ÍNDICE DE PRESENTACIÓN

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4 ÍNDICE DE PRESENTACIÓN Nuevas Bandas Transportadoras Ignífugas para utilización en instalaciones subterráneas bajo UNE-EN 1497 Madrid, 16 de Junio de 014 Diego Rodríguez (Director I+D+i) 1. ANTECEDENTES SOBRE BANDAS ANTILLAMA. DATOS DE PROYECTO. ACTIVIDADES REALIZADAS 4. CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO DESARROLLADO 5. CONCLUSIONES 4

5 1. ANTECEDENTES SOBRE BANDAS ANTILLAMA Actualidad: Tendencia a emplear nuevos materiales. Búsqueda de soluciones calidad-precio. Soluciones sostenibles. Aplicaciones especiales. Antecedentes: Año 004 Incendio mina subterránea Río Turbio (Argentina), 14 fallecidos. Año 007 Pozo María Luisa (Asturias), incendio con 140 intoxicaciones y 700 personas desalojadas. Incendio a 550 m de profundidad, ardieron,5 km. Normativa: Reglamento Gral. Normas Básicas de Seguridad Minera (RGNBSM), ITC 168/007 UNE EN Requisitos de seguridad eléctrica y de inflamabilidad 5

6 1. ANTECEDENTES SOBRE BANDAS ANTILLAMA 1.98: Arranque actividad productiva de KAUMAN S.A.U. Experiencia en investigación y desarrollo de formulaciones de caucho para homologación en bandas de minería interior (> 0 tipos de banda): LOM-84,156/1; LOM-87,007; LOM-89,05; LOM-96,01; LOM-05, 9; LOM-07MINE057, etc..007: Nueva legislación europea UNE-EN Prórroga solicitada y concedida desde el Ministerio Industria. 6

7 1. ANTECEDENTES SOBRE BANDAS ANTILLAMA ROZAMIENTO EN TAMBOR INFLAMABILIDAD CLASE APLICACIÓN RESISTENCIA ELÉCTRICA (MΩ) LLAMA INCANDESCENCIA Tª MÁX. (ºC) GRUPO 6 PROBETAS (s) MAX. PARA 1 PROBETA (s) A Uso general, peligro limitado 00 No Permitida No limite B1 Clase A+ atmosfera Potencialmente explosiva. Sin dispositivos secundarios 00 No No B Clase A+ atmosfera Potencialmente explosiva. Con dispositivos secundarios 00 No Permitida No limite C1 Clase B1 + transporte de polvos o mat. combustibles. Sin dispositivos secundarios 00 No No 5 18/0 b 10/15 b C Clase B1 + transporte de polvos o mat. combustibles. Con dispositivos secundarios 00 No Permitida No limite

8 1. ANTECEDENTES SOBRE BANDAS ANTILLAMA CLASIFICACION BANDA ANTILLAMA: Las categorías S y K han quedado desfasadas. En bandas para minas o túneles, según UNE-EN 1497:007 vigente las clases de seguridad son: A, B1, B, C1 y C. Debería solicitarse como mínimo una Clase A. En cintas de uso general con requisitos de seguridad eléctrica y de protección contra la inflamabilidad, según la norma UNE-EN 188:008 vigente, las categorías de seguridad son: 1, A, B, A, B, 4A, 4B, 5A y 5C. -A (Equivale antigua K) -B (Equivale antigua S) 8

9 . DATOS DE PROYECTO Título: Investigación y desarrollo de nuevas fórmulas de mezclas de caucho para banda transportadora con características ignífugas según nueva normativa UNE-EN 1497 con reciclaje de subproductos petrolíferos (BIKAU). Ayuda concedida: CDTI Fondo Tecnológico (Ministerio de Ciencia e Innovación). Colaboradores: KAUMAN S.A.U. (líder), REPSOL S.A., Budenheim Ibérica S.L.S.C. y Universidad Politécnica de Madrid (LPP-FGP). Presupuesto: (07.8 por KAUMAN). Duración: Junio/010-Agosto/01 9

10 . DATOS DE PROYECTO OBJETIVOS: Modificar formulaciones de bandas transportadoras actuales Superar ensayos de resistencia a la propagación de fuego Mantener las propiedades mecánicas Cumplir con las especificaciones Optimizar las formulaciones desarrolladas Disminución del contenido de halógenos Desarrollo de retardantes novedosos Optimización del proceso Revalorización de subproductos del petróleo Coque del petróleo: nanomolienda por vía húmeda, como sustituto del negro de carbono (reforzante) Azufre: Reticulación química. Aceites extensores renovables: disminución del contenido de PCAs 10

11 . ACTIVIDADES REALIZADAS PROPIEDADES DE TIPOS COMUNES DE CAUCHO Y PVC (1 = excelente; 6 = inadecuado) NR SBR BR NBR CR IIR EPDM PVC Natural Etileno- Propileno Estireno- Butadieno Butadieno Nitrilo Cloropreno Butilo Plastómero Resistencia a rotura Alargamiento a rotura 1 5 Resistencia a abrasión Resistencia a corte 5 5 Flexibilidad en frío 4 6 Resistencia al calor Resistencia al ozono/tiempo atmosférico Resistencia a aceites/grasas Resistencia a ácidos y bases Resistencia a la llama

12 . ACTIVIDADES REALIZADAS TESTS RESISTENCIA SUPERFICIAL (ISO 84/DIN084): TESTS DE INFLAMABILIDAD BANDAS (ISO 40/DIN10): TEST DE TAMBOR DE FRICCIÓN (EN 1554, DIN 1881 et al.): 1

13 . ACTIVIDADES REALIZADAS TEST QUEMADOR DE PROPANO (EN B y C, DIN 100 y 118): Aumentar el espesor y estabilidad de la capa de Intumescencia 1

14 . ACTIVIDADES REALIZADAS Act. 1. Estudio bibliográfico y elección de las matrices y aditivos. Act Selección de diferentes tipos de caucho: Estudio de las exigencias a las matrices en función de su papel y disposición en el sistema final. Matrices seleccionadas: Act. 1.. Selección de las formulaciones (matriz + aditivos). Programación de mezclas, selección de elementos de tres grupos: CAUCHO: NR SBR BR CR NBR EVA Y sus mezclas AGENTES IGNIFUGANTES Y RETARDANTES: PARAFINAS CLORADAS COMPUESTOS BROMADOS ÓXIDOS BROMADOS ÓXIDOS, HIDRÓXIDOS Y COMP. DE FÓSFORO Y AMONIO NR 0CV SMR 10 SBR 150 BR BAJO CIS BR ALTO CIS NEOPRENO WRT PE CLORADO (CR-40) NBR :45 NBR/PVC( SIVIC 8:70) EVA: LEVAPREN 600 ADITIVOS: NEGROS DE HUMO CARGAS CLARAS INERTES ACEITES PLASTIFICANTES FACTICES Y ACTIVADORES RESINAS TERMOPLASTICAS ANTI-OXIDANTES, OZONANTES, ETC. VULCANIZANTES Y ACELERANTES 14

15 Act. 1.. Selección de ensayos criba (mecánicas y de resistencia al fuego). Ensayos rápidos pequeña escala para selección de las mejores formulaciones: PROPIEDADES OBTENIDAS, MEDIDAS REOMÉTRICAS: ML/175 REÓMETRO EKKON 100 MH/175 VISCOSIDAD MOONEY PLACAS DE PRENSA A 1/160ºC DUREZA, SHORE A RESISTENCIA A ROTURA, KCM ALARGAMIENTO A ROTURA,% DENSIDAD, G/C.C ABRASIÓN, mm TIEMPO DE LLAMA + INCANDESCENCIA, s TIEMPO MEDIO PROBETA, s RESISTENCIA ELÉCTRICA SUPERFICIAL, M - 50 V. ACTIVIDADES REALIZADAS Humedad (estufa a peso constante) máx. 0,% Tamaño medio de partícula (Cilas Difractometria Laser) : entre 8-0 micras Contenido Cl (ppm). Bomba calorimétrica y cromatografo iónico. ( < de 800 ppm Cl ) Estabilidad térmica (TGA): superior a 0 ºC Solubilidad (como conductividad en ms/sg ): inferior a 0 ms/sg 15

16 . ACTIVIDADES REALIZADAS Act.. Procesado y selección de las formulaciones Act..1. Procesado de las formulaciones. Formulaciones con retardantes de Budenheim VÍA SÓLIDA: Intumescencia. Las sustancias de la matriz, al aumentar la Tª crean capa en superficie que inhibe la combustión (%O = 0 ) VÍA MIXTA: Combinación de las dos anteriores: Gaseosa + Sólida Intumescencia + halógenos (que inhiben gas de combustión.) VÍA GASEOSA: La goma se consume con Tª: genera gas. Se aportan sustancias que capturen elementos combustibles. Se evita que el gas se queme. Elementos: Componente que produzca carbono (base polimérica: caucho) Producto que desarrolle gran superficie (derivados de celulosa, poli-fosfatos, melaminas) Producto que active superficie (acelerante) Elementos: Parafinas cloradas Óxidos metálicos (Boratos, SbO, B O ) Hidróxidos metálicos (de Ca y de Mg) Reacción de deshidratación de hidróxidos: ENDOTÉRMICA (Baja la Tª del proceso) 16

17 Act.. Procesado y selección de las formulaciones Act... Ensayos de composición de bandas comercializadas. Punto de partida y mejora. FTIR-ATR (espectrofotometría Infrarroja) Base de caucho. ACTIVIDADES REALIZADAS Estudio de la composición Aceites y aditivos TGA (análisis termogravimétrico) Contenido de caucho por Tª de degradación Estudio de la composición Contenido Negro de Carbono DSC (Calorimetría diferencial de barrido) Contenido de cenizas para su evaluación 17

18 Act.. Procesado y selección de las formulaciones Act... Ensayos de composición de bandas comercializadas. Punto de partida y mejora. ENSAYOS INFLAMABILIDAD QUEMADOR RESIST. EN ISO 40:004 PROPANO REFERENCIA BANDA COMPOSICI FRICCIÓN ELECTRICA (S) EN :004 ON EN 1554:1998 (ºC) (MΩ) (longitud sin POLVO GAS quemar, cm) B1 CAUCHO <1,7 4, B CAUCHO <1 1,87 < KAUMAN 4EP A 5 CAUCHO <1 <10 5,44 54 Se consume toda KAUMAN EP 5004 CAUCHO,8 1,74 1,74 64, Se consume toda KAUMAN EP 800 CAUCHO 1,6,1, B PVC 190 1,8 < ACTIVIDADES REALIZADAS Termogravimetría muestra B1 y B % (m/m) Tª (ºC) Plastificantes / aditivos,6 50,9 PVC o compuestos clorados (*) 7,81 08,47 NBR o EPDM (por definir por IR) (*) 17, 459,6 Negro de carbono 5,89 707,0 Carga blanca 1,10 76,04 Residuos (cloro, etc) 1,7 - Total

19 . ACTIVIDADES REALIZADAS Act.. Procesado y selección de las formulaciones Act... Ensayos formulaciones seleccionadas. Definición de ensayos rápidos Resistencia a la llama: Mechero Bunsen (ISO 40:005) ENSAYOS PARA DE RESISTENCIA AL FUEGO Rozamiento en tambor, a pequeña escala (UNE EN 1554:1999 ENSAYOS FISICO-MECÁNICOS Dureza UNE EN ISO 868 Carga de rotura UNE Resistencia al desgarro UNE Alargamiento UNE Conductividad EN 0.84 Densidad UNE 5.56 Envejecimiento UNE Abrasión UNE 5.57 Inmersión en líquidos UNE ENSAYOS COMPLEMENTARIOS 19

20 . ACTIVIDADES REALIZADAS Act.. Selección de las formulaciones con mejores resultados Act..1. Procesado de las formulaciones en banda. Preparación de probetas para ensayos escala laboratorio. Estudio de propiedades. Ensayos de Conductividad, TGA, PH, Tamaño y Contenido en cloro Act... Ensayo de las formulaciones en banda. Para Cubierta: F-/11 y BIKAU T-005 Para Interior: F-11/P9 y BIKAU I-008 Tejido: Combinaciones de hilos EP, etc. Dipado: RFL, base cloropreno, etc. 0

21 . ACTIVIDADES REALIZADAS Act. 4. Obtención de bandas transportadoras exentas de halógenos Act Aplicación y caracterización de aditivos retardantes de llama (reducción del contenido en cloro) Se prueban distintos sistemas ignifugantes con diferentes polímeros. Base polimérica de: caucho natural (SMR) estireno butadieno (SBR) Act. 4.. Uso de nuevos retardantes para disminuir el cloro cauchos sin halógenos Los aditivos retardantes de llama sin halógenos, en dosis elevadas, efectivos para obtener mezclas ignífugas, pero las propiedades mecánicas se debilitan. Buscar aditivos con tamaño de partícula menor, que actúen como cargas semi-reforzantes para poder utilizarlos en mayor proporción. 1

22 4. CARACTERÍSTICAS PRODUCTO DESARROLLADO HOMOLOGACIÓN DE LA MUESTRA OT 8577: 15 M-100-EP 150/4-4+. Preparación de la muestra: Vulcanización: T=160 ºC, t=6 minutos, P=0 kgf/cm y reglas de 14.5 mm. Resultados de los ensayos de caracterización realizados a la OT:8577. Valores de adherencia en banda (en N/mm):

23 4. CARACTERÍSTICAS PRODUCTO DESARROLLADO Valores de llama en cabina (en segundos). Según ISO 40

24 4. CARACTERÍSTICAS PRODUCTO DESARROLLADO Conductividad eléctrica (en MΩ). Según ISO 84: Tensión: 50 V Recubrimiento de trabajo: Recubrimiento de rodadura: Condiciones ambientales de medida: ºC y % H.R. Ensayo de rodillo de fricción. Según EN

25 4. CARACTERÍSTICAS PRODUCTO DESARROLLADO Muestra de banda en el ensayo de simulación de inflamabilidad. Vista de tres muestras de banda por la cara opuesta a la incidencia de la llama 5

26 4. CARACTERÍSTICAS PRODUCTO DESARROLLADO Se obtuvo la homologación del LOM de la banda 100-EP150/4 4+ L según la norma UNE EN 1497, en la categoría B1. 6

27 5. CONCLUSIONES 1) Objetivo alcanzado: Banda ignífuga con homologación según UNE-EN 1497 en Clase B1 (bandas para uso en instalaciones subterráneas con atmósfera potencialmente inflamable y sin dispositivos de seguridad secundarios). Seguiremos ajustando para categoría C1. ) Objetivo no alcanzado: Banda transportadora sin halógenos. Retardantes de llama sin halógenos (BUDENHEIM y otros) efectivos en dosis elevadas, pero las propiedades físicas de las mezclas son muy pobres. Proseguir con posible reducción de tamaño de partícula. ) Objetivo alcanzado parcialmente: Aprovechar subproductos de refino del petróleo para mezclas de caucho (Aceites extensores sin PCA s, pero limitaciones en coque molido y azufre ortorrómbico). 4) KAUMAN - Explotación comercial - No consta competidor homologado en España con banda multicapa según nueva legislación. Tramitación de patente (inicialmente España y posiblemente Alemania). - Creación de redes de investigación para futuros proyectos. - Mejora de condiciones de trabajo para minería de interior y túneles. - Posible instrucción técnica con límites de cloruros en cintas transportadoras. 7

28 5. CONCLUSIONES S - Antillama uso Subterráneo Para aplicaciones en minería de interior y de acuerdo con las normas y requisitos vigentes, suministramos bandas en calidades autoextinguibles y antiestáticas del tipo S, de acuerdo con las normas DIN e ISO, que evitan la propagación del fuego y generación de cargas estáticas o generación de calor por fricción, que puedan iniciar la deflagración de gases inflamables. K - Antillama uso Exterior En aplicaciones a cielo abierto tanto en minas, como en parques de carbones, de centrales térmicas se recomienda, por el riesgo de incendio existente, la utilización de las bandas antillama y antiestática tipo K (norma DIN), que evitan la propagación del fuego. KG - Antillama y Antiaceite uso Exterior Para transporte de materiales carboníferos o similares con presencia abundante de sustancias aceitosas y en aras de evitar el ataque químico de las mismas al caucho de recubrimiento de la banda transportadora antillama y antiestática, se recomienda la aplicación de mezclas especiales que resista la degradación del recubrimiento. Se recomienda para estos casos la banda K+G. SG - Antillama y Antiaceite para uso Subterráneo Se emplea en instalaciones donde se transportan materiales oleaginosos y se requiere protección para evitar la propagación de incendios. Es frecuente su uso en elevadores de cangilones para todo tipo de cereales y en terminales marítimas de descarga de grano.1) 8

29 MUCHAS GRACIAS Y HASTA PRONTO 9