INTRODUCCIÓN Los Retardantes de Fuego son compuestos líquidos, sólidos o gaseosos que tienden a inhibir la combustión cuando se aplican, ya sea mezclados, combinados o sobre materiales combustibles. El concepto Retardante de Fuego (Fire Retardant) alude a químicos, tratamientos y pinturas (barnices) empleados para reducir la combustibilidad de los materiales de construcción y otros. La American Society for Testing and Material (ASTM) sugiere que estos productos se empleen sólo en el marco de términos compuestos como “barrera retardante”, “químico retardante”, “pintura retardante” o “tratamiento retardante”. A pesar de que muchas veces se asocia el término de “materiales ignífugos” con los retardantes, este tema amerita un análisis más detallado que se hará en futuras instancias de la revista. Ello porque muchas veces las terminologías empleadas por fabricantes, proveedores o comercializadores de este tipo de productos, no se relaciona directamente con su performance real de comportamiento frente al fuego, lo que conlleva a confusiones o inconsistencias que deben ser aclaradas. Cuando los retardantes son aplicados sobre los materiales, estos son absorbidos y eliminan el espacio para el oxígeno con objeto de detener el fuego y su propagación. Cuando la fuente del fuego continúa en contacto con el material impregnado por el retardante, el objeto se consume de forma mucho más lenta a lo habitual, de forma tal que permite extinguir el incendio. Generalmente, la aplicación de retardantes al fuego resulta útil en materiales presentes en espacios cerrados con riesgos de combustión, como lugares destinados a recreo, alojamiento, baile, esparcimiento, educación, salud, hogares, oficinas, cines, teatros, embarcaciones, aeronaves, transportes, equipos para el combate de incendios e incluso en bosques. Salazar Cerrillo Carmen Isela 4AV12 ANTECEDENTES La clave para la PREVENCION de Incendios consiste en evitar que los tres lados del triángulo del fuego estén juntos. Podemos lograrlo cuando controlamos las fuentes de calor existentes en un ambiente (laboral, familiar o deportivo); porque el oxígeno es un elemento abundante en la naturaleza así como también los materiales combustibles y las reacciones en cadena ocurren una vez que se inicia el proceso de la combustión. En consecuencia podemos efectuar un control efectivo sobre las fuentes de calor. Con el objetivo de cumplir con las normas de seguridad contra incendios, se suele agregar sustancias químicas que actúan como retardantes de fuego a una amplia gama de productos como bombas IV (endovenosas), televisores, computadoras, camas de hospitales, sillas para las salas de espera y cortinas para los consultorios. Lamentablemente muchas de estas sustancias químicas retardantes no quedan fijas en el producto que las contiene, sino que lentamente se filtran al aire, a las partículas de polvo y al agua, y terminan ingresando a los alimentos y a nuestros organismos. Actualmente y de acuerdo a numerosas regulaciones de seguridad se usan en muchísimos materiales, no solo en madera; son aditivos químicos que tienen como finalidad retardar el proceso de la combustión; para eso usamos productos químicos que reaccionan con el material (telas, plásticos, madera, papel), o que se descomponen en presencia de llamas o de calor. Los productos químicos usados como retardantes de llama pueden ser inorgánicos, orgánicos, minerales, que contienen halógenos o fosforados. Estos aditivos o productos químicos, son de naturaleza orgánica o inorgánica, y su mecanismo de acción puede clasificarse de la siguiente manera: Dilución de gases de combustión con gas inerte, bajo el LII, usando materiales que generen gases incombustibles (hidróxidos o sales metálicas). Disipación térmica, mediante el uso de materiales que presentan descomposiciones endotérmicas (hidróxidos o sales metálicas y compuestos nitrogenados). Formación de Capa protectora de carbón (Costra) que limita el contacto del material en combustión con el aire y es una capa aislante para evitar la transferencia de calor de las llamas al material. Rellenos Inertes (fibras de vidrio y micro esferas) y minerales (talco, Mg3Si4O10 (OH)2) actúan como drenaje de calor para aumentar la capacidad calorífica del material o reducir el contenido de combustible. Los Halógenos y algunos retardantes de llama de fósforo actúan por interacción química. El Retardante se disocia en radicales libres que inhiben con la propagación de las reacciones en cadena. Salazar Cerrillo Carmen Isela 4AV12 Los retardantes de fuego se usan para proteger gabinetes eléctricos como cuartos de control y, específicamente el cableado de electricidad y comunicación, fábricas de tela, muebles de madera, y en todo espacio en donde el riesgo de un incendio es latente, al entrar en contacto con una flama o calor excesivo estos tienden a descomponerse y expandirse, permitiendo contener el fuego y que no se propague. La forma cómo funcionan estos productos es conteniendo el incendio, el material se intumesce y evita que se expanda con rapidez, lo que da un margen de dos horas para actuar. COMPORTAMIENTO DE LOS RETARDANTES DE FUEGO Efecto Térmico: Los retardantes reducen la acumulación de calor por: (i); aumento de la conductividad térmica para disipar el calor de combustión; (ii) aumento de la absorción térmica o bien reducción de la cantidad de calor disponible; (iii) provisión de aislamiento térmico para disminuir el flujo de calor hacia el sustrato. Efecto de recubrimiento (coatings): formación de una capa aislante sobre las fibras del material protegido, la que actúa excluyendo oxígeno e inhibiendo el escape de gases combustibles. Efecto de dilución de gases: liberación de gases no inflamables, como vapor de agua, amoniaco y CO2 , que diluyen a los gases combustibles. Efecto químico: Asociado a productos celulósicos, como la madera. Durante la etapa de ignición, la combustión de las mezclas gaseosas inflamables formadas durante el proceso de pirólisis se hace visible a través de llamas. Los químicos retardantes intervienen las reacciones de pirólisis, disminuyendo la temperatura de descomposición térmica, seguida directamente por la formación de una capa carbonizada y de agua, en vez de la formación de gases inflamables. TIPOS DE RETARDANTES Existen diversos retardantes (inorgánicos en base a compuestos halogenados, fósforo, trióxido de antimonio, y nitrógeno; e intumescentes, entre otros) que actúan de distintas formas. Su acción es directa o como catalizador, incrementado el efecto de otros retardantes. Los Retardantes Halogenados (contienen átomos de cloro o bromo): actúan removiendo los radicales H+ y OH en la fase gaseosa de la llama. Esto disminuye la velocidad e incluso previene el proceso de quemado. Así, se reduce la generación de calor y la producción de gases inflamables. El Trióxido de Antimonio (Sb² O³ ) Carece de propiedades retardantes propias, pero es un efectivo catalizador para retardantes halogenados facilitando su descomposición química a moléculas activas. Los Retardantes Inorgánicos (trihidrato de aluminio, hidróxido de magnesio y compuestos con boro, borato de zinc, zinc y esta- ño) interfieren con el quemado a través de procesos físicos como liberación de agua o gases no inflamables que diluyen a los que alimentan el fuego, absorción de calor desde las reacciones que liberan gas (enfriamiento) y producción de una capa no inflamable y resistente en la superficie del material. Los Retardantes en Base a Fósforo funcionan eficientemente en la fase sólida de los materiales que se queman. Al ser calentado, el fósforo reacciona dando lugar a una forma polimérica al ácido fosfórico, formando una capa cristalina que inhibe el proceso de piró- lisis y liberación de gases inflamables, necesario para mantener las llamas. Por este mecanismo se reduce significativamente la cantidad de combustible porque se forma más zona carbonizada que gas combustible. Salazar Cerrillo Carmen Isela 4AV12 Los Recubrimientos Intumescentes se emplean para proteger del fuego a los materiales como madera y plásticos previniendo el quemado. También se usan para proteger el acero y otros materiales, previniendo o retardando el daño estructural durante el incendio. Los recubrimientos se fabrican de una combinación de productos que se aplican en la superficie como una pintura. Se diseñan para expandirse hasta formar una capa aislante y resistente al fuego que cubre el material expuesto al calor. Estos productos contienen algunos componentes esenciales: Espumantes: Ante altas temperaturas liberan grandes cantidades de gases no inflamables (como Nitrógeno, Amoníaco, CO² ). Adhesivo: Se funde con el calor, resultando un líquido espeso que atrapa el gas liberado en burbujas y produce una capa gruesa de espuma. Fuente de ácido o compuestos de carbono: Durante el calentamiento, libera ácido fosfórico, bórico o sulfúrico, que queman los compuestos de carbono (mecanismo descrito para el caso de los retardantes con fósforo), causando que la capa de burbujas se endurezca produciendo una barrera resistente al fuego. Salazar Cerrillo Carmen Isela 4AV12 MÉTODOS DE APLICACIÓN Existen cuatro métodos básicos de tratamientos retardantes: Cambio Químico: Se emplea en plásticos y otras fibras sintéticas (espumas PIR/PUR y poliestirenos) cuya estructura se modifica en los procesos de fabricación para obtener beneficios en sus características de quemado. Impregnación: Se refiere a la técnica de tratamiento para materiales absorbentes. Los químicos retardantes se disuelven, habitualmente en agua, y el material a tratar es sumergido en esta solución. Impregnación bajo presión: Usado para el tratamiento de materiales relativamente densos y no absorbentes, como la madera. Este proceso, realizado en cámaras de vacío, reemplaza el aire al interior de las células de madera por la solución retardante. Comparado con la impregnación estándar, este método otorga una penetración más profunda y una mayor retención de los químicos. Pinturas (y barnices): Inhiben la propagación de llamas, generando una superficie “no combustible”. Son aplicadas en materiales de construcción no absorbentes, que no pueden ser tratados por otros métodos. Salazar Cerrillo Carmen Isela 4AV12 PROTECCIÓN INTUMESCENTE La protección intumescente es un sistema de protección pasiva contra los incendios. Esto significa que, aunque no ayudan a extinguir el fuego, sí reducen la magnitud de los daños y evitan desgracias personales. Al entrar en contacto con el fuego, esta pintura se hincha y se carboniza, formando una barrera aislante que protege la estructura. Las pinturas intumescentes son recubrimientos reactivos para la protección del acero estructural en caso de incendio. El acero es uno de los materiales más ampliamente utilizados en construcción. A pesar de su gran resistencia, cuando el acero se calienta por encima de los 500ºC, como en caso de su exposición a un incendio, pierde la mitad de la resistencia mecánica que posee a temperatura ambiente, lo que puede conllevar un colapso de la estructura. El acero sin protección expuesto en un incendio puede alcanzar su temperatura crítica en menos de 15 minutos. Por tanto, la protección del acero estructural frente al aumento de temperatura es uno de los medios contra incendios que funcionan aislando el sustrato del calor del fuego y así retrasar el tiempo hasta alcanzar la temperatura crítica. De esta manera se proporciona tiempo para una Salazar Cerrillo Carmen Isela 4AV12 evacuación segura del edificio, para la intervención de los equipos de bomberos y se reducen las pérdidas materiales. Existen dos tipos sistemas de protección contra incendios (PCI), activa y pasiva, los cuales se usan en combinación. Los sistemas de protección activa son los diseñados para la detección, alarma y extinción del fuego, tales como detectores de humo o calor, extintores, rociadores y extractores de humo. Por otro lado, los sistemas de protección pasiva están diseñados para confinar el fuego del incendio y minimizar las consecuencias del mismo, asegurando una baja reacción al fuego de los materiales, la integridad estructural, la sectorización y una evacuación segura. Estos sistemas incluyen, entre otros, puertas corta-fuego, selladores de conductos y cables y materiales para la protección estructural del acero, como son los sistemas no- reactivos (morteros y paneles) y los recubrimientos reactivos intumescentes. Ventajas Los recubrimientos intumescentes ofrecen numerosas ventajas sobre los sistemas no-reactivos. Primero, por el hecho de ser pinturas, proporcionan un mejor acabado, que puede ser en diferentes colores dependiendo del esmalte que se use como capa final. Los recubrimientos intumescentes permiten proteger gran variedad de tipos de perfiles de acero proporcionando una gran libertad a diseñadores y arquitectos para el diseño de estructuras abiertas. Son fáciles de instalar por aplicación con equipos de pintado sin aire (airless), tanto en taller como en obra, así como para reparación y mantenimiento y sin causar problemas de corrosión bajo aislamiento. Propiedad Intumescente celulósico o de Intumescente de hidrocarburos o de “capa fina” “capa gruesa” Tecnología de 1 componente, mediante secado 2 componentes mediante curado químico, vehículo físico, normalmente acrílica base normalmente epoxi disolvente o emulsión base agua Volumen de 60-80% 100% libre de disolventes sólidos Salazar Cerrillo Carmen Isela 4AV12 Método de Pistola airless (sin aire) o rodillo aplicación Color Espesor seco de Aplicación mediante equipo airless multicomponente y repasado con llana Blanco Gris/azul/beige ~0.2–5 mm ~2–40 mm ~40-100x ~4-10x película Expansión (sobre espesor inicial) POR EJEMPLO: AISLACRETO INTUMESCENTE Al exponerlo al fuego se forma una espuma contra-fuego que se expande, protegiendo del calor y la acción del mismo. Recubrimiento intumescente que al exponerlo al fuego, forma inmediatamente una burbuja protectora que se expande, esta evita que el elemento metálico llegue a la temperatura de flexión, por lo que es un aislamiento efectivo de la superficie contra el fuego. Usos Se utiliza en la protección de acero estructural en edificios, hospitales, fábricas, corporativos, escuelas, auditorios, bares, restaurantes, cines, teatros, aeropuertos, centros comerciales, instalaciones deportivas, centros de transporte, etc., donde se requiera protección duradera contra fuego. Es resistente al ambiente exterior. Puede ser recubierto con acabados de color. Propiedades Evita la generación de gases nocivos y gases ácidos, protege a los ocupantes retardando el colapso de la estructura, proporcionándoles más tiempo para la evacuación del inmueble y la extinción del incendio. Posee excelentes propiedades físicas; durables y de gran adherencia a superficies metálicas, madera o concreto. No es inflamable. No contiene asbesto, sulfuros ni cloruros. Tiene una alta resistencia al impacto. Posee propiedades térmicas, durabilidad, baja absorción de agua superiores y extraordinaria resistencia eléctrica. Aplicación La superficie deberá estar limpia y libre de cualquier contaminante tales como: aceites, polvo, grasa, óxido, partículas sueltas y restos de otras pinturas o recubrimientos. Aplicar por medio de espreado, rodillo o brocha. Si se requiere aplicar más de una capa, dejar que seque y aplicar la segunda capa después de 2 hrs. Debe aplicarse el espesor total en un lapso no mayor a 24 h. Salazar Cerrillo Carmen Isela 4AV12 PRODUCTOS ANTIFUEGO Fire Quim Primario Anticorrosivo Epóxico Base anticorrosiva para la protección de superficies de acero que deben ser protegidas con recubrimiento intumescente. Fire Quim Primario Anticorrosivo Solvente Base anticorrosiva para la protección de superficies de acero. No se quema ni desprende humo tóxico. Fire Quim Primario Anticorrosivo Base Agua Anticorrosivo base agua para superficies de acero protegiéndolas con un recubrimiento intumescente. No se quema ni desprende humos tóxicos. Sistemas y software de protección contra incendios para proteger los edificios y salvar vidas. Diseñados para una instalación e inspección fáciles y con una amplia gama de aprobaciones. Salazar Cerrillo Carmen Isela 4AV12 BARRERAS FÍSICAS Puertas Las puertas antiincendios a menudo deben afrontar los retos de la naturaleza diversa, la expansión de las llamas por propagación, el aislamiento térmico, la estanqueidad contra humos tóxicos y la seguridad. Ejemplos: Enrollables La puerta de Wilcox ofrece una línea completa de los productos de la puerta cortafuego de las compañías tales como industrias de la puerta de servicio, de Wayne Dalton/Kinnear, de las puertas de Cookson y de las puertas de Cornell. Sus puertas cortafuego son las barreras físicas top-rated del fuego que protegen aberturas de la pared contra la extensión del fuego. Proporcionan el cierre automático en caso de la detección de fuego; con eso siendo dicho estas puertas se equipan y se diseñan para el uso diario y proporcionar seguridad. Tipo: De enrollables Aplicaciones: Para interior, industrial Otras características: Cortafuegos Peatonales Batientes Las puertas peatonales abatibles contra fuegos de una o dos hojas, son siempre de apertura manual, se configuran con bisagras con muelles internos que proporcionan el cierre automático. De apertura siempre hacía el exterior pueden equipar desbloqueo mediante barra antipánico, que produce la apertura liberando la cerradura con tan solo ejercer presión desde el lado interior de la puerta y sin usar las manos. El contorno de la puerta incorpora junta ignifuga auto expandible, que en caso de llegar las llamas o el calor intenso hasta la puerta, Salazar Cerrillo Carmen Isela 4AV12 la junta se expande creando un cierre estanco a los humos tóxicos, aportando así una barrera de gran eficacia. Puertas Corredizas Salazar Cerrillo Carmen Isela 4AV12 Referencias Bibliográficas: Shaw, James R., “Fire-Retardant and Flame-Resistant Treatments of Cellulosic Materials”, NFPA Fire Protection Handbook, 18ª Edición, 2002, Capítulo 4, Sección 4 European Chemical Industry Council, “How do flame retardant work, 2006 Orelvis González. (2009). Los Retardantes de Fuego. 2017, de BIT Sitio web: http://www.registrocdt.cl/registrocdt/www/admin/uploads/docTec/0812103713169223372 4fuego1.pdf S/A. (2006). Sistemas de Recubrimientos Retardantes de Fuego | Comex. 2017, de ArchDaily Sitio web: http://www.archdaily.mx/catalog/mx/products/2465/sistemas-derecubrimientos-retardantes-de-fuego-comex http://www.mansergas.mx/puertas_cortafuegos_ignifugas_antiincendios.html http://www.directindustry.es/prod/wilcox-door-service-inc/product-38264-517288.html http://www.emb.cl/construccion/articulo.mvc?xid=1693 Salazar Cerrillo Carmen Isela 4AV12
