Incendios sobre tapizados - Ensayos UL

Inflamabilidad de muebles tapizados

Underwriters Laboratories está en las etapas finales de un estudio de exploración para determinar si los productos disponibles en el mercado tales como las espumas ignífugas y barreras contra incendio (capas intermedias de telas ignifugas) pueden retardar y / o reducir la tasa de crecimiento del fuego de los muebles tapizados expuestos a pequeñas llamas, algo similar a los ya utilizado en la industria de colchones.  La NFPA determina que en EEUU se producen más muertes en los incendios domésticos  que comienzan en muebles tapizados y colchones  que sobre cualquier otro elemento. Durante el período de cinco años de 2003-2007, estos incendios representaron el 21% y el 13% de las muertes y el 7% y el 10% de las lesiones respectivamente. También representaron US $ 783’ 000, 000 en daños directos a la propiedad.

Los materiales utilizados en esta investigación incluyeron once materiales de barrera disponibles comercialmente que poseen diferentes composiciones químicas y estructuras físicas (incluyendo tejidos planos, tejidos de punto y high-lofts**), dos materiales de espuma de poliuretano de densidad similar, una espuma retardante de fuego que no suele ser utilizada en muebles tapizados y una espuma ignífuga tratada, y la tela de la cubierta más popular del mayor proveedor de tapizados de tela para muebles en los EE.UU.

**Imagen estructura del aislamiento tipo High Loft

Experimentos  de combustibilidad se llevaron a cabo en tres escalas de complejidad:

(1) los experimentos a nivel de material,

(2) experimentos de montaje sobre maqueta,

(3) experimentos con piezas de mobiliario tamaño completo construido con los materiales investigados.

El comportamiento de la combustibilidad de los materiales de las muestras individuales y de las combinaciones de materiales (es decir, de espuma / revestimiento de barrera / tela de la cubierta) bajo buena ventilación, durante la etapa de llama inicial se midió utilizando un calorímetro de cono (ASTM E 1354).

En los experimentos de montaje sobre maqueta, cojines con las combinaciones de revestimiento de espuma y barrera fueron evaluados a nivel de comportamiento del material, y fueron dispuestas para replicar la esquina interior formado por el asiento, el respaldo y el brazo de un sofá. Las maquetas se encendieron en la intersección interior de las tres bandas con una fuente de encendido de flama tipo 1 BS 5852  (llama equivalente a un fósforo). La tasa de liberación de calor y la tasa de pérdida de masa se midieron con un calorímetro abierto.

En las pruebas de combustibilidad sobre sillones de tamaño real se usaron tres de las espumas seleccionadas  y en combinaciones de revestimiento de barrera,  tal como los usados en los materiales residenciales típicos. Los muebles fueron encendidos en una esquina del respaldo-brazo interior, en el centro de los cojines del respaldo y la pata trasera con la misma fuente de encendido de flama tipo 1 BS 5852. La tasa de liberación de calor y la tasa de pérdida de masa se miden en un calorímetro de producto.

Los resultados de estos experimentos proporcionan conocimiento sobre la reducción del crecimiento potencial de incendio en los diferentes escenarios investigados:

-La viabilidad de su aplicación

-La interacción entre los diferentes componentes y sus características químicas

-La influencia de las prueba a escala y el diseño de las muestras en los desarrollo del fuego.

Colectivamente, esta información puede ser utilizada por investigadores, fabricantes y asociaciones de la industria y los organismos reguladores.

El informe de este proyecto desarrollado por la UL  está actualmente en preparación y se publicará una vez completado.

Imagen 1

Prueba de maqueta, cojines en un envoltorio de poliéster sobre cojines de espuma de poliuretano con una barrera de fuego plana dentro de la tela de cubierta  (60 segundos encendido la exposición de llama)

   

Imagen 2

Silla tapizada con poliéster cubierto con retardante de fuego, los cojines son de espuma de poliuretano (20 segundos de exposición a la llama de encendido en el centro de los cojines sobre el respaldo)

Comparación de los muebles tapizados en un Flashover dentro de la sala (Fase 2)

Se realizaron una serie de experimentos de fuego dentro de una sala para comprender mejor el impacto que los materiales de los muebles tapizados tienen en el desarrollo del fuego.

Las habitaciones eran de 366 cm x 366 cm, con 243 cm de alto construidos con paredes típicas SPF y techo de vigas estructurales***.  Se dejó una apertura de 243 cm de ancho por 213 cm de alto en la pared frontal. Las paredes y el techo estaban cubiertas por 3.81 cm de placa de yeso pintada y el piso estaba cubierto de alfombra y relleno.

***Imagen SPF

Características de la habitación a escala real

Las habitaciones han sido decoradas de forma idéntica usando un estante de madera para un televisor, estantería, mesa de centro y mesas compradas en una cadena de tiendas. Una de las mesas tuvo una lámpara con pantalla de poliéster y una cesta de mimbre en su interior. La mesa de café tenía seis revistas a color, un control remoto de televisión y una planta sintética. El estante del televisor tenía una revista a color y un televisor de pantalla plana de 37 pulgadas. La estantería tenía dos contenedores de plástico pequeñas, dos marcos de cuadros y dos floreros de cristal en él. La esquina posterior derecha de la habitación tenía un cubo de juguete de plástico, bañera de juguete de plástico y cuatro juguetes de peluche. La pared posterior tenía cortinas de poliéster que colgaban de una barra de metal y las paredes laterales de madera tenía imágenes enmarcadas colgadas.

Los únicos componentes que diferían en las pruebas fueron los materiales utilizados en los tapizados de los sillones y el sofá seccional. Las modificaciones fueron hechas de la siguiente manera:

-Muebles tapizados en base a algodón: algodón alrededor cojines con resorte de metal, cubierta de tela de algodón.

-Muebles tapizados a base de espuma: cubierta de poliéster cojines de espuma de poliuretano, cubierta de tela de micro gamuza de poliéster.

-Muebles tapizados a base de espuma con barrera: barrera de fuego de High-Loft cubriendo cojines de espuma de poliuretano, cubierta de tela de micro gamuza de poliéster.

Todas las piezas de mobiliario utilizado los mismos marcos de madera. Los muebles no se pretende representar todos los muebles en el mercado, pero proporcionar una línea de base común para los experimentos. Muebles de algodón de relleno se utiliza con mayor frecuencia antes de 1970 y la base de espuma, después de 1970.

Los fuegos fueron iniciados con la colocación de una vela encendida en la parte derecha del sofá y se dejó crecer hasta lograr el flashover. La habitación amoblada con sillones  de espuma tapizados demoró 4 minutos y 45 segundos desde el inicio de llama hasta el flashover, el cuarto con muebles tapizados y relleno de algodón demoraron 34 minutos y 15 segundos. En el escenario donde se usaron muebles de espuma tapizados y protegidos con barrera ignífuga el fuego se  auto apagó a los 15 minutos. Es necesario destacar que cuando el fuego se encendió en el centro del sofá protegido con barrera ignífuga la sala llegó al flashover a los 21 minutos y 40 segundos.

Video 1

El informe del proyecto de la Fase 2 se está preparando actualmente y se publicará aquí una vez completado.

Comparación de los muebles tapizados y la posibilidad de supervivencia de los ocupantes(Fase 3)

El impacto de los materiales usados para el tapizado de los muebles en el crecimiento del fuego y la subsecuente posibilidad de supervivencia fue investigado en una serie de experimentos de incendio en una casa a escala real y llevada a cabo en las instalaciones para grandes incendios de la UL. Una de las dos casas era de un piso, 111 m^2, 3 dormitorios y 1 baño (en total 8 habitaciones), la segunda casa era una de dos pisos, 297 m^2, 4 dormitorios, 2.5 baños (en total 12 habitaciones). La segunda casa fue de diseño contemporáneo con una gran sala y  vestíbulo abierto hacia las habitaciones escaleras arriba.

Imagen 4 Simulación a escala real en una casa completa

La sala principal fue idénticamente equipada en ambas casas con mesa de estructura de madera para un televisor, mesa de centro y mesas compradas en una cadena de tiendas por departamento. Las mesas tenían una lámpara con pantalla de poliéster en la parte superior de la misma. Las únicas variaciones en los experimentos fueron los materiales para el tapizado de los sillones y el sofá seccional. Los cambios se dieron de la siguiente manera:

-Muebles tapizados con relleno de espuma: cobertura de poliéster, cojines de espuma de poliuretano, cubierta de tela de micro gamuza de poliéster

-Muebles tapizados con relleno de espuma y protección de barrera ignífuga: barrera ignífuga de High-Loft recubriendo los cojines de espuma de poliuretano, cubierta de tela de micro gamuza de poliéster.

Los fuegos fueron iniciados con la colocación de una vela encendida en la parte derecha del sofá y se dejan crecer hasta que las temperaturas en un lugar más alejado del fuego llegaron a los 150 ° C (302 ° F) considerado un nivel insostenible para la vida. Todas las piezas de mobiliario utilizaron los mismos marcos de madera.

Imagen 3

Casas y arreglos de decoración de las habitaciones utilizadas en la Fase 3 para evaluar la posibilidad de  supervivencia.

Los datos recogidos a partir de estos experimentos realizados en marzo de 2012 se están analizando. El informe del proyecto de la Fase 3 se publicará en el portal de la UL una vez finalizado.

Referencias:

-UL-Building Materials, Fire Safety Engineering - Upholstered furniture flammability (2012) www.ul.com/global/eng/pages/offerings/industries/buildingmaterials/

-Upholstered Furniture Flammability: Full-Scale Furniture and Flashover Experiments. Conference Proceedings of Fire & Materials 2013, pp 793-802 (2013)

-Upholstered Furniture Flammability: Material-level and Mock-up Fire Tests. Conference Proceedings of Fire & Materials 2011, pp 829-839 (2011)

-Upholstered Furniture Flammability Study. IFMA Quarterly Newsletter, pp 15, 27-28 (Winter 2011)

-Upholstered Furniture Flammability Study. Campus Fire Safety eNewszone, pp 1, 4 (October 2011)

-Upholstered Furniture Flammability. The Fire & Security Authority, Issue 2, pp 1, 6-7 (2011)