que con materiales menos retardantes de
llama, por ejemplo la muestra HB-1 en este
caso, puede ocurrir lo contrario.
Esta observación puede ser explicada
fácilmente por el hecho de que, por
debajo de un nivel mínimo de retardo
de llama, cuando los materiales más
espesos se incendian y mantienen una
llama sostenible, simplemente arderán
más porque tienen mayor masa de
material inflamable. En los dos casos con
formulación B-1, las muestras de alambre
se queman por todo el indicador sin dejar
ninguna parte no carbonizada.
El efecto del espesor del aislamiento en
el comportamiento de la combustión
también puede ser expresado por la
longitud no carbonizada de las muestras
como se ilustra en la Figura 2. Sólo se
muestran los resultados de las muestras
evaluados según VW-1, dado que la
muestra evaluada mediante combustión
horizontal se quema a lo largo de todo
el alambre sin dejar ninguna parte no
carbonizada. Se puede ver que en ambas
formulaciones, la longitud no carbonizada
es mayor en la muestra más espesa, lo que
indica que hay un retardo de llama mayor
al aumentar el espesor.
Los datos indican también que VB-1 es
mejor que VB-2 en cuanto a retardo de
llama, como indica la mayor longitud no
carbonizada y la menor duración de la
combustión.
3.2 Efecto del tipo de conductor
(macizo o trenzado)
Aunque no exista un estudio sistemático
del efecto del espesor del aislamiento
en las propiedades de combustión
para alambre de baja tensión, se han
realizado estudios similares para artículos
retardantes de llama, por ejemplo tejidos
para tapicería o ropa para niños[3].
La comparación de estos estudios con
alambres retardantes de llama debe
hacerse con prudencia dado que la
presencia de un conductor metálico
con su alta conductividad térmica hace
las veces de disipador térmico para el
aislamiento caliente y complica aún más la
compresión de los efectos de las distintas
estructuras y parámetros geométricos del
estrato polimérico.
En este estudio se analiza otro aspecto
del conductor, es decir, si es macizo
o trenzado, para ver su efecto en el
comportamiento de la combustión del
alambre. La Figura 3 muestra el efecto
del tipo de conductor en el tiempo de
combustión para todas las formulaciones
en el ensayo de combustión VW-1 para un
espesor del aislamiento de 30mil.
Para ambas composiciones evaluadas
mediante combustión vertical, la llama
se apaga mucho antes en el conductor
macizo que en los trenzados, lo que
indica que usando el conductor macizo
se obtiene mayor retardo de llama en los
alambres.
Una razón posible de las altas prestaciones
del sistema con conductor macizo puede
ser debida al estrecho contacto que
el conductor tiene con el aislamiento,
actuando así como mejor disipador de
calor del polímero. Por otro lado, en los
conductores trenzados, los huecos entre
el estrato polimérico y el cobre macizo
actúan como aislamiento térmico y, por
lo tanto, retienen más calor dentro del
polímero. Esta diferencia es significativa,
porque para superar el ensayo de
combustión VW-1 es necesario que la
duración de la combustión de las muestras
sea de menos de 60 segundos.
Para ambas formulaciones evaluadas
mediante combustión vertical, cuando se
usaba un conductor trenzado, las muestras
superaban el límite máximo de duración
del quemado, y fallaban la prueba.
En efecto, para la muestra VB-2, toda la
longitud del alambre es consumida sin
dejar ninguna parte no carbonizada (véase
la Figura 5). Por otro lado, las estructuras
con conductores sólidos superan el ensayo
VW-1 con amplios márgenes.
Los datos de los tiempos de combustión
ilustrados en la Figura 3 para las muestras
HB-1 pueden ser algo engañosos si no se
considera que en ambos casos (conductor
macizo y trenzado), los alambres se
queman a lo largo de todo el indicador, sin
dejar ninguna parte no carbonizada.
Es interesante notar que, aunque la
muestra trenzada VB-1 arda durante
un tiempo relativamente largo (>60
segundos), aún así deja una sustancial
longitud no carbonizada después de
apagarse la llama.
El efecto de un conductor macizo respecto
a uno trenzado para un espesor de
aislamiento de 60mil está ilustrado en la
Figura 4 .
Como se ha visto para el espesor de 30mil,
ambas muestras HB-1, la maciza y la
trenzada, se queman completamente en
toda su longitud. Lo mismo sucede para
la muestra VB-2 con conductor trenzado.
Los resultados indican de nuevo que en
Formulación LOI, %
HB-1 24
VB-1 27
VB-2 27
▲ ▲ Figura 5: Efecto del tipo de conductor en la longitud no carbonizada para las distintas formulaciones
▲
▲ Tabla 2: Índice de límite de oxígeno de las formulaciones retardantes de llama estudiadas
Conductor macizo - 30 mil
Conductor trenzado - 30 mil
Conductor macizo - 60 mil
Conductor
trenzado - 60 mil
Longitud no carbonizada (mm)