Un material combustible es un material que puede arder (es decir, sostener una llama ) en el aire bajo ciertas condiciones. Un material es inflamable si se enciende fácilmente a temperatura ambiente. En otras palabras, un material combustible se enciende con cierto esfuerzo y un material inflamable se incendia inmediatamente al exponerse a las llamas.
El grado de inflamabilidad en el aire depende en gran medida de la volatilidad del material; esto está relacionado con la presión de vapor específica de su composición , que depende de la temperatura. La cantidad de vapor producido se puede mejorar aumentando la superficie del material que forma una niebla o polvo. Tomemos como ejemplo la madera. El polvo de madera finamente dividido puede sufrir llamas explosivas y producir una onda expansiva. Un trozo de papel (hecho de madera ) se prende fuego con bastante facilidad. Un escritorio de roble pesado es mucho más difícil de encender, aunque la fibra de madera es la misma en los tres materiales.
El sentido común (y de hecho el consenso científico hasta mediados del siglo XVIII) parecería sugerir que el material "desaparece" cuando se quema, ya que sólo queda la ceniza. De hecho, hay un aumento de peso porque el material inflamable reacciona (o se combina) químicamente con el oxígeno, que también tiene masa. La masa original de material inflamable y la masa de oxígeno necesaria para las llamas son iguales a la masa de los productos de la llama (cenizas, agua, dióxido de carbono y otros gases). Antoine Lavoisier , uno de los pioneros en estas primeras ideas, afirmó que Nada se pierde, nada se crea, todo se transforma , lo que más tarde se conocería como ley de conservación de la masa . Lavoisier utilizó el hecho experimental de que algunos metales ganaban masa cuando se quemaban para respaldar sus ideas.
Históricamente, inflamable , inflamable y combustible significaba capaz de arder . [1] La palabra "inflamable" vino del francés del latín inflammāre = "prender fuego", donde la preposición latina "en-" [2] significa "en" como en "adoctrinar", en lugar de "no" como en "invisible" y "no elegible".
Se puede pensar erróneamente que la palabra "inflamable" significa "no inflamable". [3] El uso erróneo de la palabra "inflamable" supone un importante peligro para la seguridad . Por lo tanto, desde la década de 1950, los lingüistas aceptaron los esfuerzos por proponer el uso de "inflamable" en lugar de "inflamable", y ahora es el estándar aceptado en inglés americano y británico. [4] [5] Los sinónimos de "inflamable" o "inflamable" incluyen: no inflamable , no inflamable , incombustible , no combustible , no inflamable e ignífugo .
Inflamable se aplica a materiales combustibles que se encienden fácilmente y, por lo tanto, son más peligrosos y están más regulados. Los materiales que se encienden con menos facilidad y que se queman con menos fuerza son combustibles . Por ejemplo, en los Estados Unidos , los líquidos inflamables , por definición, tienen un punto de inflamación inferior a 100 °F (38 °C), mientras que los líquidos combustibles tienen un punto de inflamación superior a 100 °F (38 °C). Los sólidos inflamables son sólidos que son fácilmente combustibles o que pueden provocar o contribuir al incendio mediante la fricción. Los sólidos fácilmente combustibles son sustancias en polvo , granulares o pastosas que se encienden fácilmente por contacto breve con una fuente de ignición, como una cerilla encendida, y propagan la llama rápidamente. [6] Las definiciones técnicas varían entre países por lo que las Naciones Unidas crearon el Sistema Globalmente Armonizado de Clasificación y Etiquetado de Productos Químicos , que define la temperatura del punto de inflamación de los líquidos inflamables entre 0 y 140 °F (60 °C) y los líquidos combustibles entre 0 y 140 °F (60 °C). 140 °F (60 °C) y 200 °F (93 °C). [6]
La inflamabilidad es la facilidad con la que una sustancia combustible puede encenderse, provocando un incendio o una combustión o incluso una explosión. El grado de dificultad necesario para provocar la combustión de una sustancia se cuantifica mediante ensayos de fuego . A nivel internacional, existe una variedad de protocolos de prueba para cuantificar la inflamabilidad. Las calificaciones obtenidas se utilizan en códigos de construcción , requisitos de seguros , códigos contra incendios y otras regulaciones que rigen el uso de materiales de construcción, así como el almacenamiento y manipulación de sustancias altamente inflamables dentro y fuera de estructuras y en el transporte terrestre y aéreo. Por ejemplo, cambiar una ocupación alterando la inflamabilidad de los contenidos requiere que el propietario de un edificio solicite un permiso de construcción para asegurarse de que la base general de diseño de protección contra incendios de la instalación pueda tener en cuenta el cambio.
El gobierno de EE. UU. utiliza el estándar del Sistema de Identificación de Materiales Peligrosos (HMIS) para las clasificaciones de inflamabilidad, al igual que muchas agencias reguladoras de EE. UU. y también la Asociación Nacional de Protección contra Incendios de EE. UU. (NFPA).
Las calificaciones son las siguientes:
Las sustancias inflamables incluyen, entre otras:
La inflamabilidad de los muebles es motivo de preocupación, ya que los accidentes con cigarrillos y velas pueden provocar incendios domésticos. En 1975, California comenzó a implementar el Boletín Técnico 117 (TB 117), que requería que materiales como la espuma de poliuretano utilizada para rellenar los muebles pudieran resistir una pequeña llama abierta, equivalente a una vela, durante al menos 12 segundos. [7] En la espuma de poliuretano, los fabricantes de muebles suelen cumplir la TB 117 con aditivos retardantes de llama orgánicos halogenados . Ningún otro estado de EE. UU. tenía estándares similares, pero debido a que California tiene un mercado tan grande, los fabricantes cumplen con TB 117 en los productos que distribuyen en todo Estados Unidos. La proliferación de retardantes de llama, y especialmente de retardantes de llama orgánicos halogenados, en muebles en los Estados Unidos está fuertemente relacionada con TB 117. Cuando se hizo evidente que la relación riesgo-beneficio de este enfoque era desfavorable y la industria había utilizado documentación falsificada (es decir, ver David Heimbach ) para el uso de retardantes de llama, California modificó TB 117 para exigir que la tela que cubre los muebles tapizados cumpla con una prueba de combustión lenta que reemplaza la prueba de llama abierta . [8] El gobernador Jerry Brown firmó el TB117-2013 modificado, que entró en vigor en 2014. [9]
Los textiles ligeros con superficies porosas son los tejidos más inflamables. [10] La lana es menos inflamable que el algodón, el lino, la seda o la viscosa ( rayón ). [10] [11] El poliéster y el nailon resisten la ignición y se derriten en lugar de incendiarse. [10] [11] El acrílico es la fibra sintética más inflamable. [10]
Se puede realizar una prueba de fuego para determinar el grado de inflamabilidad. Los estándares de prueba utilizados para hacer esta determinación, pero no se limitan a los siguientes:
La combustibilidad es una medida de la facilidad con la que una sustancia estalla en llamas, mediante fuego o combustión . Esta es una propiedad importante a considerar cuando una sustancia se utiliza para la construcción o se almacena. También es importante en procesos que producen sustancias combustibles como subproducto . Generalmente se requieren precauciones especiales para sustancias que son fácilmente combustibles. Estas medidas pueden incluir la instalación de rociadores contra incendios o almacenamiento alejado de posibles fuentes de ignición.
Se pueden seleccionar sustancias con baja combustibilidad para construcciones donde se debe reducir el riesgo de incendio, como edificios de apartamentos, casas u oficinas. Si se utilizan recursos combustibles hay mayores posibilidades de accidentes por incendio y muertes. Se prefieren sustancias resistentes al fuego para materiales de construcción y mobiliario.
Un material no combustible [12] es una sustancia que no se enciende, no quema, no favorece la combustión ni libera vapores inflamables cuando se somete al fuego o al calor, en la forma en que se utiliza y en las condiciones previstas. Cualquier sustancia sólida que cumpla con cualquiera de los dos conjuntos de criterios de aprobación enumerados en la Sección 8 de ASTM E 136 cuando la sustancia se prueba de acuerdo con el procedimiento especificado en ASTM E 136 se considera no combustible. [13]
Varios procesos industriales producen polvo combustible como subproducto. El más común es el polvo de madera . El polvo combustible se ha definido como: un material sólido compuesto de partículas o trozos distintos, independientemente de su tamaño, forma o composición química, que presenta un riesgo de incendio o deflagración cuando se suspende en el aire o en algún otro medio oxidante en un rango de concentraciones. [14] Además de la madera, los polvos combustibles incluyen metales , especialmente magnesio, titanio y aluminio, así como otros polvos a base de carbono. [14] Hay al menos 140 sustancias conocidas que producen polvo combustible. [15] : 38 [16] Si bien las partículas de un polvo combustible pueden ser de cualquier tamaño, normalmente tienen un diámetro inferior a 420 μm . [14] [nota 1] A partir de 2012 [actualizar], la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional de los Estados Unidos aún tiene que adoptar un conjunto completo de reglas sobre el polvo combustible. [17]
Cuando se suspenden en el aire (o en cualquier ambiente oxidante), las partículas finas de polvo combustible presentan un potencial de explosión. El polvo acumulado, incluso cuando no está suspendido en el aire, sigue siendo un peligro de incendio. La Asociación Nacional de Protección contra Incendios (EE. UU.) aborda específicamente la prevención de incendios y explosiones de polvo en instalaciones de productos agrícolas y alimentarios en la sección 61, [18] del Código NFPA y en otras industrias en las secciones 651 a 664 del Código NFPA. [nota 2] Los colectores diseñados para reducir el polvo en el aire representan más del 40 por ciento de todas las explosiones de polvo. [19] Otros procesos importantes son la molienda y pulverización , el transporte de polvos, el llenado de silos y contenedores (que produce el polvo) y la mezcla y combinación de polvos. [20]
La investigación de 200 explosiones de polvo e incendios, entre 1980 y 2005, indicó aproximadamente 100 muertes y 600 heridos. [15] : 105–106 En enero de 2003, una explosión de polvo de polietileno y un incendio en la planta de West Pharmaceutical Services en Kinston, Carolina del Norte, provocaron la muerte de seis trabajadores y lesiones a otros 38. [15] : 104 En febrero de 2008, una explosión de polvo de azúcar sacudió la planta de Imperial Sugar Company en Port Wentworth, Georgia , [21] provocando trece muertes. [22]
El punto de inflamación de un material es una métrica de qué tan fácil es encender el vapor del material a medida que se evapora en la atmósfera . Se define como la temperatura del material más baja requerida para que los aceites combustibles en los materiales comiencen a emitir vapores inflamables en una cantidad lo suficientemente alta como para soportar un destello de fuego cuando se enciende por una fuente externa. [23] Un punto de inflamación más bajo indica una mayor inflamabilidad. Los materiales con puntos de inflamación inferiores a 100 °F (38 °C ) están regulados en los Estados Unidos por OSHA como riesgos potenciales en el lugar de trabajo .
El punto de inflamación de un material es un valor de temperatura al que se puede mantener una llama sostenida en el material una vez encendido por una fuente externa. [23] Una vez que se alcanza el punto de inflamación de un material, produce suficientes vapores de combustible o aceites para soportar una combustión continua.
El límite inferior de inflamabilidad o límite inferior de explosividad (LFL/LEL) representa la concentración más baja de vapor de aire a combustible requerida para que se produzca la combustión cuando se enciende por una fuente externa, para cualquier producto químico en particular. [24] Cualquier concentración inferior a esta no podría producir una llama ni provocar una combustión. El límite superior de inflamabilidad o límite superior de explosividad (UFL/UEL) representa la concentración más alta de vapor de aire a combustible en la que puede tener lugar la combustión cuando se enciende por una fuente externa. [24] Cualquier mezcla de aire y combustible superior a esta estaría demasiado concentrada para provocar una combustión. Los valores existentes entre estos dos límites representan el rango de inflamabilidad o explosividad. Dentro de este umbral, dada una fuente de ignición externa, es probable que se produzca la combustión del combustible en particular.
La presión de vapor de un líquido, que varía con su temperatura, es una medida de cuánto tiende a concentrarse el vapor del líquido en la atmósfera circundante a medida que el líquido se evapora. [25] La presión de vapor es un determinante importante del punto de inflamación y del punto de inflamación, y presiones de vapor más altas conducen a puntos de inflamación más bajos y a índices de inflamabilidad más altos.
El Consejo de Código Internacional (ICC) desarrolló requisitos del código contra incendios para brindar protección adecuada al edificio y a sus ocupantes. [26] Estos códigos especifican la clasificación de combustibilidad de los materiales, los requisitos de entrada y salida, así como los requisitos de protección activa contra incendios, junto con muchas otras cosas. En los EE. UU., otras agencias también han desarrollado códigos de construcción que especifican clasificaciones de combustibilidad, como los órganos rectores estatales y/o del condado. Seguir los requisitos de estos códigos contra incendios es crucial para los edificios de mayor ocupación.
Para los edificios existentes, los códigos contra incendios se centran en mantener las ocupaciones como se pretendía originalmente. En otras palabras, si una parte de un edificio fuera diseñada como un apartamento , no se podría cargarla repentinamente con líquidos inflamables y convertirla en una instalación de almacenamiento de gas, porque la carga de fuego y el desarrollo de humo en ese apartamento serían tan inmensos como sobrecargar tanto los medios de protección activa contra incendios como los medios de protección pasiva contra incendios del edificio. El manejo y uso de sustancias inflamables dentro de un edificio está sujeto al código de incendios local, que normalmente es aplicado por el oficial de prevención de incendios local.
Para una autoridad con jurisdicción , la combustibilidad está definida por el código local. En el Código Nacional de Construcción de Canadá , se define de la siguiente manera:
BS 476-4:1970 define una prueba de combustibilidad en la que un técnico calienta tres muestras de un material en un horno. Son materiales combustibles aquellos para los que cualquiera de los tres ejemplares:
De lo contrario, el material se clasifica como no combustible.
Varios países cuentan con pruebas para determinar la incombustibilidad de los materiales. La mayoría implica el calentamiento de una cantidad específica de la muestra de prueba durante un período determinado. Normalmente, el material no debe soportar la combustión y no debe perder más de una determinada cantidad de masa. Como regla general, el hormigón, el acero y la cerámica (es decir, las sustancias inorgánicas) pasan estas pruebas, por lo que los códigos de construcción los catalogan como adecuados y, a veces, incluso exigen su uso en determinadas aplicaciones. En Canadá , por ejemplo, los cortafuegos deben ser de hormigón .
Los materiales se pueden probar para determinar el grado de inflamabilidad y combustibilidad de acuerdo con la norma alemana DIN 4102. La norma DIN 4102, así como su prima británica BS 476, incluyen pruebas de sistemas pasivos de protección contra incendios , así como algunos de sus materiales constituyentes.
Las siguientes son las categorías en orden de grado de combustibilidad e inflamabilidad:
Una norma industrial más reciente es la norma europea EN 13501-1 - Clasificación al fuego de productos y elementos de construcción, que reemplaza aproximadamente A2 por A2/B, B1 por C, B2 por D/E y B3 por F.
Los materiales con clasificación B3 o F no se pueden utilizar en la construcción a menos que se combinen con otro material que reduzca la inflamabilidad de esos materiales.
