¿Cuáles son las normas de ensayo para el rendimiento de resistencia al fuego de los cables resistentes al fuego?

Resistencia al fuego frente a retardancia a la llama: distinciones fundamentales para cables resistentes al fuego

Por qué la integridad del circuito define la verdadera resistencia al fuego

Lo fundamental de los cables resistentes al fuego es su integridad del circuito, que les permite seguir funcionando durante un incendio, y no solo después de que este haya terminado. Los cables comunes o aquellos etiquetados como retardantes de llama simplemente no son suficientes cuando se habla de una resistencia real al fuego. Lo más importante es saber si estos cables pueden seguir operando correctamente cuando están expuestos directamente a llamas a temperaturas superiores a 950 grados Celsius durante unos noventa minutos, mientras aún conducen electricidad. Los organismos de normalización han establecido pruebas rigurosas para esto mediante la norma IEC 60331, que sirve como referencia mundial para evaluar la integridad del circuito. Para sistemas críticos para salvar vidas, como alarmas de incendio, luces de emergencia y ventiladores de extracción de humo, contar con energía durante emergencias no es opcional, sino absolutamente esencial. Tomemos, por ejemplo, los cables con aislamiento mineral y cubierta de cobre (MICC). Estos cables contienen un aislamiento de óxido de magnesio que, al calentarse, se convierte en una especie de escudo cerámico, evitando cortocircuitos y fallos estructurales incluso cuando todo lo que los rodea se incendia.

Cómo la retención de llama por sí sola no cumple con las necesidades de infraestructura crítica

Los cables resistentes a las llamas, típicamente fabricados con PVC-FR o polímeros libres de halógenos y de baja emisión de humo (LSZH), solo abordan retraso de la ignición y supresión de la propagación de la llama , según normas como la IEC 60332. Estos no nO garantizan el funcionamiento continuo durante la exposición al fuego. Tres limitaciones críticas revelan su falta de idoneidad para infraestructuras de misión crítica:

1. Fragilidad térmica : El aislamiento polimérico comienza a degradarse entre 20 y 30 minutos a temperaturas de 500 a 700 °C, muy por debajo de las temperaturas sostenidas en incendios completamente desarrollados;
2. Colapso funcional : La integridad mecánica desaparece cuando se somete al impacto del agua contra incendios (por ejemplo, la activación de rociadores), provocando la separación inmediata de los conductores;
3. Vulnerabilidad sistémica : La pérdida de energía se propaga a través de los sistemas de seguridad interconectados, desactivando la iluminación de emergencia, las bombas contra incendios y los controles de monitoreo precisamente cuando más se necesitan.

En entornos de alto riesgo como minas subterráneas o embarcaciones marinas, depender únicamente de la retardancia a la llama crea brechas peligrosas en el apoyo a la evacuación: falla la extracción de humo, las rutas de salida se oscurecen y las comunicaciones se interrumpen en plena crisis. Los cables resistentes al fuego, verificados por integridad del circuito, cierran estas brechas con una resistencia comprobada y respaldada por normas.

IEC 60331: El Referente Global para Cables Resistentes al Fuego

El estándar IEC 60331 todavía se considera el referente principal a la hora de evaluar qué tan bien pueden mantenerse los circuitos intactos en cables resistentes al fuego durante incendios reales. Según este requisito, estos cables deben seguir funcionando sin interrupción incluso cuando están sometidos a carga eléctrica completa y estrés físico durante un mínimo de noventa minutos seguidos bajo llamas directas que superan los 840 grados Celsius. La marca de los 90 minutos coincide bastante con los tiempos típicos de evacuación de edificios, lo que significa que estos cables especiales ayudan a mantener el suministro eléctrico a equipos de seguridad vitales justo durante lo que suele ser la parte más crítica de cualquier situación de incendio.

Protocolo de prueba: exposición al horno, aplicación de voltaje y umbral de integridad de 90 minutos

En los procedimientos de pruebas, los cables se colocan horizontalmente dentro de hornos y se energizan a aproximadamente 1.000 voltios antes de exponerlos a llamas controladas. Los técnicos observan la continuidad mediante luces indicadoras conectadas en serie con el cable que están probando. Cuando el circuito se interrumpe, es ahí cuando sabemos que ha habido un punto de falla. Estas pruebas simulan lo que ocurre en incendios reales, donde la instalación eléctrica debe seguir conduciendo electricidad incluso bajo temperaturas extremas provocadas por radiación y corrientes de convección. Piense en situaciones como las escaleras de edificios o los espacios sobre los techos, donde los incendios tienden a propagarse rápidamente, pero las personas aún necesitan que funcionen correctamente los sistemas de iluminación de emergencia y comunicación.

Validación en Condiciones Reales: Rendimiento de Cables con Aislamiento Mineral y Aislamiento Cerámico

Los cables MICC son conocidos por superar ampliamente los requisitos de la norma IEC 60331 porque están fabricados completamente con materiales inorgánicos. Piénselo: alambres de cobre en el interior, óxido de magnesio como aislamiento y todo envuelto en una funda sólida de cobre. Estos componentes no se descomponen cuando se exponen a altas temperaturas, no producen absolutamente humos tóxicos y siguen funcionando correctamente incluso después de 90 minutos de exposición al fuego. Luego está otro tipo que también vale la pena mencionar: los híbridos cerámicos-polímeros. Funcionan de manera diferente, pero aún así logran resultados similares gracias a diseños especiales de matriz que forman carbones protectores durante eventos de calor intenso. ¿Qué hace que estas opciones destaquen frente a los cables poliméricos comunes? Pues bien, los cables estándar basados en plástico simplemente se desintegran tanto física como eléctricamente mucho antes de alcanzar ese umbral crítico de 90 minutos en la mayoría de las situaciones de incendio.

BS 6387 y Clasificaciones PH: Resistencia al fuego mejorada para entornos de alto riesgo

Clasificación CWZ: Prueba simultánea de fuego, rociado de agua y choque mecánico

La clasificación CWZ en la norma BS 6387 representa una de las pruebas más exigentes existentes para cables resistentes al fuego. Estos cables deben soportar tres desafíos al mismo tiempo: llamas directas de la categoría C, chorros de agua potentes de la categoría W e impactos físicos de la categoría Z. Piense en lo que ocurre durante incendios reales. Los edificios comienzan a derrumbarse, generando fuerzas de impacto. Los sistemas de rociadores se activan mientras el fuego aún arde. Y las llamas se propagan a través de zonas dañadas de las estructuras. Los cables que superan la prueba CWZ mantienen sus circuitos intactos durante más de 180 minutos incluso cuando todos estos esfuerzos actúan simultáneamente. Por eso son tan fundamentales en lugares como túneles subterráneos, refinerías de petróleo, plataformas mar adentro y grandes centros de transporte. Cuando ocurren fallos en estos lugares, las consecuencias pueden ser absolutamente devastadoras.

PH30/PH60/PH120: Clasificaciones basadas en el rendimiento para sistemas de seguridad vital

Las clasificaciones PH según la norma BS EN 50200 indican básicamente cuánto tiempo puede seguir funcionando algo cuando está expuesto a llamas directas. Existen tres categorías principales: PH30 dura 30 minutos, PH60 resiste una hora y PH120 aguanta dos horas completas. Este sistema analiza en realidad lo que sucede en situaciones reales, en lugar de simplemente cumplir requisitos teóricos. Tomemos como ejemplo los cables PH120. Se requieren en lugares como hospitales, edificios altos y centros de datos, donde las personas podrían necesitar más tiempo para salir de forma segura. Estas instalaciones dependen del suministro continuo de energía para sistemas críticos como alarmas de incendio, luces de emergencia y controles de climatización durante las evacuaciones. La diferencia radica en que las clasificaciones PH no permiten a las empresas fingir el cumplimiento, sino que exigen pruebas reales en circuitos activos simulando incendios reales, lo que ofrece una garantía mucho mayor sobre la seguridad en emergencias.

Alineación con la Norma Global y Variaciones Clave por Región para Cables Resistentes al Fuego

GB/T 19216.21-2003 (China) y EN 50200: Brechas de armonización e implicaciones prácticas

La norma china GB/T 19216.21-2003 y la europea EN 50200 analizan ambas cómo resisten los circuitos durante incendios, pero abordan esta prueba de formas muy diferentes. La norma GB/T exige una exposición mucho más prolongada a las llamas, más de 120 minutos en realidad, y también requiere que los cables soporten impactos mecánicos mientras se calientan, algo que no forma parte en absoluto de los requisitos de la EN 50200. En cambio, la norma europea se centra más en qué tan bien resisten los cables las pulverizaciones de agua. Debido a estas diferencias, los cables aprobados bajo la clasificación europea PH120 podrían no superar las pruebas de impacto exigidas por las normas GB/T. Esto significa que los fabricantes a menudo deben crear versiones especiales de sus productos para distintos mercados. Para grandes proyectos de infraestructura que abarcan múltiples países, como líneas de tren de alta velocidad y centros de transporte combinados, gestionar las certificaciones puede llevar entre cuatro y ocho semanas adicionales. Una encuesta reciente sobre proyectos internacionales de construcción en 2023 destacó este problema como un gran inconveniente para las empresas que operan transfronterizamente.

Por qué la divergencia en las pruebas rigurosas importa en proyectos de infraestructura transfronterizos

Estas disparidades regionales introducen tres riesgos concretos para proyectos globales:

• Brechas de seguridad : Un cable validado únicamente según una norma puede carecer de resistencia frente a combinaciones de esfuerzos no probadas, por ejemplo, impacto mecánico sin pulverización de agua que comprometa el rendimiento en incendios de entornos mixtos;
• Inflación de costos : La doble certificación incrementa los costos de adquisición de materiales entre un 18 y un 25 % en desarrollos a gran escala;
• Riesgo en el cronograma : Las pruebas adicionales no planificadas durante la construcción detienen actividades críticas del cronograma durante más de 120 horas.

Dichas desalineaciones son especialmente agudas en infraestructuras compartidas, como terminales aeroportuarias o campus industriales, donde los compartimentos contra incendios abarcan diferentes jurisdicciones pero deben funcionar como sistemas de seguridad unificados. Es esencial planificar proactivamente la armonización durante la fase de diseño, no realizar ajustes correctivos durante la puesta en servicio, para garantizar tanto el cumplimiento normativo como la seguridad humana.

Preguntas frecuentes

• ¿Cuál es la diferencia principal entre los cables resistentes al fuego y los cables ignífugos?

  Los cables resistentes al fuego mantienen la integridad del circuito durante la exposición al fuego, mientras que los cables ignífugos principalmente retrasan la ignición y suprimen la propagación de llamas sin garantizar el funcionamiento continuo.

• ¿Por qué es crucial la norma IEC 60331 para evaluar la resistencia al fuego?

  La IEC 60331 establece el referente mundial al evaluar la capacidad de los cables para mantener los circuitos intactos durante la exposición a altas temperaturas bajo llamas directas.

• ¿Qué hace que los cables MICC sean superiores en resistencia al fuego?

  Los cables MICC están compuestos por materiales inorgánicos que no se descomponen a altas temperaturas, ofreciendo una resistencia superior al fuego sin producir humos tóxicos.

• ¿Cómo ayudan las clasificaciones PH a los sistemas de seguridad vital?

  Las clasificaciones PH garantizan el funcionamiento continuo durante situaciones reales de incendio, proporcionando un soporte crucial para sistemas de seguridad vital como alarmas de incendio y luces de emergencia.

• ¿Por qué las diferencias entre normas regionales representan riesgos en proyectos de infraestructura global?

  Las disparidades pueden provocar brechas de seguridad, inflación de costos y retrasos en el cronograma debido a diferentes requisitos de pruebas de resistencia en las distintas regiones.