Inflamabilidad: Pruebas de Resistencia al Fuego

 

Pruebas de Resistencia al Fuego

Una otra prueba de inflamabilidad es la especificada en las Normas IEC 60695-11-10:2013 o ISO 9773:1998, ASTM D0635-22 y UL94. Por lo general, esta prueba se puede hacer con la muestra en posición horizontal (Procedimiento A) o en la vertical (Procedimiento B).

En el método A se hace incidir una llama de ciertas características (alto de la llama de 20 ±1 mm). El largo de la muestra debe ser de manera que permita la eventual combustión de 100 mm (4 pulgadas) (Figura 80).

Fig. 80 – Prueba de resistencia al fuego según UL-94, Procedimiento A

 

Se debe registrar el tiempo necesario para la combustión alcanzar la marca de 25 mm (1 pulgada) y, si la combustión proseguir, registrar el tiempo necesario para alcanzar la marca de los 100 mm (4 pulgadas). Si no se alcanzan los 10 mm, registrar el tiempo y el largo damnificado.

La clasificación HB se atribuye se cumplen las siguientes condiciones:

  • La velocidad de combustión no es mayor que 38 mm/min. (1.5 pulgadas/min), para muestras con espesores entre los 3 y los 12.7 mm (0.120 y 0.500 pulgadas),
  • La velocidad de combustión no es mayor que 75 mm/min (3 pulgadas/min), para muestras con espesor inferior a 3 mm (0.120 pulgadas),
  • La combustión de debe autoextinguir antes de que sean alcanzados los 100 mm (4 pulgadas).

 

En el Procedimiento B se hace incidir en una muestra de ciertas dimensiones y a lo largo de 10 segundos, una llama de ciertas características. Retirada la llama y luego que la combustión se extinga, aplicar de nuevo la llama por más 10 segundos. El largo de la muestra debe permitir la combustión de 5 pulgadas (Figura 81). Se hacen 2 partidas de 5 muestras cada partida.

Fig. 81 – Prueba de resistencia al fuego, según UL-94, procedimiento B.

 

Se atribuyen las gradaciones V0, V1 y V2, a las cuales corresponden los siguientes requerimientos (Tabla 25).

 

Tabla 25 – Resistencia al fuego: Gradaciones V0, V1 y V2
Grado Requerimientos
V-0
  • Las muestras no arden por más de 10 segundos, después de la aplicación de la llama.
  • El total de la suma de los tiempos de combustión no debe rebasar los 50 segundos para cada partida de 5 muestras.
  • Las muestras no deben sufrir combustión hasta su punto de soporte (5 pulgadas).
  • Las muestras no deben proyectar partículas que provoquen la ignición del algodón puesto en la base.
  • Ninguna de las muestras debe permanecer en combustión por más de 30 segundos, después de retirada la llama.
V-1
  • Ninguna muestra debe permanecer en combustión flameante por más de 30 segundos, después de retirada la llama.
  • El total de la suma de los tiempos de combustión no debe rebasar los 250 segundos para cada partida de 5 muestras.
  • Las muestras no deben sufrir combustión hasta su punto de soporte (5 pulgadas)
  • Las muestras no deben proyectar partículas que prendan el algodón colocado en la base.
  • Ninguna muestra debe mantenerse en combustión con brillo por más de 60 segundos, después de retirada la llama.
V-2
  • Ninguna muestra debe mantenerse en combustión flameante por más de 30 segundos, después de retirada la llama.
  • El total de la suma de los tiempos de combustión no debe rebasar los 250 segundos para cada partida de 5 muestras.
  • Las muestras no deben sufrir combustión hasta su punto de soporte (5 pulgadas)
  • Las muestras pueden proyectar partículas que prendan el algodón colocado en la base.
  • Ninguna muestra debe mantenerse en combustión con brillo por más de 60 segundos, después de retirada la llama.

 

Otro tipo de prueba, según la Norma UL-94, en el procedimiento vertical, permite atribuir las gradaciones 5V, 5V-A y 5V-B. En este tipo de prueba se pueden utilizar muestras en barra o en placa (Figura 82).

Fig. 82 – Pruebas de resistencia al fuego según UL-94, método B (gradaciones 5V, 5V-A y 5V-B)

 

En la muestra tipo barra, fijado en la posición vertical, se hace incidir, por 5 segundos, una llama de ciertas características, con un ángulo de 20°, en un rincón de su extremidad inferior, pasados los 5 segundos, se hace incidir de nuevo la llama por más 5 segundos. Esta operación se repite por 5 veces.

En la muestra tipo placa, y con la muestra fijada en posición horizontal, se hace incidir, en el centro de su cara inferior y por 5 segundos, una llama de ciertas características, también con un ángulo de 20°. Pasados más 5 segundos, se hace incidir de nuevo la llama por más 5 segundos. Esta operación se repite 5 veces.

Se atribuyen las gradaciones 5V, 5V-A y 5V-B, a las cuales corresponden los siguientes requerimientos (Tabla 26):

 

Tabla 26 – Resistencia al fuego: Gradaciones 5V, 5V-A y 5V-B
Grado Requerimiento
5V
  • Ninguna muestra debe mantenerse en combustión flameante o con brillo por más de 60 segundos, después de las cinco aplicaciones de la llama.
  • Las muestras no deben gotear.
  • Las muestras no se deben quedar destrozadas en la zona en donde se aplicó la llama.
5V-A
  • Ninguna muestra debe mantenerse en combustión flameante o con brillo por más de 60 segundos, después de las cinco aplicaciones de la llama.
  • Las muestras no deben gotear partículas incandescentes que prendan el algodón.
  • Las muestras del tipo placa no deben presentar perforaciones por la llama.
5V-B
  • Ninguna muestra debe mantenerse en combustión flameante o con brillo por más de 60 segundos, después de las cinco aplicaciones de la llama.
  • Las muestras no deben gotear partículas incandescentes que prendan el algodón.
  • Las muestras del tipo placa pueden presentar perforaciones por la llama.

 

Otro tipo de prueba, según la Norma UL-94, en el procedimiento vertical, se destina a:

  • Materiales que se presenten con espesores muy delgados,
  • Materiales muy flexibles,
  • Materiales que se puedan encoger o distorsionarse a lo largo de la prueba.

 

La muestra para prueba tiene la forma cónica y es preparada partiendo de una hoja del material a probar, con 50 x 200 mm (2 x 8 pulgadas), que es enrollada sobre un mandril de 12.7 mm (1/2 pulgadas). Después de obtenido el cono se fija en un soporte, en la posición vertical. Una llama con ciertas características se aplica después en la base del cono, por 3 segundo. Cuando la combustión con llama ha cesado, se vuelve a aplicar la llama por más 3 segundos (Figura 83).

Fig. 83 – Prueba de resistencia al fuego, según UL-94. Método B (gradaciones VTM0, VTM1 y VTM2)

 

Este procedimiento predice la prueba de dos partidas de cinco muestras, las cuales se deben condicionar en distintas condiciones. De acuerdo con este procedimiento, se pueden atribuir las gradaciones VTM0, VTM1 y VTM2 (Tabla 27).

 

Tabla 27 – Resistencia al fuego: Gradaciones VTM0, VTM1 y VTM2
Grado Requerimientos
VTM-0
  • Las muestras no deben arder con llama por más de 10 segundos, después de retirada la llama.
  • El tiempo de combustión total sumado de cada partida de 5 pruebas, no debe rebasar los 50 segundos.
  • Las muestras no deben arder con llama o mantenerse en combustión con brillo hasta su punto de fijación al soporte.
  • Las muestras no deben gotear partículas incandescentes que prendan el algodón.
  • Las muestras no deben mantenerse en combustión con brillo por más de 30 segundos después de retirada la llama.
  • Ninguna muestra debe arder con llama o permanecer en combustión con brillo, hasta la marcación de los 127 mm (5 pulgadas) medida a partir de la extremidad inferior de la muestra.
VTM-1
  • Las muestras no deben arder con llama por más de 30 segundos, después de retirada la llama.
  • El tiempo de combustión total sumado de cada partida de 5 pruebas, no debe rebasar los 250 segundos.
  • Las muestras no deben arder con llama o mantenerse en combustión con brillo hasta su punto de fijación al soporte.
  • Las muestras no deben gotear partículas incandescentes que prendan el algodón.
  • Las muestras no deben mantenerse en combustión con brillo por más de 60 segundos después de retirada la llama.
  • Ninguna muestra debe arder con llama o permanecer en combustión con brillo, hasta la marcación de los 127 mm (5 pulgadas) medida a partir de la extremidad inferior de la muestra.
VTM-2
  • Las muestras no deben arder con llama por más de 30 segundos, después de retirada la llama.
  • El tiempo de combustión total sumado de cada partida de 5 pruebas, no debe rebasar los 250 segundos.
  • Las muestras no deben arder con llama o mantenerse en combustión con brillo hasta su punto de fijación al soporte.
  • Las muestras pueden gotear partículas incandescentes que prendan el algodón.
  • Las muestras no deben mantenerse en combustión con brillo por más de 60 segundos después de retirada la llama.
  • Ninguna muestra debe arder con llama o permanecer en combustión con brillo, hasta la marcación de los 127 mm (5 pulgadas) medida a partir de la extremidad inferior de la muestra.

 

Ahora vamos a ver la prueba IEC 60695-2-13, para determinación de la temperatura de ignición con un hilo incandescente (Figura 84).

Fig. 84 – Resistencia al fuego IEC 60695-2-13

 

El hilo se calienta eléctricamente hasta la temperatura especificada. La muestra es mantenida en contacto con el hilo incandescente, por 30 segundos, con una fuerza de 1 N. Al final de ese tiempo el hilo es retirado y se determina el tiempo para que la llama se termine. Debe también observar-se la proyección de partículas incandescentes y su efecto sobre una hoja de papel colocada bajo la muestra.

Se considera como temperatura de ignición la temperatura máxima del hilo incandescente que no provoca ignición del material en 3 muestras probadas, más 25 °C. Esta adición es de 30 °C si la temperatura es de 900 a 960 °C. La duración de la llama provocada no debe tener una duración superior a 5 segundos. Por otro lado, la hoja de papel colocada bajo la muestra no se debe prender.

 

Normas aplicables para materiales y productos (Ver también el Anexo A):
  • D0635-22 – Standard Test Method for Rate of Burning and/or Extent and Time of Burning of Plastics in a Horizontal Position.
  • ASTM E162-22 – Standard Test Method for Surface Flammability of Materials Using a Radiant Heat Energy Source.
  • ASTM E1354-23 – Standard Test Method for Heat and Visible Smoke Release Rates for Materials and Products Using an Oxygen Consumption Calorimeter.
  • IEC 60695-2-10:2021 – Fire hazard testing – Part 2-10: Glowing/hot-wire based test methods – Glow-wire apparatus and common test procedure.
  • IEC 60695-2-11:2021 RLV – Glowing/hot-wire based test methods – Glow-wire flammability test method for end-products.
  • IEC 60695-2-12:2021 RLV – Glowing/hot-wire based test methods – Glow-wire flammability index (GWFI) test method for materials.
  • IEC 60695-2-13:2021 RLV – Fire hazard testing – Part 2-13: Glow/hot-wire base test methods – Glow-wire ignition temperature (GWIT) test method for materials.
  • IEC 60695-11-5:2016 – Needle Flame Test.
  • IEC 60695-11-10:2013 – Fire hazard testing – Part 11-10: Test flames – 50 W horizontal and vertical flame test methods.
  • ISO 11925-2:2020 – Reaction to fire tests – Ignitability of products subjected to direct impingement of flame. Part 2: Single-flame source test.
  • ISO 1182:2020 – Reaction to fire tests for products – non-combustibility test.
  • ISO 1716:2018 – Reaction to fire tests for products – Determination of the gross heat of combustion (calorific value).
  • ISO 5660-1:2015/Amd 1:2019 – Reaction-to-fire tests — Heat release, smoke production and mass loss rate – Part 1: Heat release rate (cone calorimeter method).
  • ISO 9239-1:2010 – Reaction to fire tests for floorings — Part 1: Determination of the burning behaviour using a radiant heat source.
  • ISO 9705-1:2016 – Fire tests — Full-scale room test for surface products.
  • NFPA 701: Standard Methods of Fire Tests for Flame Propagation of Textiles and Films, 2023.
  • NT FIRE 019 – Multi-layer textiles: Burning behaviour – tablet test.
  • NT FIRE 029 – Textile fabrics: Ignition and flame spread.
  • NT FIRE 036 – Pipe insulation: Fire spread and smoke production – Full scale test.
  • NT FIRE 045 – Solid materials: Spontaneous ignition temperature by continuous heating.
  • NT FIRE 047 – Combustible products: Smoke gas concentrations, continuous FTIR analysis.
  • UL 94 – Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances.