Cabo com bainha retardante de chama e isolação inflamável acelera incêndio, mostra estudo com calorímetro de cone

Um cabo elétrico costuma ter bainha com retardante de chama, e uma prática comum da indústria é combinar essa bainha com uma isolação interna sem retardante, o que, segundo um estudo de Morteza Gholami Haghighi Fard e Simo Hostikka publicado em 14 de outubro de 2026, funciona apenas até certo nível de calor externo.

Por que o cabo entra na perícia de incêndio

Segundo o artigo, cabos elétricos são uma fonte de risco de incêndio em edificações residenciais, industriais e em usinas nucleares, e nos Estados Unidos, entre 2003 e 2006, 46% dos incêndios domésticos que envolveram equipamentos elétricos tiveram origem na fiação.

Os autores citam ainda quase setenta incidentes de incêndio em usinas nucleares, entre o fim da década de 1980 e 2010, documentados como causados por cabos elétricos.

Os dois cabos ensaiados

O estudo comparou o MKEM-HF, cuja composição é apenas uma bainha retardante à base de trihidrato de alumínio (ATH), com o XMK-HF, que tem uma bainha retardante à base de hidróxido de magnésio (MDH) sobre uma isolação altamente inflamável.

Ambos recebem a mesma classificação de reação ao fogo pela norma europeia EN 13501-6, Cca, s1, d1, a1, e, segundo os autores, essa classificação não distingue os dois cabos.

Como o ensaio foi feito

Os autores fizeram análise termogravimétrica e calorimetria diferencial de varredura para descrever como cada camada do cabo se decompõe com a temperatura, e depois usaram o calorímetro de cone com fluxo de calor de 50kW/m² para medir a queima.

Os ensaios foram feitos com um cabo isolado e com três cabos juntos, em duas condições: gaseificação, sem chama, e queima com chama.

Os dados serviram para calibrar dois modelos numéricos, um simplificado em placa (1D) e outro bidimensional que considera a geometria cilíndrica do cabo (2D).

O que o cabo com bainha apenas retardante fez

O MKEM-HF teve taxa de perda de massa e taxa de liberação de calor em queda ao longo do tempo, o que indica risco decrescente.

Nos ensaios com chama, porém, esse cabo teve um segundo pico de liberação de calor relativamente mais forte, e os autores atribuem isso, com a expressão “provavelmente”, à decomposição do ATH nas regiões inferiores da bainha, que deixou o polímero sem proteção antes de ele queimar.

O que o cabo com isolação inflamável fez

O XMK-HF teve taxa de perda de massa e de liberação de calor em crescimento contínuo, e no cabo isolado com chama o pico final apareceu por volta de 700 segundos.

Segundo o artigo, o MDH retardou melhor a chama no início do que o ATH, mas a ruptura mecânica da bainha expôs a isolação inflamável, e esse conjunto produziu um pico final muito alto.

Três cabos juntos

Segundo o artigo, na montagem com três cabos os picos e o tempo de consumo do material ficaram cerca de duas vezes maiores que no cabo isolado nos dois tipos de cabo, e, no MKEM-HF, a carga total de combustível era três vezes maior.

No XMK-HF com três cabos em chama, o segundo pico chegou cerca de duas vezes mais tarde que no cabo isolado, e sua amplitude ficou próxima do dobro da do primeiro pico.

Limites dos modelos

O modelo bidimensional teve desempenho melhor que o unidimensional na transferência de calor ao longo do tempo e na previsão dos picos, e o modelo em placa precisou de um ajuste geométrico para simular a exposição precoce da isolação.

Mesmo assim, os autores dizem que a ruptura mecânica da bainha ainda não é representada no modelo bidimensional, e o erro do modelo em placa ficou em 23% no caso do XMK-HF.

O que o artigo conclui sobre a classificação

Os autores afirmam que os ensaios de chama vertical usados para classificar cabos operam abaixo do fluxo de calor necessário para acender a isolação do XMK-HF, mesmo que os dois cabos tenham a mesma classificação.

Segundo o texto, as classificações atuais garantem o desempenho em condições padrão, mas podem subestimar o perigo em cenários industriais de alta intensidade, em que a radiação externa ultrapassa o limite de proteção da bainha.

Esse mecanismo já havia sido descrito por Meinier e outros autores para cabos semelhantes: acima de um fluxo de calor crítico, a isolação sem retardante passa a contribuir para a liberação de calor do conjunto.

Limites do estudo e próximos passos

O trabalho foi feito em escala de laboratório com apenas dois cabos industriais, e os próprios autores informam que o próximo passo é avaliar a resposta dos cabos em fluxos de calor diferentes, para identificar as condições que levam à ruptura mecânica da bainha.

Eles também planejam ensaios com cabos na vertical, conforme o método EN 50399, para estudar a propagação de chama no sentido ascendente.