El humo es el primer peligro letal en un incendio de cable. Dentro de un corredor, túnel o pozo ascendente, el humo denso puede reducir la visibilidad a menos de un metro en cuestión de minutos, y la mayoría de las muertes por incendios se deben a la inhalación de humo y no al contacto con las llamas. Para los fabricantes de cables, esto hace que la densidad del humo, y no el retardo de llama en sí mismo, sea el parámetro decisivo a la hora de elegir compuestos de aislamiento y revestimiento.
La densidad del humo determina cuánta luz bloquea una nube de humo generada por un incendio y controla directamente durante cuánto tiempo las rutas de evacuación permanecen visibles y la rapidez con la que los equipos de rescate pueden operar dentro de una estructura.
Los cables son una de las masas combustibles más grandes en edificios, vehículos e instalaciones industriales. Una sola sala vertical puede contener kilómetros de cables de alimentación y comunicación; bajo una falla de arco o un incendio externo, todo el haz puede encenderse y el humo resultante llega a los ocupantes mucho antes que el frente de llamas. Por lo tanto, las especificaciones internacionales juzgan el rendimiento del humo junto con la propagación de las llamas, utilizando la transmitancia de luz IEC 61034, las clases de humo s1, s2 y s3 de EN 50399 en las clasificaciones de euroclase CPR y los límites de densidad de humo de EN 45545-2 R24 para material rodante ferroviario.
La siguiente tabla resume dónde suelen ubicarse las familias de compuestos comunes en cuanto al rendimiento del humo. La diferencia entre PVC y LSZH explica por qué los límites de humo, y no solo los índices de llama, suelen decidir la familia de materiales en las instalaciones reguladas por humo.
| familia compuesta | transmitancia típica | Contenido de halógenos | Clase de humo típica |
| PVC de uso general | 10-25% | Cloro presente | s3 |
| PVC FR de baja emisión de humos | 30-55% | Cloro presente | s3 o s2 |
| Termoplástico LSZH | 70-90% | Ninguno | s1 o s2 |
| LSZH reticulado | 70-90% | Ninguno | s1 o s2 |
La densidad del humo de los cables se mide quemando una longitud de cable definida en una cámara de 3m3 y registrando el porcentaje de luz transmitida a través del humo durante 40 minutosutos, según IEC 61034-2.
La cámara contiene un sistema óptico con una fuente de luz y una fotocélula; la transmitancia se registra desde el encendido hasta la ventana de prueba completa. Un valor más alto significa una capa de humo más fina. Muchas especificaciones tratan el 60 por ciento como el umbral mínimo de humo bajo, mientras que las clases de humo CPR s1, s2 y s3 refinan la clasificación utilizando la tasa de crecimiento de humo (SMOGRA) y la producción total de humo (TSP) medidas en la prueba de cable EN 50399.
Los desarrolladores de compuestos también utilizan la cámara de humo NBS según ASTM E662 o ISO 5659-2 para medir la densidad óptica específica (Ds) en placas. Estas cifras a nivel de material son más rápidas y económicas que la quema completa de cables y exponen las diferencias de formulación antes de que un compuesto llegue a producción. La certificación ferroviaria agrega límites EN 45545-2 R24 basados en la exposición de la cámara a flujos de calor definidos.
La columna vertebral del polímero y el paquete de aditivos deciden el techo del rendimiento del humo: los polímeros clorados liberan un humo denso, corrosivo y rico en carbono, mientras que las poliolefinas libres de halógenos que contienen cargas de hidróxido mineral liberan principalmente vapor de agua y dejan un residuo de carbón estable.
La resina de PVC contiene aproximadamente un 57 por ciento de cloro en peso. Durante la combustión, la deshidrocloración libera gas cloruro de hidrógeno y el esqueleto de carbono restante forma las partículas de hollín que hacen que el humo se vuelva opaco. Las formulaciones flexibles añaden 30 partes o más de plastificante por cada cien partes de resina, aumentando la carga de combustible y la fracción de aerosol. Incluso los compuestos de PVC retardantes de llama rara vez superan el 50 o 60 por ciento de transmitancia, y su humo contiene ácido que corroe los dispositivos electrónicos y los equipos de rescate.
Los compuestos libres de halógenos y con bajo contenido de humo están basados en poliolefina y cargados con hidróxido de aluminio o hidróxido de magnesio, normalmente entre un 40 y un 65 por ciento en peso. Cuando se calientan, estos rellenos se descomponen endotérmicamente, liberan vapor de agua que diluye los productos de la combustión y dejan un carbón de óxido metálico estable que atrapa el carbono sólido. El resultado es un humo ligero con una transmitancia comúnmente entre 70 y 90 por ciento en las pruebas IEC 61034.
Hollín rico en carbono, cloruro de hidrógeno en fase gaseosa, aerosol corrosivo. Transmitancia típicamente inferior al 55 por ciento, bajo costo de material, amplia ventana de procesamiento.
Vapor de agua y carbón de óxido metálico, pH superior a 4,3 según IEC 60754. La transmitancia suele ser superior al 70 por ciento, una mayor carga de relleno exige un control de composición más estricto.
El LSZH reticulado añade integridad térmica. Un sistema reticulado por radiación, como un Compuesto aislante LSZH reticulado por irradiación de 125 C , resiste el ablandamiento y el goteo a temperaturas continuas del conductor donde el termoplástico LSZH se deformaría, al tiempo que mantiene baja la salida de humo. Para una revisión más profunda de las dos familias de materiales, lea nuestro Comparación completa entre LSZH y PVC .
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| transmitancia de humo | 30-55% | 70-90% | 70-90% |
| Contenido de halógenos | si | Ninguno | Ninguno |
| pH del gas ácido, IEC 60754 | ácido | Por encima de 4,3 | Por encima de 4,3 |
| Clasificación de temperatura típica | 70-105ºC | 70-90ºC | 105-150ºC |
| Instalaciones que mejor se adaptan | Industrial, no evacuación | Edificios, centros de datos. | Transporte, energía, altas temperaturas. |
Primero elija el compuesto según el límite de humo impuesto por el estándar de instalación, luego confirme la clase de llama, la clasificación de temperatura del conductor y el servicio mecánico.
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Los compuestos LSZH dependen de cargas de relleno altas y uniformemente dispersas. Una mala dispersión crea aglomerados que se queman de manera diferente y aumentan la producción de partículas. El hidróxido de aluminio también absorbe la humedad; El agua absorbida se convierte en vapor dentro de la extrusora, produciendo huecos y defectos superficiales que degradan tanto la integridad mecánica como el rendimiento del humo. Por tanto, los protocolos de secado y las condiciones de extrusión son tan importantes como la receta base.
La química reticulada añade otra variable. El método de reticulación (silano, peróxido o radiación) cambia el comportamiento de la fusión, la tendencia al goteo y la formación de carbón. Un proveedor que opera líneas tanto de termoplásticos como de LSZH reticulado, como Hangzhou Meilin nuevos materiales Technology Co., Ltd. , puede igualar la elección del grado para procesar la realidad en lugar de vender una pastilla genérica. La empresa opera 31 líneas de producción automatizadas en tres bases de producción y verifica cada lote a través de equipo de pruebas de laboratorio interno .
Nunca acepte el rendimiento de la densidad del humo únicamente de una hoja de datos. Exija un informe de prueba acreditado IEC 61034 o EN 50399 sobre el grado exacto y establezca la verificación a nivel de lote en el contrato de suministro.
En las pruebas IEC 61034-2, una transmitancia de luz de al menos el 60 por ciento es la puerta más utilizada para un rendimiento con bajo nivel de humo. Según EN 13501-6, la clase de humo s1 representa la producción de humo más baja, mientras que s2 y s3 permiten humo progresivamente más alto y no pueden considerarse de bajo humo en instalaciones con clasificación CPR.
Las formulaciones de PVC modificadas con bajo contenido de humo logran aproximadamente entre un 30 y un 55 por ciento de transmitancia, lo que es mejor que el PVC estándar, pero generalmente por debajo del umbral del 60 por ciento. El PVC también libera cloruro de hidrógeno durante la combustión, lo que produce un aerosol ácido corrosivo que no cumple con los criterios de gas ácido de IEC 60754 integrados en la mayoría de las especificaciones de bajo nivel de humo.
No. Libre de halógenos describe la composición, mientras que el nivel bajo de humo describe el comportamiento al fuego probado. Un compuesto libre de halógenos mal llenado puede humear más que un PVC bien suprimido. Verifique siempre el informe de transmitancia en lugar de confiar en una etiqueta libre de halógenos.
La reticulación tiene un efecto directo limitado sobre la densidad del humo; su principal contribución es la integridad térmica. El LSZH reticulado evita el goteo y conserva un rendimiento bajo en humo a temperaturas nominales continuas de 105 C a 150 C, razón por la cual los cables ferroviarios, marítimos y de energía lo utilizan donde el LSZH termoplástico se ablandaría o fluiría.
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