La importancia de los cables libres de Halógenos en las Instalaciones Eléctricas

Cables libres de Halógenos

El mundo en el que vivimos hoy nos brinda diversas facilidades que optimizan nuestro tiempo y nos hacen más eficientes. Tenemos a nuestra disposición el desarrollo de nuevas tecnologías a nuestro favor.

Creado el 10 de junio de 2020 a las 11:35

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Todos los días se realizan importantes inversiones en la construcción de edificios comerciales, hoteles, hospitales, restaurantes, metros, clubes nocturnos, entre otros. Cuando desembarcamos en un aeropuerto, cuando nos quedamos en un hotel, cenamos en un restaurante, tomamos un metro o incluso si vamos a ver a nuestro equipo jugar en un estadio de fútbol, ​​a menudo ni siquiera nos damos cuenta de lo que hay detrás de estas maravillosas construcciones, como se especificaron sus materiales y cómo el empresario se ocupó de la seguridad de las personas y del patrimonio en casos de emergencia.

En principio, si estamos bien atendidos en una tienda de un centro comercial, con gusto volveremos a él para una nueva compra. La tienda está bien organizada, los vendedores están atentos y los productos son de buena calidad. Pero, ¿alguna vez se le ocurrió preguntarle a los vendedores si las decenas de kilómetros de cables eléctricos instalados en la tienda no afectarán a las personas en caso de incendio? Por supuesto que no, y nadie quiere preocuparse por esto. Quien debería preocuparse es el diseñador del lugar, quien tiene incluso la responsabilidad penal del diseño eléctrico de esa tienda. Por es muy importante que especifique correctamente todos los materiales, siempre pensando en la seguridad de las personas en una situación que no queremos que suceda, pero que representa un riesgo para la vida y la necesidad de conservar el patrimonio.

Aplicación

Lamentablemente, los incendios ocurren con frecuencia, en todas partes y en todo tipo de instalaciones. El daño a menudo es solo material, pero siempre existe el riesgo de lesiones graves y muerte. Los materiales en llamas pueden emitir gases tóxicos, gases corrosivos, humo negro y también pueden servir para alimentar y propagar el fuego. A menudo, las víctimas fatales de un incendio no se vieron afectadas por el fuego, sino por los gases de los materiales quemados en el sitio, principalmente debido a su velocidad de propagación. Cuando son inhalados por humanos, causan asfixia.

Todos recordamos algún evento trágico donde muchas personas perdieron la vida en lugares de alta densidad de población. ¿Y qué tienen en común estos eventos? La concentración de muchas personas en lugares donde la evacuación es lenta en una emergencia.

Independientemente de las causas de los incendios, se debe hacer algo para evitar o minimizar el efecto producido por el fuego, a fin de proporcionar más seguridad a las personas. Si comienza un incendio, deben ver las señales de luz que apuntan a las salidas de emergencia sin que el humo los oscurezca, deben continuar respirando aire fresco o, a lo sumo, con productos de combustión no tóxicos. Los materiales no deben ser el puente que transmite el fuego de un piso a otro.

Tales incendios a gran escala causan conmoción general y presionan a las autoridades para que revisen sus códigos y protocolos de control de llamas. Una de las formas de control, que deben ejercer las autoridades locales, es exigir que cada uno de los segmentos de producción de los materiales utilizados en la construcción y el mobiliario de los establecimientos sean estudiados y mejorados para no contribuir a empeorar la situación en caso de incendio. La ingeniería es capaz de desarrollar materiales con un mejor rendimiento contra incendios, para minimizar los resultados no deseados causados ​​por los propios materiales.

En este sentido, las normas técnicas nacionales, como la Norma Paraguaya NP 2 028 13 - Instalaciones Eléctricas de Baja Tensión, clasifican los lugares desde el punto de vista de evacuación de personas en situaciones de emergencia. Los cables halogenados (es decir, que contienen PVC en su composición) están prohibidos en las siguientes situaciones, de acuerdo con el punto 5.2.2 de dicha norma:

 

BD2: baja densidad de ocupación, ruta de escape larga (edificios residenciales de más de 50 m de altura y edificios no residenciales con baja densidad de ocupación y altura de más de 28 m).

BD3: alta densidad de ocupación, ruta de escape corta (lugares de afluencia de audiencias como teatros, cines, grandes almacenes, escuelas, etc. Edificios no residenciales con alta densidad de ocupación y altura inferior a 28 m).

BD4: alta densidad de ocupación, ruta de escape larga (lugares de mayor afluencia pública, como centros comerciales, grandes hoteles y hospitales, establecimientos educativos que ocupan varios pisos de un edificio, etc.; edificios no residenciales con alta densidad de ocupación y altura de más de 28 m).

Por supuesto, esta clasificación también se aplica a los cables de media tensión, así como a los cables de comando y control.


¿DÓNDE USAR LOS CABLES LIBRES DE HALÓGENOS?

Los cables libres de halógenos se pueden usar en cualquier tipo de instalación, incluso en nuestros hogares, ¿por qué no? Pero siempre pensando en la seguridad de las personas y la propiedad, deben emplearse en todos los lugares donde hay una gran afluencia de personas.

Pero, ¿cuántas personas deben estar en el lugar para que se considere un lugar con una gran afluencia de personas? 50? 100? 1.000? Una sala de cine para 30 personas es un lugar de gran concentración de personas?

Para ayudarnos en esta respuesta e incluso para estandarizar esta elección, que es algo subjetiva, podemos usar la norma brasileña NBR 13570 - Instalaciones eléctricas en lugares de afluencia pública - Requisitos específicos. Esta norma establece los requisitos específicos necesarios para las instalaciones eléctricas en lugares de afluencia de publico, con el fin de garantizar su correcto funcionamiento, la seguridad de las personas y de los animales domésticos y la conservación de la propiedad.

 

Local

Capacidad mínima

Auditorios, salas de conferencias/reuniones

200

Cines

50

Hoteles, moteles y similares

50

Lugares de culto

300

Establecimientos de servicios al cliente

100

Teatros, arenas, salas de conciertos y lugares similares

100

Restaurantes, cafeterías y lugares similares

100

Clubes y discotecas

50

Circulaciones y áreas comunes en centros comerciales, shopping centers

En estos lugares, la aplicación de la Norma no depende de la capacidad de las personas

Establecimientos de deportes y ocio al aire libre, estadios

300

En estos lugares, todos los conductores deben estar hechos de cobre para evitar riesgos potenciales de calentamiento no deseado en conexiones mal ejecutadas con cables de aluminio. Incluso una subestación eléctrica, que no tiene ni debe tener una concentración de personas adentro, puede diseñarse con cables libres de halógenos. En caso de incendio no habrá humo oscuro (menos impacto visual en las personas del vecindario) y (el principal, en este caso), ayudará a preservar el equipo eléctrico presente en la subestación.


CABLES ELECTRICOS

Los cables más comunes utilizados en la construcción civil están aislados en PVC (policloruro de vinilo) y también pueden cubrirse en PVC, lo que le brinda protección mecánica. Los cables multipolares también usan PVC como capa interna para hacerlos redondos. La "C" del PVC se traduce al elemento "cloro", de la familia de los halógenos en la tabla periódica. No es un elemento que debamos temer en su forma natural, porque todos los días bebemos agua con un poco de cloro que ayuda a purificarlo. Sin embargo, se convierte en el villano en caso de incendio, ya que reacciona con el hidrógeno en el aire durante su combustión, dando lugar al ácido clorhídrico, un gas tóxico y corrosivo, letal para los humanos y perjudicial para las instalaciones eléctricas. Tampoco es deseable para liberar humo oscuro durante la combustión, lo que dificulta la localización de señales de advertencia de salida de emergencia en caso de incendio.

Por esta razón, no podemos usar PVC en instalaciones con una gran cantidad de personas. La alternativa es buscar materiales libres de halógenos que cumplan con todos los requisitos eléctricos y mecánicos originalmente requeridos para los cables eléctricos, además de los nuevos requisitos químicos y con un excelente rendimiento frente al fuego. Los buenos proveedores de polímeros han desarrollado excelentes materiales para ocupar el lugar dejado por el PVC. Los estándares se desarrollaron o cambiaron para incluir las características técnicas necesarias para garantizar los nuevos requisitos: llamados LSHF (bajo nivel de humo, sin halógenos) o LSOH (bajo nivel de humo, cero halógenos), los cables deben ser no propagadores de llama, libres de halógenos y con bajas emisiones de humo y gases tóxicos. Los estándares asignaron nuevas designaciones para los compuestos, reemplazando, por ejemplo, la capa externa designada como ST2 (donde se aplicó PVC) por ST8 (estándar IEC 60502-1) o SHF1 (material termoplástico no halogenado de acuerdo con el estándar brasileño NBR 13248) . Los conductores y la clase de trenzado son los mismos, y continúan aislados con XLPE o HEPR siempre que no tengan halógenos en su composición.


PRUEBAS Y RENDIMIENTO EN CASO DE INCENDIO

Para probar el rendimiento de los productos en una situación de incendio, se han desarrollado varios métodos de prueba para clasificar los materiales y verificar el comportamiento del cable completo cuando se quema.

Los requisitos principales son:

  • Uso de compuestos con un alto índice de oxígeno (que se traduce en una cantidad de oxígeno mucho mayor que la existente en el aire para iniciar la combustión, retrasando el proceso de combustión);
  • Opacidad reducida: baja emisión de humo, con transmitancia mayor que 60% o 70% para permitir visibilidad en la búsqueda de la ruta de escape;
  • Análisis cualitativo de gases de cloro, flúor, bromo, yodo, azufre y nitrógeno;
  • Cantidad de gas ácido, valor máximo especificado de 5 mg/g de contenido de gas ácido;
  • Determinación del índice de toxicidad, probado para el contenido de gases tóxicos en el humo, después de la combustión, y debe presentar índices de toxicidad iguales o inferiores a 5.

Los estándares brasileños se basan en estándares internacionales IEC con la siguiente equivalencia:

NORMA NBR

TÍTULO

EQUIVALENTE IEC

TÍTULO

ABNT NBR 13248

Cabos de potência e condutores isolados sem cobertura, não halogenados e com baixa emissão de fumaça, para tensões até 1 kV – Requisitos de desempenho

IEC 60502-1 (considerar cobertura ST8)

Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV (Um = 1,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV) – Part 1: Cables for rated voltages of 1 kV (Um = 1,2 kV) and 3 kV (Um = 3,6 kV)

ABNT NBR 11300

Fios e cabos elétricos - Determinação da densidade de fumaça emitida em condições definidas de queima - Método de ensaio

IEC 61034-2

Measurement of smoke density of cables burning under defined conditions – Part 2: Test procedure and requirements

ABNT NBR 12139

Fios e cabos elétricos - Ensaio de determinação do índice de toxidez dos gases desenvolvidos durante a combustão dos materiais poliméricos - Método de ensaio

IEC 60754-1

Test on gases evolved during combustion of materials from cables – Part 1: Determination of the amount of halogen gas

ABNT NBR 11633

Fios e cabos elétricos – Ensaio de determinação do grau de acidez de gases desenvolvidos durante a combustão de componentes - Método de ensaio

IEC 60754-2

Test on gases evolved during combustion of electric cables – Part 2: Determination of degree of acidity of gases evolved during the combustion of materials taken from electric cables by measuring pH and conductivity

ABNT NBR NM IEC 60332-3-24

 

Métodos de ensaios para cabos elétricos sob  condições de fogo – Parte 3-24: Ensaio de propagação vertical da chama em condutores ou cabos em feixes montados verticalmente – Categoria C

IEC 60332-3-24

Tests on electric cables under fire conditions – Part 3-24: Test for vertical flame spread of vertically-mounted bunched wires or cables – Category C


Además de las normas técnicas, se deben considerar y revisar otros códigos y regulaciones, como las Instrucciones Técnicas del Departamento de Bomberos, por ejemplo. En ciudades como São Paulo, los bomberos han estado considerando, durante más de diez años, la inspección del tipo de cable que se instala en lugares con una gran cantidad de personas. Si el proyecto se construyó con cables que contienen PVC en su construcción en lugar de cables libres de halógenos, la licencia de operación del sitio simplemente no se expide, hasta que sus gerentes cumplan con los estándares de seguridad.

El diseñador de la instalación eléctrica debe tener en cuenta que el uso de cables libres de halógenos no es un lujo o un capricho, sino más bien una obligación técnica e incluso moral, ya que su primera preocupación debe ser la seguridad de la empresa. Y, con la venta a gran escala como en la actualidad, los cables libres de halógenos se venden prácticamente al mismo precio o con muy poca diferencia en comparación con los cables halogenados, incluso con materiales especiales y un rendimiento muy superior en caso de contacto con el fuego. En este sentido, es necesario resaltar algunas características que diferencian el rendimiento de los cables en el momento del incendio que deben tenerse en cuenta al especificar los cables:

Cable con características de no propagacion de la llama: en este caso, se evita que el cable sea la fuente de un incendio causado por un incidente menor, como una fuente de calor externa que, por descuido, entra en contacto con el cable. La prueba es simple, simplemente envíe 60 cm de cable a la llama de un mechero Bunsen durante 1 minuto, y la parte carbonizada no puede exceder los 50 cm después de quitar la llama. Pero un cable que solo es ignífugo no es suficiente para proporcionar seguridad para la instalación, ya que en una pozo vertical podemos tener muchos cables em contacto, llevando el fuego a otros pisos del edificio.

Cable con características de propagación sin fuego: para obtener esta característica, los materiales y la construcción del cable deben estudiarse porque el requisito es mucho más estricto. Aquí tenemos 3 clasificaciones principales: categorías C, B y A. La diferencia entre ellas es el tiempo que soportan el fuego y la cantidad de material para quemar en el cable, de acuerdo con la siguiente clasificación:

Categoría C: es la más suave, requiere 3,5 dm³ de metro lineal de material combustible que se quema durante 20 minutos. Se requiere en entornos e instalaciones donde habrá una gran afluencia de personas, como centros comerciales, hospitales, hoteles, restaurantes, aeropuertos, etc.

Categoría B: requiere 3,5 dm³ de metro lineal de material combustible que se quema durante 40 minutos. Hoy solo es requerido por el Metro;

Categoría A: es la más severa, con 7 dm³ de metro lineal de material combustible quemándose durante 40 minutos. Solo se requiere para cables para barcos y plataformas off-shore.

Cable resistente al fuego: esta característica solo se aplica a circuitos de seguridad especiales donde se requiere la integridad de las líneas eléctricas en condiciones de incendio, como sistemas de alarma, iluminación o incluso ascensores que pueden continuar funcionando durante algun  tiempo en el curso del incendio. Los cables tienen, en general, cintas de mica alrededor de sus conductores, retrasando el ataque del fuego tanto como sea posible. La prueba se lleva a cabo con el cable bajo tensión y en un quemador durante 3 horas.


CONCLUSIÓN

Los cables libres de halógenos no previenen incendios. Pero hacen su parte cuando se les pide, tratando de no interferir o incluso empeorar la situación que se desarrolla. En este resumen de características especiales de los cables eléctricos, buscamos que los empresarios y diseñadores sean conscientes de la importancia de especificar correctamente los materiales, prediciendo que ocurrieron tragedias y que pueden volver a ocurrir.

La instalación eléctrica presenta riesgos inherentes para las personas no calificadas y debe cumplir con todos los requisitos reglamentarios para que puedan operar con total seguridad. En algunas situaciones, el dimensionamiento adecuado, el tendido con buenas prácticas o una conexión a la tierra efectiva no es suficiente. También tenemos que pensar en agentes externos que puedan poner en riesgo todo el proyecto.

El desarrollo avanza, los requisitos de seguridad no se detienen. España siempre ha estado a la vanguardia de estos estudios y continúa ejerciendo su fuerte influencia en Europa y, en consecuencia, en otros países, en el sentido de buscar continuamente las mejores tecnologías de seguridad para cables eléctricos. Recientemente, la comunidad europea ha establecido como norma el cumplimiento de los nuevos requisitos en su documento "CPR - Construction Product Directive ", o Reglamento de Productos para la Construcción. Los cables eléctricos han recibido una nueva clasificación basada no solo en los requisitos ya mencionados aquí, sino también en relación con el calor emitido y la liberación de partículas incandescentes durante un incendio. Esperamos tener algo similar para nuestros estándares de nuestro país en el futuro cercano.

Finalmente, vale la pena mencionar la idoneidad de los proveedores y fabricantes de cables eléctricos. Siempre solicite el certificado de aprobación del producto emitido por empresas acreditadas o el informe de prueba de tipo de acuerdo con las normas técnicas pertinentes. Son la garantía de su tranquilidad y del rendimiento de su instalación eléctrica.


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