Pruebas de retardo de llama: una descripción completa

La seguridad contra incendios es una preocupación grave para todos. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), las lesiones relacionadas con incendios representan más de 300,000 muertes y 10 millones de discapacidades al año en todo el mundo. 

Para abordar la naturaleza altamente adversa de los riesgos de incendio, una de las medidas más efectivas ha sido el uso de pruebas de materiales retardantes de llama para garantizar que cumplan con los estándares de seguridad contra incendios. 

En este artículo, proporcionaremos una descripción completa de prueba retardante de llama, cubriendo su historia, tipos, métodos y direcciones futuras. 

Sin más preámbulos, profundicemos en ello. 

¿Qué son los retardantes de llama? 

En términos simples, los retardantes de llama son productos químicos que se utilizan para evitar que el fuego se propague en diferentes productos. El uso de materiales retardantes de llama puede variar según el material al que se aplican y, por lo general, se agregan durante el proceso de fabricación o como aditivo para mejorar la resistencia al fuego.

Importancia de las pruebas de retardo de llama

Las pruebas de retardantes de llama son cruciales por tres razones principales:

1. Mitiga los peligros y pérdidas asociados con los incendios.
2. Satisface los requisitos reglamentarios
3. Destaca el margen de mejora potencial de los productos

Historia y evolución de los estándares retardantes de llama

Los materiales ignífugos se utilizan desde hace bastante tiempo. Todo comenzó en el siglo XIX con el descubrimiento de sustancias químicas sintéticas como el bromo y el cloro que tenían propiedades retardantes de llama. Los productos químicos se utilizaron para fabricar retardantes de llama que se aplicaron a tejidos como algodón, lana, seda y poliéster para mejorar su resistencia a las llamas.

Evolución de los estándares de prueba

El primer desarrollo de normas sobre retardantes de llama se remonta a principios del siglo XX. Al principio, los estándares se basaban en un método simple que consistía en poner un trozo de tela en una llama pequeña durante un tiempo determinado y medir la longitud del área quemada. Sin embargo, con el tiempo, surgieron nuevos estándares de prueba, cada uno de los cuales reflejaba la creciente comprensión de la dinámica del fuego y los materiales. 

 

Los avances clave en los estándares de prueba se caracterizan por tres desarrollos principales: 

1. ASTM E84: desarrollada en la década de 1920, esta norma midió la propagación de las llamas y el desarrollo del humo en una muestra de prueba definida, lo que posteriormente ayudó a la creación de estructuras de construcción resistentes al fuego.
2. UL 94: Introducido en la década de 1940, el UL 94 revolucionó las pruebas de retardantes de llama al clasificar los materiales según su comportamiento de combustión y generación de humo. 
3. 

   ISO 11925-2: Desarrollada en la década de 1990, centrada especialmente en el retardo de llama en textiles. Utilizó equipos avanzados para evaluar la resistencia a la ignición, la propagación de las llamas y el comportamiento de fusión.  

Variaciones globales en los estándares

En la actualidad existen muchas normas de pruebas de protección contra llamas en todo el mundo y cada una se centra en un área diferente. En América del Norte, las pautas para probar retardantes de llama consideran aspectos como la duración promedio de la carbonización, la duración de la explosión y la falta de gotas fundidas después del incendio. 

En Asia, por otro lado, Japón, China y Corea del Sur tienen reglas estrictas sobre cómo realizar las pruebas, como el tiempo de combustión continua más alto permitido, el tiempo de combustión negativo y la duración del daño. Estas diferencias entre regiones muestran las diferentes formas en que los reguladores garantizan los estándares de seguridad contra incendios.

Tipos de retardantes de llama

 

Los retardantes de llama se pueden clasificar en diferentes tipos según su composición química, modo de acción y método de aplicación.

Algunos de los tipos comunes de retardantes de llama son:

• Retardantes de llama halogenados: Los halógenos presentes en estas sustancias evitan que se incendien fácilmente obstruyendo el proceso de combustión, formando así un escudo sobre el mismo.
• Retardantes de llama a base de fósforo: Los retardantes utilizados para apagar incendios contienen fósforo en sus moléculas, que actúan mejorando la formación de carbón y al mismo tiempo reducen el oxígeno para la combustión, evitando en consecuencia que los incendios se propaguen rápidamente.

• Retardantes de llama inorgánicos: Estos retardantes de llama están compuestos por óxidos metálicos y funcionan absorbiendo calor, dejando escapar el vapor de agua o cubriendo la superficie del material para protegerlo. 

Categorías de retardantes de llama

Existen principalmente dos categorías de retardantes de llama, que son: 

1. Retardantes de llama aditivos: esto se logra mezclándolo con el material sin crear ningún enlace químico.
2. Retardantes de llama reactivos: estos aditivos se unen químicamente al material para que se conviertan en una parte integral del producto final.

Solicitud

Los retardantes de llama se utilizan activamente en muchas industrias diferentes. Algunas de sus principales aplicaciones se encuentran en:

Industria textil:

Los retardantes de llama se utilizan mucho en la ropa, tapizados y cortinas. Se utilizan diferentes tipos de retardantes, según el tipo de tejido y las propiedades deseadas, como durabilidad y comodidad. 

 

Industria electrónica:

En electrónica, los retardantes de llama son esenciales para la seguridad y se utilizan en carcasas, placas de circuitos y cables. Generalmente se utilizan fósforo y compuestos halogenados. 

Industria de construccion:

También se añaden retardantes de llama a una variedad de materiales de construcción, incluidos aislamientos, techos y paneles. Son un aspecto crítico en la construcción para cumplir con los códigos de seguridad contra incendios.

Métodos de prueba estándar

Los métodos de prueba estándar para retardantes de llama en materiales esencialmente evalúan su efectividad para prevenir la propagación del fuego. 

Protocolos de prueba estandarizados

 

Los protocolos de prueba varían según los diferentes estándares internacionales. Basados ​​en los tres estándares internacionales para pruebas estandarizadas, los principales protocolos de pruebas estandarizadas incluyen:  

 

Enfoque de prueba	Rangos típicos aceptables
Tiempo de retardo de llama	A menudo desde unos pocos segundos hasta 60 segundos.
Longitud de caracteres	Lo más corto posible, a menudo unos pocos centímetros.
Tasa de propagación de la llama	Menos de 30 mm/s
94HB (quemadura horizontal)	Menos de 3 pulgadas por minuto o deja de arder antes de la marca de 5 pulgadas.
94V-0 (quemado vertical)	Se detiene en 10 segundos después de dos aplicaciones de diez segundos cada una de una llama.
Prueba de densidad de humo (IEC 61034)	La transmitancia de luz registrada debe ser de un mínimo del 60 %, lo que indica un valor máximo de densidad de humo del 40 %.

 

Estándares internacionales clave

Las principales normas internacionales que describen los métodos de prueba estándar para pruebas de retardantes de llama son:

• Organización Internacional de Normalización (ISO): ISO es una organización no gubernamental independiente que desarrolla y publica normas internacionales para diversos campos e industrias.
• Underwriters Laboratories (UL): UL es una empresa de certificación de seguridad global que prueba y certifica productos en cuanto a seguridad y rendimiento.
• Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM): ASTM es una organización internacional que desarrolla y publica normas de consenso voluntario para diversos materiales, productos, sistemas y servicios. 

Descripción de los procedimientos de prueba

El primer paso para las pruebas de retardantes de llama generalmente implica la preparación de muestras de prueba de acuerdo con requisitos específicos del método de prueba, como tamaño, forma y acondicionamiento. Luego, se configuran equipos como la fuente de ignición, el temporizador y los instrumentos de medición. El último paso del procedimiento es realizar la prueba en condiciones controladas, mientras se registra la velocidad de combustión, el índice de propagación de la llama y el índice de desarrollo de humo. 

Procedimientos de pruebas de laboratorio

Las pruebas de retardantes de llama generalmente se llevan a cabo en laboratorios equipados con instrumentos e instalaciones especializados para simular diversos escenarios de incendio y medir las características de inflamabilidad de los materiales. 

Preparación de muestras de prueba

El paso inicial en la preparación de las muestras de prueba implica tallarlas en dimensiones y formas adecuadas según lo definido por cada procedimiento de prueba respectivo. Después de realizar cada prueba, las muestras se pesan antes y después para determinar el grado de pérdida de masa como resultado de la combustión.

El siguiente paso del proceso implica asignar etiquetas a cada muestra, que incluyen detalles pertinentes como el tipo de material, el método de prueba utilizado, la fecha de la prueba y un número de identificación de muestra único. 

El paso final implica acondicionar las muestras dentro de un ambiente regulado antes de la prueba, para garantizar niveles constantes de humedad y temperatura.

Equipos y herramientas utilizados en las pruebas.

Algunos de los equipos y herramientas comunes utilizados son:

• Cámara de inflamabilidad
• analizador de oxigeno
• termopares
• Calibrador

Guía paso a paso para realizar pruebas de retardo de llama

Paso 1- Preparación

Prepare el material de acuerdo con los requisitos de prueba específicos en cuanto a tamaño, forma y acondicionamiento. Para pruebas horizontales o verticales, coloque la muestra en consecuencia.

Paso 2- Observación y medición

Monitoree la respuesta del material a la llama, incluido el tiempo de ignición, la velocidad de combustión, la duración de la combustión y la producción de humo.

Paso 3: registrar resultados

Documente las observaciones meticulosamente, incluida la post-llama, el resplandor, la longitud del carbonizado y si caen partículas en llamas o fundidas de la muestra.

Interpretación de los resultados de la prueba

Al interpretar los resultados de las pruebas de retardo de llama, a menudo se consideran dos métricas clave:

1. Índice de propagación de llamas: esta métrica evalúa la rapidez con la que las llamas se propagan sobre la superficie de un material. Un índice de propagación de llama más bajo indica una propagación de llama más lenta y es deseable en materiales retardantes de llama.
2. Índice de desarrollo de humo: Mide la cantidad de humo producido durante la combustión. En escenarios donde la visibilidad durante un incendio es crítica para una evacuación segura, se prefieren materiales con un índice de desarrollo de humo más bajo.

Cumplimiento de las Normas de Seguridad

Los resultados de las pruebas también se pueden comparar con los estándares de seguridad establecidos, como los establecidos por UL o ASTM para su interpretación. Estos estándares a menudo especifican requisitos mínimos de rendimiento para varias métricas de retardantes de llama, lo que puede ser un punto de referencia útil para comparar los resultados de las pruebas. 

Implicaciones de interpretar los resultados de las pruebas con precisión: estudio de caso

A estudio Realizado por investigadores en el Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology tuvo como objetivo determinar el impacto de la limpieza del hogar y el lavado de manos en la reducción de la exposición a retardantes de llama mediante pruebas de retardantes de llama.

Este estudio incluyó a 32 grupos de madres y niños y probó sus niveles de retardante de llama tanto en el laboratorio como en el hogar. Los resultados mostraron un aumento en los niveles de retardante de llama en la orina y en las toallitas para manos antes y después de las intervenciones.

Los resultados del estudio revelaron que cuando las personas se lavaron las manos con más frecuencia y limpiaron sus casas con más frecuencia, hubo una disminución notable en los niveles de metabolitos urinarios de retardantes de llama y residuos de toallitas para manos. Los resultados muestran cómo la interpretación eficaz de los resultados de las pruebas puede conducir a soluciones prácticas para problemas de salud y seguridad. 

Marco Regulatorio y Cumplimiento

Las pruebas de retardantes de llama están reguladas por varios organismos y agencias en diferentes niveles, tales como:

• OSHA: OSHA es una agencia federal que regula el uso de retardantes de llama en entornos ocupacionales, como la construcción, los textiles y la manufactura.
• EPA: La EPA es una agencia federal que protege la salud humana y el medio ambiente. La EPA regula la producción, distribución, uso y eliminación de retardantes de llama según varias leyes.

Importancia del cumplimiento

El cumplimiento de las normas de seguridad es esencial para los fabricantes y minoristas de materiales y productos retardantes de llama. El cumplimiento puede ayudarles a:

• Garantizar la calidad y rendimiento de sus productos.
• Ganar confianza y satisfacción del consumidor
• Acceder y ampliar sus mercados

El incumplimiento de estas normas puede tener consecuencias legales graves, incluidas multas y litigios. También puede provocar retiradas de productos y un daño grave a la reputación de todas las empresas involucradas con el producto. 

Avances en pruebas de retardantes de llama

Recientemente se han producido bastantes avances fascinantes en las pruebas de retardantes de llama. Una de estas innovaciones es la aplicación de tomografías computarizadas (TC), que pueden escanear materiales para mostrar imágenes de cuán dañados están después de un incendio, proporcionando información detallada sobre la prevención de incendios en materiales. 

Además, está aumentando la demanda de nuevos materiales resistentes al fuego, como nanotubos de carbono, grafeno y óxidos metálicos. Estos materiales han sido probado para mejorar la estabilidad de diferentes materiales textiles a altas temperaturas evitando la propagación del fuego y la carbonización. 

Además, el ascenso de Inteligencia Artificial (AI) La creación de modelos predictivos ha abierto nuevas vías para mejorar la seguridad y eficacia de los materiales retardantes de llama. Estos avances pueden ser revolucionarios en las pruebas de retardantes de llama, ya que permiten evaluaciones de riesgos más precisas y el desarrollo de materiales más seguros y eficaces. 

Desafíos y Consideraciones

Se han utilizado materiales retardantes de llama. reportaron tener altos niveles de bioacumulación, lo que genera importantes preocupaciones ambientales. También se sabe que los productos químicos retardantes de llama tienen impactos adversos en los organismos del suelo, aumentando la probabilidad de que ejerzan impactos negativos para la salud tanto de los seres humanos como de los animales. 

Es importante encontrar un equilibrio entre la eficacia en la prevención o reducción de los riesgos de incendio y su impacto en la salud humana y el medio ambiente con respecto a las pruebas de retardantes de fuego, que pueden ser todo un desafío. 

Además de eso, cuando se trata de consideraciones éticas, es importante asegurarse de que el desarrollo y las pruebas de retardantes de llama se realicen de manera que no dañen el medio ambiente ni pongan en riesgo la salud humana. 

Resumen

Las pruebas de retardo de llama son un proceso vital que garantiza la seguridad contra incendios de materiales y productos. Implica varios métodos y estándares que miden la inflamabilidad y la resistencia al fuego de materiales y productos.

El reposo con retardantes de llama también enfrenta varios desafíos y consideraciones que deben abordarse en términos de cuestiones ambientales, de salud y éticas. Por lo tanto, la investigación continua es esencial para desarrollar retardantes de llama que sean eficaces pero seguros para la salud y el medio ambiente.

En pocas palabras, el futuro de las pruebas de retardantes de llama está destinado a cambios transformadores con el surgimiento de nuevas tecnologías como imágenes avanzadas y modelos predictivos basados ​​en inteligencia artificial.