Propiedades del Policloruro de vinilo (PVC) con el fuego – Dr. Marcelo Hirschler
Con el tema de la actualización que se está haciendo al RETIE (Reglamente Técnico de Instalaciones Eléctricas) por el Ministerio de Minas y Energía, varias empresas están haciendo presión para que los conductores y tuberías eléctricas sean libres de halógenos. Como se sabe los halógenos, elementos químicos formadores de sales, son el Astato (At), Bromo (Br), Cloro (Cl), Flúor (F), Teneso (Ts) y Yodo (I). Si estos cambios en el RETIE se dan, seguirá modificar el RETHISA (Reglamento Técnico de Instalaciones Hidrosanitarias) buscando eliminar todas las tuberías con halógenos. Esto es importante alertarlo porque los tubos y accesorios de policloruro de vinilo (PVC), por tener 56.8% de Cloro en peso ((C2H3Cl)n), son con halógenos. Y así nuestros tubos de PVC y CPVC empezarán a proscribirse. A raíz de esto se están diciendo muchas verdades a medias que son mentiras completas, y se abusa del desconocimiento en general de como un tubo de determinado material se comporta en un incendio. Las razones que se aducen para esta limitación de los halógenos son que, en caso de un incendio, el humo tóxico (ácido clorhídrico) generado envenenará y matará las personas en su entorno. La primera mentira es que, en un incendio, las personas mueren asfixiadas, nunca envenenadas, y gracias a Dios muy pocas quemadas. Y segundo, este humo en su gran mayoría es el generado por elementos que se queman diferentes a los tubos.
Para su información y la defensa técnica de nuestros sistemas de PVC y CPVC se presenta un resumen del artículo del Dr. Marcelo Hirschler. Se recomienda que ustedes lean el artículo completo e indaguen y busquen otras fuentes confiables. Buscar exigir tubos libres de halógenos es una presión mas comercial sin mayor sustento técnico, ya que además del comportamiento de los tubos en caso de un incendio, no se toman en cuenta los otros materiales que se queman y el comportamiento real del PVC en un incendio. El Dr. Marcelo Hirschler, GBI International, Consultant of The Vinyl Institute publicó este estudio en 2017 sobre las propiedades del PVC con respecto al fuego (https://www.vinylinfo.org/wp-content/uploads/2018/12/Fire-Properties-of-Polyvinyl-Chloride_0.pdf). Otros artículos se pueden consultar en la página del Instituto del PVC de USA (www.vinyl.org). En Europa, que nos dicen que el PVC no está permitido siendo que hoy en muchos países europeos se fabrica y venden, está el Instituto del PVC (www.pvc.org), y hay otros más. El Dr. Hirschler se basó en una fuerte evidencia, recurriendo a 53 referencias independientes de revistas especializadas, procedimientos, normas, regulaciones y otras fuentes. Allí sus tablas y gráficos muestran el comportamiento de varios materiales al fuego y su calificación del desempeño. En resumen, lo siguiente.
El PVC posee excelentes propiedades de resistencia al fuego. Todos los polímeros orgánicos (ya sean plásticos o materiales naturales como madera, algodón o caucho) son combustibles: cuando se suministra suficiente calor a cualquier polímero orgánico, se descompondrá térmicamente y sus productos de descomposición térmica se quemarán. Sin embargo, el PVC generalmente no arderá una vez que se elimine la fuente de calor o llama. Resulta que el PVC tiene 56.8% de cloro en su peso base de polímero y es bien sabido que el cloro es uno de los pocos elementos que confiere buenas propiedades de resistencia al fuego a un polímero. Cuando los polímeros se queman, emiten productos gaseosos, que generalmente generan llamas (muy probablemente con emisión de luz y hollín). Algunos polímeros se descomponen por completo, de modo que prácticamente no quedan residuos sólidos y todos los productos de descomposición se vuelven gaseosos (y pueden arder). Sin embargo, la mayoría de los polímeros dejan algunos residuos sólidos, típicamente como carbón. El PVC es un ejemplo de un material carbonizado que deja gran parte del contenido de carbono original como un residuo sólido, lo que significa que se puede quemar menos en la fase gaseosa. La presencia de cloro en el PVC ejerce su influencia de dos maneras: provoca un aumento en la formación de carbón (lo que significa que se forman productos de descomposición menos inflamables) y genera HCl, que luego actúa como un eliminador de la fase gaseosa que ralentiza las reacciones adicionales de productos inflamables en la fase gaseosa.
RIESGO DE INCENDIO. La tasa de liberación de calor es la propiedad clave que controla el riesgo de incendio.
INFLAMABILIDAD. Si un material no se enciende, no contribuirá al riesgo de incendio y, por lo tanto, no puede poner en peligro vidas. Todos los materiales orgánicos se encienden. PVC se encuentra entre los polímeros menos fácilmente inflamables.
FACILIDAD DE EXTINCIÓN. La atmósfera tiene aproximadamente un 21% de oxígeno, cuanto mayor sea el LOI (Índice Limitante de Oxígeno), es menos probable que el material continúe ardiendo. PVC tiene un LOI de 47.0, CPVC de 62.2, Celulosa 19.0, Polipropileno de 17.1, Polietileno de 17.0 y algodón de 16.5.
INFLAMABILIDAD A PEQUEÑA ESCALA. Una vez encendido, cuanto mayor sea la inflamabilidad de un material, mayor será el peligro asociado. Los resultados de la prueba de fuego UL 94 para materiales de alambre y cable; muestra que los materiales de PVC tienen una clasificación muy buena, mientras que muchos otros materiales fallarán (se “quemarán”).
PROPAGACIÓN DE LA LLAMA. La tendencia de un material a propagar una llama lejos de la fuente de fuego es crítica para comprender el peligro potencial de incendio. Tanto chaquetas de PVC como aislamientos de PVC cumplen con NFPA 262 y el Código Eléctrico Nacional (NEC, NFPA 70). NEC regula los requisitos de rendimiento frente al fuego para materiales eléctricos (especialmente cables) en todo EE. UU., muchos otros países y es la base de nuestro RETIE.
LIBERACIÓN DE CALOR. La pregunta clave que debe hacerse en un incendio es: “¿Qué tan grande es el incendio?” Un producto en llamas propagará un incendio a los productos cercanos solo si emite suficiente calor para encenderlos. Los materiales de PVC exhiben tasas de liberación de calor extremadamente bajas.
OSCURECIMIENTO DEL HUMO. El oscurecimiento del humo es una preocupación seria en los incendios, porque cuando la visibilidad disminuye dificulta tanto el escape del fuego como el rescate. PVC tiene una liberación de humo intrínsecamente alta, pero solo cuando todo el material se ve obligado a arder.
TOXICIDAD DE HUMO. La mayoría de las muertes por incendios resultan de la inhalación de humo y productos de combustión, y no de quemaduras. Esto no significa que las personas mueran en incendios porque el humo de algunos materiales es mucho más tóxico que el promedio. Ni el PVC ni ninguno de los productos en los que se descompone (por combustión o por simple acción térmica) se incluyen en ninguna lista de sustancias críticas.
DESCOMPOSICIÓN DE CLORURO DE HIDRÓGENO. Es poco probable que el HCl del PVC afecte a las víctimas fuera del origen del área de fuego (lo que significa que no afectarán a las víctimas en el período posterior a la descarga).
RIESGO DE INCENDIO, PELIGRO DE INCENDIO Y DESEMPEÑO DE PVC EN INCENDIOS REALES. El estudio de evaluación de riesgo de incendio realizado por NIST, involucró cables de PVC instalados en espacios ocultos en hoteles, indicó que era improbable que los cables de PVC aumentaran significativamente el riesgo de incendio asociado con los otros materiales presentes.
En resumen:
- PVC es el menos inflamable de los materiales poliméricos, naturales o sintéticos y normalmente no continuará quemándose a menos que la causa del fuego sea muy grande y el fuego se mantenga presente.
- El calor liberado por el PVC es mucho más bajo que la mayoría de los materiales combustibles y se ha demostrado que la tasa de calor liberado es la que gobierna la intensidad del incendio.
- Esto significa que cuando el PVC eventualmente se quema, el PVC emite menos calor que la mayoría de los materiales y el calor lo libera más lentamente que otros materiales.
- El humo producido por el PVC en las pruebas de incendios a pequeña escala está al mismo nivel que muchos otros materiales, y el humo generado en las pruebas de incendios a gran escala es usualmente más bajo porque los materiales de PVC se quemarán menos que la mayoría de los otros materiales.
- La toxicidad del humo de los materiales de PVC está al mismo nivel que la mayoría de los materiales comerciales.
- PVC es uno de los materiales más seguros en un incendio, cuando la seguridad de la vida y la propiedad en incendios es una consideración esencial.
En las Tablas del estudio del Dr. Hirschler, el polietileno y el polipropileno, están como los materiales que se queman más fácilmente, generan más CO2 (humo muy tóxico), el calor liberado es mucho mayor y al quemarse, siguen ardiendo aun cuando la fuente de llama haya desaparecido. En Norteamérica desde los 60´s han elegido productos de PVC para sus sistemas eléctricos (NEC – NFPA 70 – NTC 2050 – RETIE) por ser el PVC mucho más seguro en caso de un incendio. Por tal razón tenemos tubos Conduit PVC TL y Conduit PVC SCH 40 para la parte eléctrica. La mayoría de los cables eléctricos tienen revestimientos de PVC. En la construcción la inmensa mayoría de nuestros sistemas hidráulicos y sanitarios son de PVC. En protección contra incendio, la NTC 2301 / NFPA 13, en plástico solo permite tubos de CPVC listados para su uso con rociadores. Permiten PVC y PE bajo AWWA solo porque están enterrados (una barrera contrafuego de recebo). Como evidencia notoria además del NEC, en USA y Canadá los materiales de PP y PE en general no se utilizan en vivienda ni en comercial así tengan retardante a la llama.
