Teste de retardador de chama: uma visão geral completa

A segurança contra incêndio é uma preocupação séria para todos. De acordo com Organização Mundial de Saúde (OMS), as lesões relacionadas com o fogo são responsáveis ​​por mais de 300,000 mortes e 10 milhões de incapacidades por ano em todo o mundo. 

Para lidar com a natureza altamente adversa dos riscos de incêndio, uma das medidas mais eficazes tem sido o uso de testes de materiais com retardadores de chama para garantir que atendam aos padrões de segurança contra incêndio. 

Neste artigo, forneceremos uma visão abrangente teste retardador de chama, cobrindo sua história, tipos, métodos e direções futuras. 

Sem mais delongas, vamos mergulhar direto nisso. 

O que são retardadores de chama? 

Em termos simples, os retardadores de chama são produtos químicos usados ​​para evitar que o fogo se espalhe em diferentes produtos. O uso de materiais retardadores de chama pode variar dependendo do material ao qual são aplicados, sendo normalmente adicionados durante o processo de fabricação ou como aditivo para melhorar a resistência ao fogo.

Importância dos testes de retardante de chama

Testar retardadores de chama é crucial por três razões principais:

1. Mitiga perigos e perdas associados a incêndios
2. Atende aos requisitos regulatórios
3. Destaca espaço para melhorias potenciais nos produtos

História e evolução dos padrões retardadores de chama

Materiais retardadores de chama já são usados ​​há bastante tempo. Tudo começou no século XIX com a descoberta de produtos químicos sintéticos como o bromo e o cloro, que tinham propriedades retardadoras de chama. Os produtos químicos foram usados ​​para fazer retardadores de chama que foram aplicados em tecidos como algodão, lã, seda e poliéster para aumentar sua resistência à chama.

Evolução dos padrões de teste

O primeiro desenvolvimento de padrões de retardadores de chama pode ser datado do início do século XX. No início, os padrões baseavam-se num método simples que envolvia colocar um pedaço de tecido numa pequena chama durante um determinado período de tempo e medir o comprimento da área queimada. No entanto, com o tempo, surgiram novos padrões de teste, cada um refletindo a crescente compreensão da dinâmica e dos materiais do fogo. 

 

Os principais avanços nos padrões de teste são marcados por três desenvolvimentos principais: 

1. ASTM E84: Desenvolvido na década de 1920, este padrão mediu a propagação da chama e o desenvolvimento da fumaça em uma amostra de teste definida, auxiliando posteriormente na criação de estruturas de construção resistentes ao fogo.
2. UL 94: Introduzido na década de 1940, o UL 94 revolucionou os testes de retardantes de chama ao categorizar materiais com base em seu comportamento de combustão e geração de fumaça. 
3. 

   ISO 11925-2: Desenvolvido na década de 1990, com foco principalmente no retardamento de chama em têxteis. Utilizou equipamentos avançados para avaliar a resistência à ignição, propagação da chama e comportamento de fusão.  

Variações globais nos padrões

Existem hoje muitos padrões de testes de proteção contra chamas em todo o mundo, e cada um se concentra em uma área diferente. Na América do Norte, as diretrizes para testar retardadores de chama consideram coisas como o comprimento médio do carvão, a duração da explosão e a ausência de gotas de metal fundido após o incêndio. 

Na Ásia, por outro lado, o Japão, a China e a Coreia do Sul têm regras rigorosas sobre a forma como realizam os testes, tais como o tempo de combustão contínua mais elevado permitido, o tempo de combustão negativo e a duração do dano. Estas diferenças entre regiões mostram as diferentes formas como os reguladores garantem os padrões de segurança contra incêndios.

Tipos de retardadores de chama

 

Os retardadores de chama podem ser classificados em diferentes tipos com base na sua composição química, modo de ação e método de aplicação.

Alguns dos tipos comuns de retardadores de chama são:

• Retardantes de chama halogenados: Os halogênios presentes nessas substâncias evitam que elas peguem fogo facilmente, obstruindo o processo de queima, formando assim um escudo sobre ela.
• Retardantes de chama à base de fósforo: Os retardantes utilizados para apagar incêndios contêm fósforo em suas moléculas, que atuam aumentando a formação de carvão e reduzindo o oxigênio para combustão, evitando, consequentemente, que o fogo se espalhe rapidamente.

• Retardadores de chama inorgânicos: Esses retardadores de chama são compostos de óxidos metálicos e atuam absorvendo calor, deixando escapar o vapor de água ou cobrindo a superfície do material para protegê-lo. 

Categorias de retardadores de chama

Existem basicamente duas categorias de retardadores de chama, que são: 

1. Aditivos retardadores de chama: Isso é feito misturando-o com o material sem realmente criar quaisquer ligações químicas.
2. Retardadores de chama reativos: Esses aditivos são quimicamente ligados ao material para que se tornem parte integrante do produto final.

Áreas de aplicação

Os retardadores de chama são usados ​​ativamente em muitas indústrias diferentes. Algumas de suas principais aplicações estão em:

Industria têxtil:

Os retardadores de chama são muito usados ​​em roupas, estofados e cortinas. Diferentes tipos de retardantes são utilizados, dependendo do tipo de tecido e das propriedades desejadas, como durabilidade e conforto. 

 

Indústria de eletrônicos:

Na eletrônica, os retardadores de chama são essenciais para a segurança, usados ​​em invólucros, placas de circuito e cabos. Fósforo e compostos halogenados são comumente usados. 

Indústria de construção:

Os retardadores de chama também são adicionados a uma variedade de materiais de construção, incluindo isolamento, telhados e painéis. Eles são um aspecto crítico na construção para atender aos códigos de segurança contra incêndio em edifícios.

Métodos de teste padrão

Os métodos de teste padrão para retardadores de chama em materiais avaliam essencialmente a sua eficácia na prevenção da propagação do fogo. 

Protocolos de teste padronizados

 

Os protocolos de teste variam dependendo dos diferentes padrões internacionais. Com base nos três padrões internacionais para testes padronizados, os principais protocolos de testes padronizados incluem:  

 

Foco de teste	Faixas aceitáveis ​​típicas
Tempo de Retardo de Chama	Muitas vezes, alguns segundos até 60 segundos
Comprimento do caractere	O mais curto possível, geralmente alguns centímetros
Taxa de propagação da chama	Menos de 30 mm/s
94HB (queimadura horizontal)	Menos de 3 polegadas por minuto ou para de queimar antes da marca de 5 polegadas.
94V-0 (queimadura vertical)	Pára dentro de 10 segundos após duas aplicações de dez segundos cada de uma chama
Teste de Densidade de Fumaça (IEC 61034)	A transmitância luminosa registrada deve ser de no mínimo 60%, indicando um valor máximo de densidade de fumaça de 40%.

 

Principais padrões internacionais

Os principais padrões internacionais que descrevem os métodos de teste padrão para testes de retardantes de chama são:

• Organização Internacional de Padronização (ISO): A ISO é uma organização não governamental independente que desenvolve e publica padrões internacionais para vários campos e indústrias.
• Underwriters Laboratories (UL): A UL é uma empresa global de certificação de segurança que testa e certifica produtos quanto à segurança e desempenho.
• Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM): ASTM é uma organização internacional que desenvolve e publica padrões de consenso voluntário para vários materiais, produtos, sistemas e serviços. 

Descrição dos procedimentos de teste

A primeira etapa do teste de retardante de chama geralmente envolve a preparação de amostras de teste de acordo com requisitos específicos do método de teste, como tamanho, formato e condicionamento. Em seguida, são configurados equipamentos como fonte de ignição, temporizador e instrumentos de medição. A última etapa do procedimento é realizar o teste sob condições controladas, registrando a taxa de queima, o índice de propagação da chama e o índice de desenvolvimento de fumaça. 

Procedimentos de testes laboratoriais

Os testes de retardantes de chama são geralmente realizados em laboratórios equipados com instrumentos e instalações especializadas para simular vários cenários de incêndio e medir as características de inflamabilidade dos materiais. 

Preparação de amostras de teste

A etapa inicial na preparação das amostras de teste envolve esculpi-las em dimensões e formatos adequados, conforme definido por cada procedimento de teste respectivo. Após a realização de cada teste, as amostras são pesadas antes e depois para determinar a extensão da perda de massa como resultado da combustão.

A etapa subsequente do processo envolve a atribuição de rótulos a cada amostra, que inclui detalhes pertinentes como tipo de material, método de teste utilizado, data do teste e um número de identificação exclusivo da amostra. 

A etapa final envolve o condicionamento das amostras em um ambiente regulamentado antes do teste, a fim de garantir níveis consistentes de umidade e temperatura.

Equipamentos e ferramentas usadas em testes

Alguns dos equipamentos e ferramentas comuns usados ​​são:

• Câmara de inflamabilidade
• Analisador de oxigênio
• Termopares
• calibrador

Guia passo a passo para realizar testes de retardamento de chama

Passo 1- Preparação

Prepare o material de acordo com os requisitos específicos do teste em relação ao tamanho, formato e condicionamento. Para testes horizontais ou verticais, posicione a amostra adequadamente.

Passo 2 – Observação e Medição

Monitore a resposta do material à chama, incluindo tempo de ignição, taxa de queima, comprimento da carbonização e produção de fumaça.

Etapa 3 – Registrar Resultados

Documente as observações meticulosamente, incluindo qualquer pós-chama, pós-brilho, comprimento de carvão e se partículas em chamas ou derretidas caem da amostra.

Interpretando os resultados do teste

Ao interpretar os resultados dos testes de retardamento de chama, duas métricas principais são frequentemente consideradas:

1. Índice de propagação de chamas: esta métrica avalia a rapidez com que as chamas se espalham pela superfície de um material. Um Índice de Propagação de Chama mais baixo indica uma propagação de chama mais lenta e é desejável em materiais retardadores de chama.
2. Índice de fumaça desenvolvida: mede a quantidade de fumaça produzida durante a combustão. Em cenários onde a visibilidade durante um incêndio é crítica para uma evacuação segura, são preferidos materiais com um Índice de Desenvolvimento de Fumaça mais baixo.

Conformidade com as Normas de Segurança

Os resultados dos testes também podem ser comparados com padrões de segurança estabelecidos, como aqueles definidos pela UL ou ASTM para interpretação. Esses padrões geralmente especificam requisitos mínimos de desempenho para diversas métricas de retardadores de chama, o que pode ser uma referência útil para comparar os resultados dos testes. 

Implicações da interpretação precisa dos resultados dos testes - estudo de caso

A estudo conduzido por pesquisadores do Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology teve como objetivo determinar o impacto da limpeza da casa e da lavagem das mãos na redução da exposição a retardadores de chama por meio de testes de retardadores de chama.

Este estudo incluiu 32 grupos de mães e crianças e testou seus níveis de retardadores de chama em laboratório e em casa. Os resultados mostraram um aumento nos níveis de retardadores de chama na urina e nos lenços umedecidos antes e depois das intervenções.

Os resultados do estudo revelaram que quando as pessoas lavavam as mãos com mais frequência e limpavam as suas casas com mais frequência, havia uma diminuição notável nos níveis de metabolitos retardadores de chama urinários e de resíduos de lenços umedecidos. Os resultados mostram como a interpretação eficaz dos resultados dos testes pode levar a soluções práticas para questões de saúde e segurança. 

Marco Regulatório e Conformidade

Os testes de retardantes de chama são regulamentados por vários órgãos e agências em diferentes níveis, tais como:

• OSHA: OSHA é uma agência federal que regulamenta o uso de retardadores de chama em ambientes ocupacionais, como construção, têxtil e manufatura.
• EPA: A EPA é uma agência federal que protege a saúde humana e o meio ambiente. A EPA regula a produção, distribuição, uso e descarte de retardadores de chama sob diversas leis.

Importância da Conformidade

A conformidade com os regulamentos de segurança é essencial para fabricantes e varejistas de materiais e produtos retardadores de chama. A conformidade pode ajudá-los a:

• Garantir a qualidade e desempenho de seus produtos
• Ganhe a confiança e a satisfação do consumidor
• Acesse e expanda seus mercados

O não cumprimento destas normas pode levar a graves consequências jurídicas, incluindo multas e litígios. Também pode resultar em recalls de produtos e sérios danos à reputação de todas as empresas envolvidas com o produto. 

Avanços nos testes de retardadores de chama

Houve alguns desenvolvimentos fascinantes em testes de retardadores de chama recentemente. Uma dessas inovações é a aplicação de tomografia computadorizada (TC), que pode escanear materiais para mostrar imagens de quão danificados eles estão após um incêndio, fornecendo insights aprofundados sobre a prevenção de incêndios em materiais. 

Além disso, a procura de novos materiais resistentes às chamas, como os nanotubos de carbono, o grafeno e os óxidos metálicos, está a aumentar. Esses materiais foram comprovado para melhorar a estabilidade de diferentes materiais têxteis a altas temperaturas, evitando a propagação do fogo e a carbonização. 

Além disso, a ascensão Artificial Intelligence (AI) criar modelos preditivos abriu novos caminhos para melhorar a segurança e a eficácia dos materiais retardadores de chama. Esses avanços podem ser revolucionários nos testes de retardadores de chama, pois permitem avaliações de risco mais precisas e o desenvolvimento de materiais mais seguros e eficazes. 

Desafios e Considerações

Materiais retardadores de chama foram relatado ter altos níveis de bioacumulação, levantando preocupações ambientais significativas. Os produtos químicos retardadores de chama também são conhecidos por terem impactos adversos nos organismos do solo, aumentando a probabilidade de exercerem impactos negativos na saúde de humanos e animais. 

É importante encontrar um equilíbrio entre a eficácia na prevenção ou redução dos riscos de incêndio e o seu impacto na saúde humana e no ambiente no que diz respeito aos testes de retardadores de fogo, o que pode ser bastante desafiador. 

Além disso, quando se trata de considerações éticas, é importante garantir que o desenvolvimento e os testes de retardadores de chama sejam feitos de uma forma que não prejudique o meio ambiente nem coloque em risco a saúde humana. 

Resumindo

O teste de retardante de chama é um processo vital que garante a segurança contra incêndio de materiais e produtos. Envolve vários métodos e padrões que medem a inflamabilidade e a resistência ao fogo de materiais e produtos.

O repouso retardador de chama também enfrenta vários desafios e considerações que precisam ser abordados em termos de questões ambientais, de saúde e éticas. Portanto, a pesquisa contínua é essencial para desenvolver retardadores de chama que sejam eficazes, mas seguros para a saúde e o meio ambiente.

Resumindo, o futuro dos testes de retardadores de chama está fadado a mudanças transformadoras com o surgimento de novas tecnologias, como imagens avançadas e modelos preditivos baseados em IA.