A fumaça é o primeiro perigo letal em um incêndio em cabo. Dentro de um corredor, túnel ou poço de elevação, a fumaça densa pode reduzir a visibilidade para menos de um metro em minutos, e a maioria das mortes por incêndio são causadas pela inalação de fumaça e não pelo contato com chamas. Para os fabricantes de cabos, isso torna a densidade da fumaça - e não o retardamento de chama por si só - o parâmetro decisivo na escolha de compostos de isolamento e revestimento.
A densidade da fumaça determina a quantidade de luz que uma nuvem de fumaça gerada pelo fogo bloqueia e controla diretamente por quanto tempo as rotas de evacuação permanecem visíveis e a rapidez com que as equipes de resgate podem operar dentro de uma estrutura.
Os cabos são uma das maiores massas combustíveis em edifícios, veículos e instalações industriais. Uma única sala de riser pode conter quilômetros de cabos de energia e comunicação; sob uma falha de arco ou incêndio externo, todo o feixe pode pegar fogo e a fumaça resultante atinge os ocupantes muito antes da frente da chama. As especificações internacionais, portanto, avaliam o desempenho da fumaça junto com a propagação das chamas, usando a transmitância de luz IEC 61034, as classes de fumaça s1, s2 e s3 da EN 50399 nas classificações euroclass CPR e os limites de densidade de fumaça da EN 45545-2 R24 para material circulante ferroviário.
A tabela abaixo resume onde as famílias de compostos comuns normalmente se situam no desempenho da fumaça. A dispersão entre o PVC e o LSZH explica por que os limites de fumaça, e não apenas as classificações de chama, geralmente decidem a família de materiais em instalações reguladas por fumaça.
| Família composta | Transmitância típica | Conteúdo de halogênio | Aula típica de fumaça |
| PVC de uso geral | 10-25% | Cloro presente | s3 |
| PVC FR com baixa emissão de fumaça | 30-55% | Cloro presente | s3 ou s2 |
| Termoplástico LSZH | 70-90% | Nenhum | s1 ou s2 |
| LSZH reticulado | 70-90% | Nenhum | s1 ou s2 |
A densidade da fumaça para cabos é medida queimando um comprimento de cabo definido em uma câmara de 3m3 e registrando a porcentagem de luz transmitida através da fumaça durante 40 minutosutos, de acordo com a IEC 61034-2.
A câmara contém um sistema óptico com fonte de luz e fotocélula; a transmitância é registrada desde a ignição até a janela de teste completa. Um valor mais alto significa uma camada de fumaça mais fina. Muitas especificações tratam 60% como o limite mínimo de baixa emissão de fumaça, enquanto as classes de fumaça CPR s1, s2 e s3 refinam a classificação usando a taxa de crescimento de fumaça (SMOGRA) e a produção total de fumaça (TSP) medidas no teste de cabo EN 50399.
Os desenvolvedores de compostos também usam a câmara de fumaça NBS de acordo com ASTM E662 ou ISO 5659-2 para medir densidade óptica específica (Ds) em placas. Esses números em nível de material são mais rápidos e baratos do que a queima completa do cabo e expõem diferenças de formulação antes que um composto chegue à produção. A certificação ferroviária adiciona limites EN 45545-2 R24 com base na exposição da câmara em fluxos de calor definidos.
A estrutura do polímero e o pacote de aditivos decidem o teto para o desempenho da fumaça: os polímeros clorados liberam fumaça densa, corrosiva e rica em carbono, enquanto as poliolefinas livres de halogênio contendo cargas de hidróxido mineral liberam principalmente vapor de água e deixam um resíduo estável de carvão.
A resina de PVC contém cerca de 57% de cloro em peso. Na combustão, a desidrocloração libera gás cloreto de hidrogênio, e o esqueleto de carbono restante forma as partículas de fuligem que tornam a fumaça opaca. As formulações flexíveis adicionam 30 partes ou mais de plastificante por cem partes de resina, aumentando a carga de combustível e a fração de aerossol. Mesmo os compostos de PVC retardadores de chama raramente excedem 50 a 60 por cento de transmitância, e sua fumaça contém ácido que corrói eletrônicos e equipamentos de resgate.
Os compostos sem halogênio com baixo teor de fumaça são à base de poliolefina e carregados com hidróxido de alumínio ou hidróxido de magnésio, normalmente 40 a 65 por cento em peso. Quando aquecidos, esses enchimentos se decompõem endotermicamente, liberam vapor de água que dilui os produtos de combustão e deixam uma carbonização estável de óxido metálico que retém carbono sólido. O resultado é uma leve fumaça com transmitância geralmente entre 70 e 90 por cento nos testes IEC 61034.
Fuligem rica em carbono, cloreto de hidrogênio na fase gasosa, aerossol corrosivo. Transmitância normalmente abaixo de 55%, baixo custo de material, ampla janela de processamento.
Vapor de água e carvão de óxido metálico, pH acima de 4,3 de acordo com IEC 60754. Transmitância normalmente acima de 70 por cento, maior carga de enchimento exige um controle de composição mais rígido.
LSZH reticulado adiciona integridade térmica. Um sistema reticulado por radiação, tal como um Composto de isolamento LSZH reticulado por irradiação de 125 C , resiste ao amolecimento e ao gotejamento em temperaturas contínuas do condutor, onde o termoplástico LSZH se deformaria, ao mesmo tempo que mantém baixa a produção de fumaça. Para uma análise mais profunda lado a lado das duas famílias de materiais, leia nosso comparação abrangente de LSZH versus PVC .
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| Transmitância de fumaça | 30-55% | 70-90% | 70-90% |
| Conteúdo de halogênio | Sim | Nenhum | Nenhum |
| PH de gás ácido, IEC 60754 | Ácido | Acima de 4,3 | Acima de 4,3 |
| Classificação de temperatura típica | 70-105ºC | 70-90ºC | 105-150ºC |
| Instalações mais adequadas | Industrial, sem evacuação | Edifícios, data centers | Transporte, energia, alto calor |
Escolha primeiro o composto de acordo com o limite de fumaça imposto pelo padrão de instalação e, em seguida, confirme a classe de chama, a classificação de temperatura do condutor e o serviço mecânico.
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Os compostos LSZH dependem de cargas de enchimento altas e uniformemente dispersas. A má dispersão cria aglomerados que queimam de maneira diferente e aumentam a produção de partículas. O hidróxido de alumínio também absorve umidade; a água absorvida converte-se em vapor dentro da extrusora, produzindo vazios e defeitos superficiais que degradam a integridade mecânica e o desempenho da fumaça. Os protocolos de secagem e as condições de extrusão são, portanto, tão importantes quanto a receita base.
A química reticulada adiciona outra variável. O método de reticulação - silano, peróxido ou radiação - altera o comportamento de fusão, a tendência de gotejamento e a formação de carvão. Um fornecedor que opera linhas LSZH termoplásticas e reticuladas, como Hangzhou Meilin Nova Tecnologia de Materiais Co., Ltd. , pode combinar a escolha do grau com a realidade do processo, em vez de vender um pellet genérico. A empresa opera 31 linhas de produção automatizadas em três bases de produção e verifica cada lote através equipamento de teste de laboratório interno .
Nunca aceite o desempenho da densidade de fumaça apenas com base em uma folha de dados. Exija um relatório de teste acreditado IEC 61034 ou EN 50399 sobre o grau exato e defina a verificação em nível de lote no contrato de fornecimento.
Nos testes IEC 61034-2, uma transmitância de luz de pelo menos 60% é a porta mais amplamente utilizada para desempenho de baixa emissão de fumaça. De acordo com a EN 13501-6, a classe de fumo s1 representa a produção de fumo mais baixa, enquanto s2 e s3 permitem um fumo progressivamente mais elevado e não podem ser considerados como de baixo fumo em instalações classificadas como RCP.
As formulações modificadas de PVC com baixo teor de fumaça atingem aproximadamente 30 a 55 por cento de transmitância, o que é melhor que o PVC padrão, mas geralmente abaixo da barreira de 60 por cento. O PVC também libera cloreto de hidrogênio durante a combustão, produzindo um aerossol ácido corrosivo que não atende aos critérios de gás ácido da IEC 60754 incorporados na maioria das especificações de baixa emissão de fumaça.
Não. Livre de halogênio descreve a composição, enquanto baixo teor de fumaça descreve o desempenho testado contra incêndio. Um composto livre de halogênio mal preenchido pode fumegar mais do que um PVC bem suprimido. Sempre verifique o relatório de transmitância em vez de confiar em uma etiqueta sem halogênio.
A reticulação tem um efeito direto limitado na densidade da fumaça; sua principal contribuição é a integridade térmica. O LSZH reticulado evita gotejamento e mantém o desempenho de baixa emissão de fumaça em classificações contínuas de 105 C a 150 C, razão pela qual os cabos ferroviários, marítimos e de energia o utilizam onde o LSZH termoplástico amoleceria ou fluiria.
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