EuroWire March 2016

Artículo técnico

comportamiento de la combustión del alambre. La Figura 3 muestra el efecto del tipo de conductor en el tiempo de combustión para todas las formulaciones en el ensayo de combustión VW-1 para un espesor del aislamiento de 30mil. Para ambas composiciones evaluadas mediante combustión vertical, la llama se apaga mucho antes en el conductor macizo que en los trenzados, lo que indica que usando el conductor macizo se obtiene mayor retardo de llama en los alambres. Una razón posible de las altas prestaciones del sistema con conductor macizo puede ser debida al estrecho contacto que el conductor tiene con el aislamiento, actuando así como mejor disipador de calor del polímero. Por otro lado, en los conductores trenzados, los huecos entre el estrato polimérico y el cobre macizo actúan como aislamiento térmico y, por lo tanto, retienen más calor dentro del polímero. Esta diferencia es significativa, porque para superar el ensayo de combustión VW-1 es necesario que la duración de la combustión de las muestras sea de menos de 60 segundos. Para ambas formulaciones evaluadas mediante combustión vertical, cuando se usaba un conductor trenzado, las muestras superaban el límite máximo de duración del quemado, y fallaban la prueba. En efecto, para la muestra VB-2, toda la longitud del alambre es consumida sin dejar ninguna parte no carbonizada (véase la Figura 5 ). Por otro lado, las estructuras con conductores sólidos superan el ensayo VW-1 con amplios márgenes. Los datos de los tiempos de combustión ilustrados en la Figura 3 para las muestras HB-1 pueden ser algo engañosos si no se considera que en ambos casos (conductor macizo y trenzado), los alambres se queman a lo largo de todo el indicador, sin dejar ninguna parte no carbonizada. Es interesante notar que, aunque la muestra trenzada VB-1 arda durante un tiempo relativamente largo (>60 segundos), aún así deja una sustancial longitud no carbonizada después de apagarse la llama. El efecto de un conductor macizo respecto a uno trenzado para un espesor de aislamiento de 60mil está ilustrado en la Figura 4 . Como se ha visto para el espesor de 30mil, ambas muestras HB-1, la maciza y la trenzada, se queman completamente en toda su longitud. Lo mismo sucede para la muestra VB-2 con conductor trenzado. Los resultados indican de nuevo que en

Conductor macizo - 30 mil Conductor trenzado - 30 mil Conductor macizo - 60 mil Conductor trenzado - 60 mil

Longitud no carbonizada (mm)

▲ ▲ Figura 5 : Efecto del tipo de conductor en la longitud no carbonizada para las distintas formulaciones

Formulación

LOI, %

HB-1 VB-1 VB-2

24 27 27

▲ ▲ Tabla 2 : Índice de límite de oxígeno de las formulaciones retardantes de llama estudiadas

3 Resultados y discusión

como se ilustra en la Figura 2 . Sólo se muestran los resultados de las muestras evaluados según VW-1, dado que la muestra evaluada mediante combustión horizontal se quema a lo largo de todo el alambre sin dejar ninguna parte no carbonizada. Se puede ver que en ambas formulaciones, la longitud no carbonizada es mayor en la muestra más espesa, lo que indica que hay un retardo de llama mayor al aumentar el espesor. Los datos indican también que VB-1 es mejor que VB-2 en cuanto a retardo de llama, como indica la mayor longitud no carbonizada y la menor duración de la combustión. Aunque no exista un estudio sistemático del efecto del espesor del aislamiento en las propiedades de combustión para alambre de baja tensión, se han realizado estudios similares para artículos retardantes de llama, por ejemplo tejidos para tapicería o ropa para niños [3] . La comparación de estos estudios con alambres retardantes de llama debe hacerse con prudencia dado que la presencia de un conductor metálico con su alta conductividad térmica hace las veces de disipador térmico para el aislamiento caliente y complica aún más la compresión de los efectos de las distintas estructuras y parámetros geométricos del estrato polimérico. En este estudio se analiza otro aspecto del conductor, es decir, si es macizo o trenzado, para ver su efecto en el 3.2 Efecto del tipo de conductor (macizo o trenzado)

3.1 Efecto del espesor del aislamiento El efecto del espesor del aislamiento en las prestaciones de varias composiciones en un ensayo VW-1 está ilustrado en la Figura 1 para conductores de Cu macizo de 14 AWG. Los resultados muestran que en las dos composiciones retardantes de llama más eficaces la duración de la combustión disminuía al aumentar el espesor del aislamiento sin registrar ningún tiempo de combustión para el aislamiento de 60mil con formulación VB-1. Estos resultados siguen la previsión de que para un aislamiento o artículos realizados con materiales retardantes de llama, cada vez es más difícil provocar una combustión sostenible. Los datos muestran también que con materiales menos retardantes de llama, por ejemplo la muestra HB-1 en este caso, puede ocurrir lo contrario. Esta observación puede ser explicada fácilmente por el hecho de que, por debajo de un nivel mínimo de retardo de llama, cuando los materiales más espesos se incendian y mantienen una llama sostenible, simplemente arderán más porque tienen mayor masa de material inflamable. En los dos casos con formulación B-1, las muestras de alambre se queman por todo el indicador sin dejar ninguna parte no carbonizada. El efecto del espesor del aislamiento en el comportamiento de la combustión también puede ser expresado por la longitud no carbonizada de las muestras

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Marzo de 2016