ما هي مزايا كابلات LSHF من حيث الحماية البيئية؟

تكوين خالٍ من الهالوجين ومنع انبعاثات الغاز الحمضي

كيف يؤدي غياب الهالوجين إلى القضاء على تكوين هاليد الهيدروجين أثناء الاحتراق

الكابلات العادية التي تحتوي على الكلور أو البروم تميل إلى إنتاج هاليدات الهيدروجين المسببة للتآكل (مثل HCl أو HBr) كلما اشتعلت بها النيران. وتُعالج كابلات الأقل دخانًا وخلوّها من الهالوجين (LSHF) هذه المشكلة من جذورها، وذلك باستبدال تلك المواد الكيميائية الضارة بمواد مختلفة تمامًا. بدلاً من استخدام مواد تحتوي على هالوجينات تفاعلية، يختار المصنعون مثبطات لهب معدنية مثل ثلاثي هيدروكسيد الألومنيوم. عندما تشتعل النيران، تنفصل المواد التقليدية إلى جذور حرة ثم تتحد مع الهيدروجين لتكوّن أبخرة حمضية خطيرة. وباستبعاد الهالوجينات تمامًا، نقطع سلسلة التفاعل هذه قبل أن تبدأ حتى. ما الذي يعنيه ذلك عمليًا؟ حسنًا، تُظهر الاختبارات أن هذه الكابلات الخاصة يمكنها خفض انبعاثات الغازات الحمضية بنسبة تقارب 90٪ مقارنةً بخيارات PVC التقليدية. وهذا يُحدث فرقًا حقيقيًا سواء بالنسبة للأشخاص العاملين بالقرب من مكان الطوارئ أو لحماية المباني من التلف التدريجي بمرور الوقت.

البيانات المقارنة: انبعاثات حمض الهيدروكلوريك وحمض الهيدروبروميك من كابلات PVC مقابل كابلات LSHF (IEC 60754-1)

يحدد الاختبار الموحّد وفقًا للمعيار IEC 60754-1 الفرق الكبير:

تتجاوز مادة PVC باستمرار عتبة 150 ملغ/غم من كلوريد الهيدروجين — وهي قيمة أعلى بكثير من العتبة البالغة 5 ملغ/غم المحددة لتصنيف المواد قليلة التآكل. تسجّل مواد LSHF مستويات غير ملحوظة تقريبًا، وتفي بأكثر معايير السلامة البيئية صرامة. ولهذا السبب تُلزم المشاريع البنية التحتية الكبرى — من أنظمة المترو إلى مراكز البيانات — بشكل متزايد استخدام الكابلات الخالية من الهالوجين.

تقليل أضرار التآكل على البنية التحتية والإلكترونيات في ظروف الحريق

تسرع الغازات الحمضية الناتجة عن حرق مادة PVC من تدهور الهياكل: تُظهر الدراسات أن معدلات تآكل التسليح الفولاذي تزداد بنسبة 300٪ في البيئات الغنية بحمض HCl. كما تؤدي هذه الغازات إلى تكوين أفلام موصلة على اللوحات الإلكترونية، مما يؤدي إلى فشل كهربائي في الأنظمة الحرجة. وتمنع الكابلات منخفضة الدخان وقليلة الهالوجين (LSHF) هذا الضرر الثانوي من خلال القضاء على تكوين الغازات الحمضية تمامًا:

• سلامة الهيكل : تظل العناصر الحاملة للوزن في المباني والأنفاق والجسور تحافظ على قوتها لفترة أطول
• حماية المعدات : تبقى أنظمة إنذار الحريق والإضاءة الطارئة ونظم التحكم تعمل بكفاءة
• تقليل التكاليف : تنخفض مصروفات إعادة التأهيل بعد الحريق بمتوسط 40٪

تمتد هذه الحماية السلبية لما هو أبعد من مقاومة اللهب - فهي تحافظ على الوظائف والسلامة والاستثمار أثناء حرائق الحوادث وبعدها.

انخفاض كثافة الدخان وانخفاض انبعاثات الغازات السامة أثناء الحرائق

أداء كبح الدخان: الكابلات منخفضة الدخان وقليلة الهالوجين مقابل الكابلات التقليدية (بيانات اختبار IEC 61034-2)

ووفقا لمعايير IEC 61034-2، فإن كابلات Low Smoke Halogen Free (LSHF) تقلل من إنتاج الدخان بنحو 80 في المائة مقارنة بالكابلات العادية. عندما يتعلق الأمر بقياس كمية الضوء التي تمر عبر الدخان، هذه المواد الخاصة عادة ما تحافظ على الرؤية فوق 60٪، في حين أن كابلات البلاستيك التقليدية تنخفض إلى أقل من 15٪. ما الذي يجعل هذا يحدث؟ المواد الإضافية الخاصة في مواد LSHF في الواقع تمنع تشكيل جزيئات السخام، بدلاً من جعل الدخان أقل كثافة. اختبارات العالم الحقيقي في حرائق النفق المحاكاة تظهر شيئا مثيرا للإعجاب جدا أيضا. الناس لديهم حوالي 8 إلى 10 دقائق إضافية للخروج بأمان عندما يكون هناك دخان أقل يحجب رؤيتهم. هذا يضاعف ثلاثة أضعاف ما سيكون لدى شخص في مساحة مليئة بمنتجات البيكسيك أثناء حريق أقل دخان يعني أقل تراكمات السخام التي تلتصق بأنظمة التدفئة وجدران المباني بعد حدوث حريق. التنظيف بعد ذلك يكلف حوالي 35% أقل وفقاً للبحث المنشور في مجلة "هندسة السلامة من الحرائق" العام الماضي.

تحليل السُمية: مستويات أول أكسيد الكربون، وحمض السيانيد، والسلائف المسببة للديوكسين في سيناريوهات الحرائق الواقعية

عندما تشتعل كابلات LSHF، فإنها تُنتج أول أكسيد الكربون وحمض السيانيد بكميات أقل بكثير مقارنة بالكابلات القياسية. وتشكل هاتان الغازتان نحو ثلاثة أرباع حالات الوفاة الناتجة عن الحرائق. وقد أظهرت اختبارات تحاكي حرائق المباني الفعلية أن كابلات LSHF يمكن أن تقلل انبعاثات أول أكسيد الكربون (CO) بنسبة تقارب 90 بالمئة، وتقلل مستويات حمض السيانيد الهيدروجيني (HCN) بنحو 85 بالمئة. ما يجعل هذه الكابلات خاصة هو تصميمها الخالي من الهالوجينات، مما يزيل السلفات الضارة لتكوين مركبات الدايوكسين مثل الكلوروبنزينات. والدايوكسينات مواد خطيرة للغاية؛ فهي تبقى في البيئة إلى الأبد وتتراكم في أجسامنا، ما يؤدي في النهاية إلى الإصابة بالسرطان. وتنشأ هذه المركبات فقط عندما تحترق مواد تحتوي على الكلور. وبالتالي، وبإزالة الهالوجينات تمامًا، تمنع كابلات LSHF تكوّن هذه المواد الكيميائية الخطرة من الأساس. وجاء الدليل العملي على ذلك في ميونخ العام الماضي، بعد أن قام العمال بتحديث نظام المترو باستخدام هذه الكابلات. وعند اختبار جودة الهواء أثناء حالات الطوارئ المحاكاة، انخفضت كمية الغازات السامة إلى أقل من 5 أجزاء في المليون، وهي ضمن الحدود الآمنة التي حددها منظمة الصحة العالمية للهواء القابل للتنفس.

الامتثال للمعايير البيئية والسلامة الأساسية

التوافق مع معيار RoHS: التخلص من الرصاص والكادميوم والمواد الخطرة الأخرى

تفي كابلات LSHF بجميع متطلبات توجيه الاتحاد الأوروبي RoHS (2011/65/EU) من خلال التخلص من المواد الضارة مثل الرصاص، والكادميوم، والزئبق، والكروم السداسي، وبعض مثبطات اللهب البرومية التي يتم حظرها بموجب هذا التنظيم. تكمن المشكلة في هذه المواد في أنها قد تُلحق الضرر بالنظم الإيكولوجية عندما تتسرب إلى التربة والمياه بعد التخلص منها، أو ما هو أسوأ من ذلك، أن تتسبب في تعريض عمال المصانع للخطر أثناء التعامل معها خلال عملية الإنتاج، وكذلك عند إعادة تدوير الكابلات القديمة لاحقًا. بدلاً من استخدام هذه المواد الكيميائية الخطرة، تعتمد تقنية LSHF على خيارات أكثر أمانًا مثل البوليمرات غير الهالوجينية مع استخدام المعادن كبديل. يمنع هذا النهج انتقال المواد السامة إلى البيئة ويقلل من خطر تراكم هذه السموم في الكائنات الحية بمرور الوقت. بالنسبة للمصنّعين، فإن الالتزام بمعايير RoHS ليس مجرد إجراء إضافي يقومون به، بل هو جزء مدمج بالفعل في تصميم مواد LSHF منذ البداية.

شهادات IEC 60754-2 وIEC 61034 كمؤشرات على اختيار الكابلات الصديقة للبيئة

تؤكد IEC 60754-2 انخفاض انبعاثات الغازات الحمضية (<0.5% من كلوريد الهيدروجين بالكتلة)، بينما تحقق IEC 61034 من انخفاض كثافة الدخان (نفاذ الضوء >60%). معًا، توفر هاتان الشهادتان تحققًا موضوعيًا من طرف ثالث لسلامة البيئة:

تدعم الشهادة المزدوجة الامتثال لنظام الاتحاد الأوروبي بشأن منتجات البناء (رقم 305/2011) ورصيد LEED v4.1 MR: الإفصاح عن منتجات البناء والتحسين – إعلانات المنتجات البيئية. كما تقلل التثبيتات المعتمدة من عبء المعالجة بعد الحوادث من خلال تقييد توليد بقايا خطرة.

الحد من التلوث البيئي بعد الحريق

تقليل مخاطر تلوث التربة والمياه من النواتج الحمضية الناتجة عن احتراق PVC

عند احتراق مادة PVC، تنطلق حمض الهيدروكلوريك (HCl) الذي يجعل أنظمة التربة والمياه أكثر حموضة مع مرور الوقت. وهذا يُحدث مشاكل بيئية طويلة الأمد تتطلب أعمال تنظيف خاصة تشمل حفر المناطق الملوثة، وتطبيق عوامل معادلة، ومراقبة الوضع لسنوات بعد الحدث. تحل كابلات Low Smoke Halogen Free (LSHF) هذه المشكلة عن طريق إزالة جميع المواد الهالوجينية من المعادلة في المصدر نفسه، بحيث لا يتكون أي حمض HCl أثناء الحرائق. وبسبب غياب هذه الأحماض الضارة، فإنها لا تتسرب إلى مصادر المياه الجوفية أو تفسد الأراضي الزراعية، ما يسمح للطبيعة بالتعافي بشكل أسرع. أظهرت اختبارات حديثة أجريت في عام 2023 مدى سوء الوضع عند اشتعال مادة PVC مقارنةً ببدائل LSHF. فقد سجلت عينات التربة المأخوذة بعد حرائق خاضعة للرقابة مستويات pH أقل من 3.5 في حالات استخدام PVC، وهي قيمة شديدة التآكل. في المقابل، ظلت عينات الاختبار الخاصة بمواد LSHF ضمن النطاق الطبيعي بين 6.5 و7.2 حتى بعد تعرض مماثل للحرارة واللهب.

دراسة حالة: تجديد مستشفى في برلين باستخدام كابلات LSHF وقياس الانخفاض في سمية المخلفات الناتجة عن التنظيف

استعاض مشروع إعادة تأهيل مستشفى في برلين عن الأسلاك القديمة بكابلات LSHF. وأثناء حريق كهربائي تم التحكم به، أكدت القياسات على انخفاض كبير في المخلفات الخطرة:

أدى غياب المواد الأولية لمكونات الدايسون إلى عدم الحاجة لحفر التربة. وأفادت طواقم التنظيف بانخفاض 60٪ في النفايات الخطرة التي تحتاج للتخلص منها، ما يؤكد دور كابلات LSHF في دعم عمليات التعافي المستدامة وذات الأثر المنخفض.

إمكانية إعادة التدوير في نهاية العمر الافتراضي ودعم أهداف الاقتصاد الدائري

كفاءة إعادة التدوير: البوليمرات الحرارية البلاستيكية مقابل البوليمرات الحرارية الصلبة في مواد كابلات LSHF

تُصنع معظم الكابلات منخفضة الدخان وقليلة الانبعاثات (LSHF) من مواد حرارية مثل البولي إيثيلين والمطاط الإثيلين بروبلين بدلاً من المواد الحرارية المتصلبة. وعند تسخين هذه المواد البلاستيكية، فإنها تنصهر بشكل نظيف ويمكن إعادة تشكيلها دون أن تتحلل كيميائيًا. ويتيح ذلك إعادة تدويرها ميكانيكيًا بكفاءة عالية إلى حبيبات ذات جودة جيدة، يمكن استخدامها بفعالية في تصنيع أغلفة كابلات جديدة أو سلع صناعية أخرى. كما تصل نسبة إعادة التدوير لهذه المواد إلى مستوى مرتفع جدًا يبلغ حوالي 90٪، وتبقى الأداء ثابتًا حتى بعد عدة دورات لإعادة التدوير. أما بالنسبة للبوليمرات الحرارية المتصلبة، فهي تحكي قصة مختلفة تمامًا. إذ تحتاج إلى عمليات طحن مكثفة ومعالجات كيميائية لتفكيكها، مما يؤدي إلى منتجات منخفضة الجودة جدًا ولا تكون مفيدة إلا في تطبيقات محدودة مثل الحشوات الأساسية. وبسبب قدرتها على إعادة التدوير المتكررة، تلعب الكابلات الحرارية منخفضة الدخان وقليلة الانبعاثات (LSHF) دورًا رئيسيًا في مساعدة الصناعات على تطوير أنظمة إنتاج دائرية أكثر استدامة، حيث يتم تقليل النفايات وإعادة استخدام الموارد مرارًا وتكرارًا.

الحفاظ على الموارد: توفير الطاقة وإعادة استخدام المواد مقارنة بالإنتاج الأولي

عندما نتحدث عن إعادة تدوير أجزاء الكابلات منخفضة الدخان وبدون هالوجين (LSHF)، هناك مكاسب في الكفاءة مثيرة للإعجاب إلى حدٍ ما. على سبيل المثال، عندما تُعاد معالجة الموصلات النحاسية بدلاً من استخراجها من الصفر، فإن ذلك يستهلك طاقة أقل بنسبة تقارب 85 بالمئة. وماذا عن مواد البوليمر الحراري البلاستيكي هذه؟ إن ذوبانها يتطلب فقط نحو نصف الطاقة اللازمة لإنتاج البلاستيك الجديد من المواد الخام. ما المغزى العملي من كل هذا؟ حسنًا، يمنع كل طن من مواد الكابلات المعاد تدويرها ما بين ثلاث إلى خمس أطنان متريّة من انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون في أجواءنا. وبجانب الوفورات في انبعاثات الكربون، تقلل الأنظمة المغلقة بشكل كبير من النفايات المتجهة إلى مكبات النفايات، كما تقلل الاعتماد على المنتجات البترولية والودائع النحاسية الجديدة. إن قدرة إعادة تدوير هذه المواد بهذه الفعالية يجعل من كابلات LSHF خيارًا ذكيًا للشركات التي تحاول تحقيق أهدافها البيئية. فكّر في كيفية اتساق ذلك مع اللوائح الفعلية مثل اتفاقية الاتحاد الأوروبي الخضراء أو مبادرات مثل متطلبات المنظمة المستندة إلى أسس علمية للأعمال التجارية حول العالم.

الأسئلة الشائعة

ما هي الكابلات الخالية من الهالوجين؟

لا تحتوي الكابلات الخالية من الهالوجين على مركبات هالوجينية مثل الكلور أو البروم. وهي مصممة لتقليل الانبعاثات السامة أثناء الاحتراق، وتشكل خطرًا أقل على البيئة وصحة الإنسان.

لماذا من المهم تقليل انبعاثات الغازات الحمضية من الكابلات؟

يساعد تقليل انبعاثات الغازات الحمضية في منع تآكل الهياكل والفشل الكهربائي، ويحمي البنية التحتية والإلكترونيات، ويقلل من المخاطر الصحية أثناء حرائق.

ما هي المعايير البيئية والسلامة التي تلتزم بها كابلات LSHF؟

تلتزم كابلات LSHF بمعايير مثل توجيه RoHS الخاص بالاتحاد الأوروبي، وIEC 60754-2، وIEC 61034، والتي تضمن انبعاثات منخفضة للغازات الحمضية وكثافة دخان قليلة، مما يعزز السلامة والود البيئي.

كيف تدعم كابلات LSHF أهداف الاقتصاد الدائري؟

عادةً ما تُصنع كابلات LSHF من مواد بلاستيكية حرارية يمكن إعادة تدويرها بكفاءة، مما يقلل من النفايات ويحافظ على الموارد ويحد من الأثر البيئي في نموذج الاقتصاد الدائري.