Comprender cómo funcionan los selladores de ductos en presencia de fuego
Como la mayoría de los materiales de construcción reconocidos, los selladores se someten a pruebas antes de su disponibilidad comercial. Sus fabricantes trabajan con agencias de pruebas de terceros para proporcionar una clasificación o certificación de normas.
Las normas de seguridad como el NESC (Código Nacional de Seguridad Eléctrica) y NEC (Código Eléctrico Nacional) generalmente requieren el sellado de ductos para proteger los sistemas y componentes críticos del agua, los gases y los roedores. Aunque hay varias opciones de sellador disponibles para cumplir con los códigos y requisitos, un tipo común que se usa son selladores de uretano expansivos. Estos tipos de sellos se utilizan en sistemas de ductos que albergan redes eléctricas y de comunicaciones dentro de centros de transporte, edificios de oficinas, plantas industriales, centros de datos, hospitales y otras ubicaciones de infraestructura crítica. La seguridad y la confiabilidad son cruciales dentro de estos ajustes, y cualquier oportunidad de evitar interrupciones de las operaciones eléctricas o de comunicaciones es vital.
El fuego es un riesgo que amenaza cualquier estructura ya sea que provenga de equipos energizados dentro del edificio o de medios externos. Las redes y rutas de los ductos dentro de los edificios son un posible camino para que se propague el fuego si no están adecuadamente selladas o si se sellan con un material que no tiene la clasificación de rendimiento contra incendios adecuada. El uso de materiales de construcción que limitan la propagación del humo y la llama y reducen el riesgo de incendio no es solo una mejor práctica, sino que a menudo es un código.
En este artículo, examinamos cómo se evalúan los selladores de espuma expansiva para determinar el rendimiento contra incendios según las normas y pruebas de la industria. La intención es proporcionar una mejor comprensión de las diferencias entre los materiales selladores según su certificación de pruebas de rendimiento contra incendios para que los propietarios de redes, ingenieros e instaladores puedan proporcionar la protección adecuada contra el fuego.
¿Cuáles son las preocupaciones sobre el fuego y el humo?
En el nivel básico, es importante que los materiales utilizados en equipos eléctricos, componentes y sellos no añadan combustible al fuego. Los materiales utilizados en estas aplicaciones deben limitar la propagación del fuego e incluso autoextinguirse dentro de unos minutos de exposición a las llamas. Cuando se instalan adecuadamente, los selladores de espuma expansiva y los rellenos de espacios pueden limitar el flujo de aire y la capacidad del oxígeno para alimentar aún más el fuego. En algunos casos, los sellos pueden actuar como un tope contra incendios para evitar que el fuego se mueva de un espacio a otro y son una forma de protección pasiva contra incendios.
¿Cómo se prueba el comportamiento frente al fuego?
Al igual que la mayoría de los materiales de construcción reconocidos diseñados para las industrias de construcción y mantenimiento de infraestructura, los selladores se someten a pruebas antes de su disponibilidad comercial. Sus fabricantes trabajan con agencias de pruebas de terceros para proporcionar una clasificación o certificación de normas. Quizás la empresa de certificación de terceros más ampliamente reconocida que se utiliza es Underwriters Laboratories, conocida más comúnmente como UL.
Las normas UL abarcan una amplia gama de productos y sistemas, incluidos los materiales de construcción. UL tiene varios estándares de prueba que miden el rendimiento contra incendios. Todos los estándares implican la aplicación de llama seguida por la evaluación de la muestra. Cada norma refleja los diversos requisitos de rendimiento. En las siguientes secciones, exploramos estos estándares de prueba ya que se refieren a selladores de uretano expansivos comúnmente utilizados para bloquear el paso de agua y gases.
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Prueba de inflamabilidad de los materiales
UL 94 – Pruebas de inflamabilidad de materiales plásticos para partes en dispositivos y aparatos, que es una prueba sencilla que mide la capacidad de un material para autoextinguirse después de la aplicación de una llama. En esta prueba, un bloque de espuma selladora de uretano expandible de 5,1 cm x 15,2 cm x 1,3 cm (2” x 6” x 1⁄2”) se expone a una llama del mechero Bunsen durante una duración de 1 minuto. Después de esta exposición, se elimina la llama y se miden el tiempo de combustión y la distancia de combustión posteriores. Para lograr la clasificación superior, la muestra debe autoextinguirse muy rápidamente sin gotear o después del encendido. El cumplimiento de esta norma permite la inclusión de la marca UL para el reconocimiento de componentes. La intención de esta norma es identificar los componentes del sistema que no contribuirán al incendio en caso de exposición.
¿Cómo se usa UL 94?
UL 94 se ha utilizado durante muchos años como norma básica para lograr el reconocimiento UL para productos selladores. El reconocimiento cubre solo el sellador, independientemente de otros materiales utilizados o la geometría del conjunto. Es realmente una prueba que ve los selladores como componentes en un sistema que no contribuirá a la propagación de las llamas. En estos casos, podríamos llamar a los selladores resistentes al fuego. La prueba es simple y sencilla, por lo que el reconocimiento se puede lograr a un costo relativamente bajo. Una gran ventaja es la capacidad de previsualizar la prueba en prácticamente cualquier laboratorio, ayudando en el desarrollo de productos.
Pruebas de características de quemado de los materiales
UL 723 – La prueba de las características de combustión superficial de los materiales de construcción aborda el examen desde un ángulo diferente. En este caso, la espuma expansiva se ve como un material de construcción, como pared seca, masillas, adhesivos y revestimientos de pared. La propia prueba es más rigurosa que la de UL 94. Se aplican tiras de espuma de uretano a paneles de yeso ignífugos en longitudes de 2,4 m (8 pies). Estos paneles de yeso se cargan en un aparato de prueba específico hasta una longitud de 7,3 m (24 pies). Se aplican llamaradas al borde delantero de la muestra durante 10 minutos, y se mide el avance de la llama a lo largo de las tiras de uretano en función del tiempo de combustión. Simultáneamente a esta medición, un sensor en la cámara de prueba mide la generación de humo. Los resultados se informan como la distancia que recorren las tiras de muestra junto con un número de generación de humo.
En lugar de cumplir una norma específica, estos resultados pueden compararse con los de productos similares. La propagación de la llama y la generación de humo se publican bajo el símbolo de clasificación UL. Esta norma es medir la susceptibilidad del sellador a una exposición rápida al fuego. Puesto que el rendimiento del sellador se basa en su capacidad para detener el paso de gases en condiciones ideales, una prueba de este tipo puede medir qué tan rápidamente se degrada esta capacidad en presencia de fuego, y hasta qué grado el sellador ayudará, o retardará la propagación de la llama.
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¿Cómo se usa UL 723?
UL 723 (ASTM E84) se utiliza para comparar el comportamiento de combustión relativo de los materiales. Los selladores listados bajo esta categoría a menudo se consideran bloques contra incendios porque los propios materiales bloquean el paso de oxígeno u otros gases que pueden alimentar un incendio. Se está volviendo una norma más popular para la clasificación de productos selladores. Tiene la ventaja de ser la prueba elegida para una variedad de productos de construcción y edificación, lo que hace que el estándar sea potencialmente más conocido en la industria de la construcción.
UL 723 (ASTM E84) utiliza una cámara de combustión de túnel Steiner. Este aparato se utiliza para regular los materiales utilizados en la construcción de interiores de edificios.
Prueba de penetración del fuego
UL 1479 – Las pruebas de fuego de los cortafuegos de penetración son una lista mucho más desafiante y compleja. Aquí, las muestras de materiales de pared, ductos y selladores específicos se construyen a geometrías específicas. Estas muestras de pared se colocan en la cámara de prueba y se exponen a una llamarada estándar durante intervalos medidos en horas. Durante este proceso de combustión, se miden las temperaturas en el lado sin llama de las muestras. Al final del ciclo de llama, la muestra se somete a un fuerte rociado de agua. Los resultados se informan en función del tiempo de combustión, el cambio de temperatura en el lado sin llama de las muestras, y en la capacidad de resistir al rociado de agua. Los resultados se publican bajo el símbolo de clasificación UL. Los materiales que llevan esta clasificación a menudo enumeran un alto número de combinaciones de material de pared, ducto y geometría.
El túnel de fuego UL 723 (ASTM E84) es grande: 7,6 m (25 pies) de largo y 0,6 m (2 pies) de ancho con paredes aisladas de ladrillo contra incendios.
Los cortafuegos son muy específicos
UL 1479 es muy específico para los incendios a través de paredes. Cada iteración de material de pared, ducto y geometría con un sellador específico debe probarse, lo que implica un compromiso significativo de tiempo y gastos de prueba. Cada una de estas combinaciones debe probarse individualmente. La intención de esta norma es analizar la protección real. La prueba evalúa el mantenimiento de la estructura después de una combustión prolongada. Muchos selladores listados según UL 1479 tienen literalmente docenas de pruebas individuales, que abordan los cambios de materiales y geometría. En cada caso, se evalúa el mantenimiento de la estructura que se está probando.
Los cortafuegos sólo se requieren en situaciones de código de fuego muy específicas. Los cortafuegos a menudo muestran un rendimiento inferior al controlar el paso de gases y agua a través del sello.
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Comparación de los tipos de pruebas de fuego
Todas las pruebas de fuego descritas previamente usan una llama a alta temperatura. Por ejemplo, el túnel de fuego UL 723 (ASTM E84) visto a continuación, está equipado con una llamarada que pone 5.000 btu por minuto con una temperatura de hasta 871 °C (1600 °F) en el cabezal de llama. Mostrar un buen rendimiento en cualquiera de estas condiciones es un atributo positivo.
El túnel de fuego UL 723 (ASTM E84) está equipado con una llamarada que pone 5.000 btu por minuto con una temperatura de hasta 871 °C (1600 °F) en el cabezal de llama.
Gráfico 1
Otras consideraciones más allá del rendimiento contra incendios
Tener una comprensión más profunda de las diferencias entre las diversas normas UL para las pruebas de rendimiento contra incendios permite a los propietarios de redes, ingenieros e instaladores tomar decisiones más informadas sobre la selección del producto adecuado para proteger los sistemas y activos críticos de los efectos del fuego. El tipo de norma UL puede ayudar a impulsar la elección de qué sellador de uretano expansivo aplicar según los requisitos del código. Si bien el rendimiento contra el fuego debe considerarse al elegir un sellador, es solo un factor que es parte de la matriz de decisión total. Otros factores a tener en cuenta incluyen la resistencia y la versatilidad del sello, y qué tan bien sella los gases, el agua y los roedores.