Cabos e Fios Isentos de Halogéneo e Resistentes ao Fogo para Sistemas de Segurança
O que são halogéneos?
Halogéneos são elementos como flúor, cloro, bromo e iodo, que pertencem ao grupo 17 da tabela periódica e são chamados Halogéneos pela sua capacidade de formar sais (em grego: HALO).
Os átomos de flúor e cloro são essenciais nas moléculas dos plastificantes dos cabos e fios elétricos como componente dos aditivos de proteção contra chamas nos plásticos de PVC.
Quando é que um cabo é livre de halogéneo?
O tipo de reação ao fogo de cabos e fios é essencial para a instalação em edifícios e centrais de controlo.
Assim, os seguintes pontos são críticos:
• Comportamento sob a influência das chamas, ou seja, a inflamabilidade, bem como a propagação do fogo.
• Danos subsequentes pela formação de gases corrosivos e tóxicos
• Desenvolvimento de densidade de fumo (escurecimento das saídas de emergência dificultando a evacuação e o trabalho de extinção de incêndio)
Os cabos produzidos com materiais halogenados, como os materiais com cloro na cadeia da molécula de cloreto de polivinilo (PVC), borracha de cloropreno (CR), Polietileno Clorado (CM), PolietilenoCloroSulfonado (CSM) e fluorhidrocarbonos como o PoliTetraFluorEtileno (PTFE), FluorEtilenoPropileno (FEP) e PerFluorAlcoxipolimérico (PFA), apresentam melhor comportamento em caso de incêndio, são dificilmente combustíveis ou não inflamáveis e auto-extinguíveis. Devido a este mesmo efeito e em caso de incêndio os constituintes da molécula cloro e flúor libertam-se, o que dificulta a entrada de oxigênio no local do incêndio e sufoca a chama.
As desvantagens significativas desses materiais residem no facto de que os átomos de cloro e flúor libertados ligam-se com o hidrogénio, que é decomposto a partir do material plástico, combinam-se com o ar existente formando ácido hidroclorídrico. Estas composições são altamente corrosivas e também tóxicas. Em consequência, os danos por corrosão são frequentemente mais graves do que os danos reais causados pelo fogo.
Os cabos normalmente designados “sem halogéneo” não contêm elementos halogenados, ou seja, o isolamento e os materiais da bainha desses cabos são compostos de polímeros à base de hidrocarbonetos puros. Ao queimar esses tipos de materiais não são produzidos gases corrosivos e tóxicos, mas apenas vapor de água e dióxido de carbono.
Polímeros como o PoliEtileno (PE) ou o PoliPropileno (PP) contêm elementos halogenados. Estes materiais são facilmente inflamáveis e não auto-extinguíveis.
Os cabos sem halogéneo com requisitos de segurança devem ser dificilmente inflamáveis e auto-extinguíveis. Isto consegue-se utilizando compostos de polímeros especiais, contendo uma percentagem considerável de materiais resistentes à chama.
Este tipo de materiais de proteção consiste, por exemplo, num hidróxido de alumínio que por um lado arrefece o local do fogo ao libertar cristais de água e por outro lado o vapor de água libertado dificulta a admissão de oxigénio sufocando as chamas.
Em circuitos com necessidades de resistência ao fogo, podem ser utilizadas fitas de apoio adicionais e uso de malhas de fibra de vidro, mica e materiais similares.
Aplicação
Com o aumento do número de edifícios onde as pessoas se reúnem ou em todos os lugares onde a segurança da vida humana e materiais valiosos toma um especial significado, os cabos e fios de segurança isentos de halogéneo são cada vez mais utilizados. Exemplos:
• Hospitais, aeroportos, edifícios de vários andares, lojas, hotéis, teatros, cinemas, escolas, etc.
• Instalações de sinalização de incêndio, sistemas de alarme, ventilação, desenfumagem, sistemas de evacuação, escadas rolantes, elevadores, luzes de segurança, equipamentos de manutenção
• Túneis rodoviários e ferroviários
• Instalações de processamento de dados
• Centrais elétricas e centrais industriais com elevado valor, máquinas e materiais com alto potencial de risco
• Trabalhos mineiros
• Construção naval e instalações offshore
• Geradores e alimentação de emergência
Vantagens de Utilizar Cabos e Fios de Segurança
• Retardador de chamas e inflamabilidade para que não haja propagação em caso de incêndio.
• Em caso de queima, os cabos sem halogéneo emitem baixa quantidade de fumo
• O perigo dos gases tóxicos causados pelo fogo é muito inferior
• Baixa carga calórica
• Funcionalidade elétrica mesmo sob influência de chama
• Integridade do isolamento por pelo menos 30 minutos, bem como 180 minutos a 800 ° C sob condição de incêndio (normas aplicáveis a cabos e sistemas resistentes ao fogo)
• Resistência à radiação de até 200 x 106 cm / kg (até 200 Mrad)
Essas características são obtidas usando um material de base, livre de halogênio, flexível: hidróxido de alumínio Al(OH)3.
Valores de carga calórica
Para projetar um edifício os critérios dos valores de carga calórica são muito importantes. Os valores de carga calórica dos cabos modernos sem halogêneo são reduzidos pelos aditivos utilizados.
Reação ao Fogo - CPR
O Regulamento Europeu dos Produtos de Construção (CPR) 305/2011 define regulamentos coerentes e verificáveis para a utilização de produtos de construção em edifícios. Aplica-se a todos os estados membros da UE e visa aumentar a segurança nos edifícios. O âmbito do CPR foi alargado em 1 de junho de 2016 para incluir cabos e fios que são classificados em termos de sua reação ao fogo. Os regulamentos são vinculativos para fabricantes e fornecedores desde o dia 1 de julho de 2017.
O CPR para cabos e fios é implementado pela EN 50575: 2017-02: “Cabos de alimentação, controle e comunicação - Cabos para aplicações gerais em obras sujeitas a requisitos de reação ao fogo”. Os produtos que são verificados por um organismo notificado recebem a marca CE. Para cada cabo, o fabricante ou fornecedor também deve fornecer uma declaração de desempenho que descreva com precisão a sua reação ao fogo (DoP).
Com a inclusão de cabos e fios na lista de produtos de construção, a UE definiu 6 classes de fogo para cabos - de Aca a Fca (ca significa ‘cabo’). A classe é atribuída de acordo com critérios como propagação de chama e produção de calor. A classe mais exigente é a Aca (cabos não inflamáveis), passando pelas classes B1ca, B2ca e Cca (dificilmente inflamável), Dca e Eca (normalmente inflamável) e classe Fca (facilmente inflamável). Existem também três classes adicionais que se referem a outros requisitos, como produção de fumo (s1, s1a, s1b, s2 e s3), retardante de chama e livre de acidez / halogéneo (a1, a2 e a3) e gotículas flamejantes (d0, d1 e d2).
Resistência ao Fogo
Integridade do Isolamento dos cabos
De acordo com EN50200 (teste em cabo isolado), norma Europeia
Descreve os requisitos e medidas necessárias para a integridade do cabo em caso de incêndio.
Neste ensaio uma amostra de cabo com 1200 mm de comprimento é sujeita, durante um período máximo de 120 min, a uma chama direta, até atingir uma temperatura de 842 °C, ao mesmo tempo que é sujeita a tensões mecânicas periódicas.
Tensão de ensaio: 220V (cabos de energia) / 110V (cabos de dados)
Carga atual: 2 A
Durante o ensaio não pode haver descontinuidade no cabo
Deste ensaio resulta a classificação PH dos cabos (PH15, PH30, PH60, PH90 ou PH120 min). O ensaio só é validado se pelo menos duas amostras de cabo passarem o ensaio com sucesso.
De acordo com EN60331 parte 21, 23 e 25 (teste em cabo isolado), norma Internacional
Descreve os requisitos e medidas necessárias para a integridade do cabo em caso de incêndio.
Neste ensaio uma amostra de cabo com 1200 mm de comprimento é sujeita, durante um período máximo de 180 min, a uma chama direta, até atingir uma temperatura de cerca de 740 °C.
Tensão de ensaio: 220V (cabos de energia) / 110V (cabos de dados)
Carga atual: 2 A
Durante o ensaio não pode haver descontinuidade no cabo e as lâmpadas de incandescência não se podem apagar.
Deste ensaio resulta a classificação FE dos cabos (FE60, FE120 e FE180 min). O ensaio só é validado se pelo menos duas amostras de cabo passarem o ensaio com sucesso.
Funcionalidade dos sistemas de cabos elétricos
De acordo com DIN 4102 parte 12 (teste do sistema) - descreve os requisitos e medidas necessárias para alcançar a integridade do circuito de um sistema de cabo elétrico completo em caso de incêndio.
Sistemas de cabo
Considera-se sistemas de cabos o conjunto de cabos de energia, cabos e fios de energia isolados, cabos de instalação de telecomunicações para transmissão de dados e telefone, incluindo dispositivos de conexão correspondentes, como condutas, revestimentos e coberturas, elementos de conexão, dispositivos de suporte, esteiras de cabos e suportes.
Funcionalidade do Sistema
A funcionalidade do sistema é assegurada quando não existe curto-circuito e não há interrupção de corrente no sistema de cabos elétricos testado.
De acordo com esta norma, os cabos de segurança devem ser sempre testados juntamente com os respetivos dispositivos de suporte e acessórios de montagem.
Nota: A funcionalidade do sistema acima definida não tem relação com a integridade do isolamento.
Ensaio
A instalação completa de cabos e acessórios (sistema), i.e., cabos e fios, incluindo braçadeiras, dispositivos de suporte, suportes, buchas, etc, é testada numa grande câmara de combustão.
Tensão de teste para cabos de alimentação: 380 V
Tensão de teste para cabos de telecomunicações: 110 V
Carga atual: 3 A
A câmara de combustão deve ser aquecida de acordo com ETK (curva de temperatura padrão).
O período de teste é dividido em 3 classes:
• E30 para a funcionalidade ≥ 30 minutos
• E60 para a funcionalidade ≥ 60 minutos
• E90 para a funcionalidade ≥ 90 minutos
Aumento da temperatura na câmara de combustão:
• Para E30 a aprox. 820°C
• Para E60 a aprox. 870°C
• Para E90 a aprox. 980°C
Durante o ensaio não pode haver descontinuidade nos cabos.
Depois de passar no teste de funcionalidade, ele será certificado com a identificação de classe como E30, E60 ou E90.
