EoW March 2009

artículo técnico

Mejoras del PVC: una nueva gama de ecoproductos Por Claudia Attanasio y Laura Colloca, B&B Compounds, Italia

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.

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EuroWire – Marzo de 2009