Un material combustible es un material que puede arder (es decir, mantener 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 algo de esfuerzo y un material inflamable se incendia inmediatamente al exponerse a la llama.
El grado de inflamabilidad en el aire depende en gran medida de la volatilidad del material, que está relacionada con la presión de vapor específica de su composición , que depende de la temperatura. La cantidad de vapor producido se puede aumentar 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 incendia con bastante facilidad. Un escritorio pesado de roble 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) parece sugerir que el material "desaparece" cuando se quema, ya que solo quedan las cenizas. Investigaciones científicas posteriores han descubierto que la conservación de la masa se aplica a las reacciones químicas. Antoine Lavoisier , uno de los pioneros en estas primeras ideas, afirmó: "Nada se pierde, nada se crea, todo se transforma". La quema de un material sólido puede parecer que pierde peso si no se tiene en cuenta la masa de los gases de combustión (como el dióxido de carbono y el vapor de agua ). La masa original del material inflamable y la masa del oxígeno consumido (normalmente del aire circundante) es igual a la masa de los productos de la llama (cenizas, agua, dióxido de carbono y otros gases). Lavoisier utilizó el hecho experimental de que algunos metales ganaban masa cuando se quemaban para apoyar sus ideas (porque esas reacciones químicas capturan átomos de oxígeno en compuestos sólidos en lugar de agua gaseosa).
Históricamente, inflamable , inflamable y combustible significaban capaz de arder . [1] La palabra "inflamable" proviene del francés del latín inflammāre = "prender fuego a", donde la preposición latina "in-" [2] significa "en" como en "adoctrinar", en lugar de "no" como en "invisible" e "inelegible".
La palabra "inflamable" puede ser erróneamente considerada como "no inflamable". [3] El uso erróneo de la palabra "inflamable" es un riesgo de seguridad significativo . Por lo tanto, desde la década de 1950, los esfuerzos para proponer el uso de "inflamable" en lugar de "inflamable" fueron aceptados por los lingüistas, y ahora es el estándar aceptado en inglés estadounidense y británico. [4] [5] Los antónimos de "inflamable" o "inflamable" incluyen: no inflamable , no inflamable , incombustible , no combustible , no inflamable y a prueba de fuego .
El término "inflamable" hace referencia a los materiales combustibles que se encienden fácilmente y, por lo tanto, son más peligrosos y están sujetos a una regulación más estricta. Los materiales que se encienden con menos facilidad y que arden con menos fuerza son combustibles . Por ejemplo, en los Estados Unidos, los líquidos inflamables tienen, por definición, 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 por fricción. Los sólidos fácilmente combustibles son sustancias en polvo , granuladas o pastosas que se encienden fácilmente con un breve contacto 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 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 pruebas de incendio . A nivel internacional, existe una variedad de protocolos de prueba para cuantificar la inflamabilidad. Las clasificaciones 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 la manipulación de sustancias altamente inflamables dentro y fuera de las 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 del diseño de protección contra incendios de la instalación pueda tener en cuenta el cambio.
El gobierno de los 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 los EE. UU. y también la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) de los EE. UU.
Las calificaciones son las siguientes:
Las sustancias inflamables incluyen, entre otras:
La inflamabilidad de los muebles es un 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 exigía que los materiales como la espuma de poliuretano utilizada para rellenar muebles pudieran soportar una pequeña llama abierta, equivalente a una vela, durante al menos 12 segundos. [7] En el caso de la espuma de poliuretano, los fabricantes de muebles suelen cumplir con el TB 117 con retardantes de llama orgánicos halogenados aditivos . Ningún otro estado de EE. UU. tenía normas similares, pero debido a que California tiene un mercado tan grande, los fabricantes cumplen con el 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 todo Estados Unidos está fuertemente vinculada a 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 las telas que cubren los muebles tapizados cumplan con una prueba de combustión lenta que reemplace la prueba de llama abierta . [8] El gobernador Jerry Brown firmó la TB117-2013 modificada, que entró en vigencia en 2014. [9]
Los tejidos ligeros con superficies porosas son los 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. Las normas de prueba que se utilizan para realizar esta determinación son, entre otras, las siguientes:
La combustibilidad es una medida de la facilidad con la que una sustancia se inflama, ya sea por fuego o combustión . Se trata de una propiedad importante que se debe tener en cuenta cuando una sustancia se utiliza para la construcción o se almacena. También es importante en los procesos que producen sustancias combustibles como subproducto . Por lo general, se requieren precauciones especiales para las sustancias que son fácilmente combustibles. Estas medidas pueden incluir la instalación de rociadores contra incendios o el almacenamiento alejado de posibles fuentes de ignición.
Se pueden seleccionar sustancias con baja combustibilidad para construcciones en las que se deba reducir el riesgo de incendio, como edificios de apartamentos, casas u oficinas. Si se utilizan recursos combustibles, hay mayor probabilidad de accidentes y muertes por incendio. Se prefieren sustancias resistentes al fuego para los materiales de construcción y el mobiliario.
Un material no combustible [12] es una sustancia que no se enciende, no arde, no favorece la combustión ni libera vapores inflamables cuando se la somete al fuego o al calor, en la forma en que se utiliza y en las condiciones previstas. Se considera que 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 se la prueba de acuerdo con el procedimiento especificado en ASTM E 136 es 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 piezas distintas, independientemente del tamaño, la forma o la composición química, que presenta un peligro 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 en un polvo combustible pueden ser de cualquier tamaño, normalmente tienen un diámetro de menos de 420 μm . [14] [nota 1] A partir de 2012 [actualizar], la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de los Estados Unidos aún no ha adoptado un conjunto completo de reglas sobre el polvo combustible. [17]
Cuando están suspendidas en el aire (o en cualquier entorno oxidante), las partículas finas de polvo combustible presentan un potencial de explosiones. 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 alimenticios en la sección 61 del Código NFPA, [18] y otras industrias en las secciones 651-664 del Código NFPA. [nota 2] Los colectores diseñados para reducir el polvo en suspensión 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 producen 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, resultó en la muerte de seis trabajadores y heridas 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] resultando en trece muertes. [22]
El punto de inflamación de un material es una medida de la facilidad con la que se enciende el vapor del material a medida que se evapora en la atmósfera . Se define como la temperatura más baja del material requerida para que los combustibles en los materiales comiencen a emitir vapores inflamables en una cantidad lo suficientemente alta como para permitir un destello de fuego cuando se encienden por una fuente externa. [23] Un punto de inflamación más bajo indica una mayor inflamabilidad. Los materiales con puntos de inflamación por debajo de 100 °F (38 °C ) están regulados en los Estados Unidos por OSHA como posibles peligros en el lugar de trabajo .
El punto de llama de un material es un valor de temperatura en el 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 llama de un material, este produce suficientes vapores o aceites de combustible para mantener una combustión continua.
El límite inferior de inflamabilidad o límite explosivo inferior (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 sustancia química en particular. [24] Cualquier concentración inferior a esta no podría producir una llama o dar lugar a la combustión. El límite superior de inflamabilidad o límite explosivo superior (UFL/UEL) representa la concentración más alta de vapor de aire a combustible a la que puede tener lugar la combustión cuando se enciende por una fuente externa. [24] Cualquier mezcla de combustible y aire superior a esta estaría demasiado concentrada para dar lugar a la combustión. Los valores existentes entre estos dos límites representan el rango inflamable o explosivo. 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 principal del punto de inflamación y del punto de llama, y las presiones de vapor más altas conducen a puntos de inflamación más bajos y a índices de inflamabilidad más altos.
El Consejo Internacional de Códigos (ICC) desarrolló requisitos de código contra incendios para brindar protección adecuada al edificio y a los 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 organismos gubernamentales estatales y/o del condado. El cumplimiento de los requisitos de estos códigos contra incendios es crucial para los edificios con mayor ocupación.
En el caso de los edificios existentes, los códigos contra incendios se centran en mantener las ocupaciones tal como se pretendía originalmente. En otras palabras, si una parte de un edificio se diseñara como un apartamento , no se podría cargar de repente con líquidos inflamables y convertirlo en una instalación de almacenamiento de gas, porque la carga de fuego y el desarrollo de humo en ese apartamento serían tan inmensos que sobrecargarían la protección activa contra incendios , así 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 contra incendios local, que normalmente es aplicado por el oficial de prevención de incendios local.
Para una autoridad competente , la combustibilidad se define según el código local. En el Código Nacional de Construcción de Canadá , se define de la siguiente manera:
La norma BS 476-4:1970 define una prueba de combustibilidad en la que un técnico calienta tres muestras de un material en un horno. Los materiales combustibles son aquellos en los que cualquiera de las tres muestras:
De lo contrario, el material se clasifica como no combustible.
En varios países existen pruebas para determinar la incombustibilidad de los materiales. La mayoría de ellas implican el calentamiento de una cantidad específica de la muestra de prueba durante un tiempo determinado. Por lo general, el material no debe soportar la combustión y no debe perder más de una cierta cantidad de masa. Como regla general, el hormigón, el acero y la cerámica (en otras palabras, las sustancias inorgánicas) superan estas pruebas, por lo que los códigos de construcción los incluyen como adecuados y, a veces, incluso exigen su uso en ciertas aplicaciones. En Canadá , por ejemplo, los cortafuegos deben estar hechos de hormigón .
Los materiales pueden probarse para determinar su 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 europea EN 13501-1 - Clasificación al fuego de productos de construcción y elementos de edificación - 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 dichos materiales.
