El desarrollo de nuevos retardantes de flama es un reto que ayudará a cumplir diversas regulaciones nacionales e internacionales en la industria automotriz.
Los plásticos en la industria automotriz cumplen funciones clave. Sus aportaciones en este sector van desde reducir el peso del vehículo hasta mejorar la eficiencia del combustible y aumentar la seguridad. Sin su uso, los automóviles serían entre 200 y 300 kg más pesados, lo que conllevaría un mayor consumo de combustible.
Los automóviles integran entre un 15% y un 20% de plásticos en su estructura. Este porcentaje ha ido en aumento debido a la búsqueda de vehículos más ligeros y eficaces. En algunos modelos el contenido de plásticos podría alcanzar hasta un 30% en los próximos años.
Entre los principales plásticos utilizados en la fabricación de componentes automotrices se encuentran el Polipropileno (PP), el Poliuretano (PUR), el Policloruro de Vinilo (PVC) y la Poliamida (PA). Estos materiales se emplean en diversas partes del vehículo, como se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1. Principales plásticos en un auto
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Polímero |
Cantidad promedio en el auto (%) |
Principales componentes del auto |
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PP |
32 |
Parachoques, cables, alfombra interior, accesorios internos |
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PUR |
17 |
Asientos de espuma, paneles aislantes, casquillos de suspensión, componentes eléctricos |
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PVC |
16 |
Paneles de instrumentos, cables eléctricos, tuberías, puertas |
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PA |
10 |
Carcasas de batería, mangueras de freno |
Inflamabilidad de los polímeros y sus criterios de evaluación
En su estado natural, muchos plásticos son altamente inflamables y se queman con facilidad. Esto representa un riesgo significativo en caso de incendio. Materiales como el PP y el PUR tienen la desventaja de quemarse y propagar fuego.
Para reducir estos peligros, los fabricantes incorporan aditivos retardantes de flama en la composición de los plásticos. Sus mecanismos de acción son diversos y dependen del plástico que será utilizado.
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- En un proceso de combustión, un aditivo retardante de fuego puede actuar liberando gases inertes que no se queman.
- Otro de sus mecanismos está relacionado con la formación de una capa carbonizada estable, la cual aísla al plástico del oxígeno. Esta función de barrera hace que los materiales sean más seguros al inhibir el fuego y prevenir un incendio.
Para que un plástico que contiene retardantes de flama sea considerado seguro en aplicaciones automotrices debe cumplir con ciertos criterios. Entre los más relevantes se incluyen:
- Un porcentaje elevado de oxígeno en el ambiente para sostener su combustión (>26%, LOI, ASTM D2863).
- Una alta temperatura de ignición (>400 °C).
- Una baja velocidad de quemado (≤40 mm/min, HB, UL94).
- Los materiales deben de apagar el fuego por sí solos sin generar goteo (V-0, UL94).
- Reducir la cantidad de calor liberado durante la combustión (ASTM E1354).
- Minimizar la emisión de humo (ASTM E662, ASTM E1354).
En su estado natural, como se observa en la Tabla 2, los plásticos no cumplen con criterios de seguridad ante el fuego.
Tabla 2. Polímeros sin retardantes de flama con sus temperaturas de ignición e Índice de Oxígeno Límite (LOI)
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Polímero sin retardantes de flama |
Temperatura de ignición (°C) |
LOI (%) |
Características de la ignición |
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PP |
316-330 |
17-19 |
Altamente inflamable, quema con llama azul-amarilla |
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PUR |
290-360 |
19 |
Puede generar humo tóxico y cianuros al quemarse |
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PVC |
354-400 |
45 |
Genera Ácido Clorhídrico (HCl) al arder |
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PA |
300-430 |
20-25 |
Produce goteo del material fundido mientras se quema |
Regulaciones sobre la resistencia al fuego de los plásticos automotrices
Las normativas de seguridad automotriz establecen estrictos requisitos de resistencia al fuego:
- En Estados Unidos, la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) regula esta propiedad a través de la norma FMVSS 302 (Federal Motor Vehicle Safety Standard 302).
- En la Unión Europea, la UNECE R118 (Regulación de la Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas). Adicionalmente, la norma UL 94 (Underwriters Laboratories) clasifica la resistencia a la flama de los plásticos en distintas categorías (V-0, V-1 y V-2) según su comportamiento ante la ignición. Mientras que la ISO 3795 define los métodos de prueba para evaluar la resistencia a la combustión de los materiales en el interior de los vehículos.
En la Tabla 3 se detallan los criterios específicos para evaluar la eficacia de los retardantes de fuego en plásticos de uso automotriz.
Tabla 3. Criterios regulados por cada norma para los plásticos automotrices
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Regulación |
Criterios regulados |
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FMVSS 302 |
• Velocidad máxima de propagación del fuego: Para los materiales en el interior de los vehículos no debe superar los 102 mm/min (4 pulgadas). |
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UNECE R118 |
• Índice de oxígeno límite: Se requiere que ciertos materiales tengan un LOI superior a un valor específico para reducir su inflamabilidad. • Prueba de propagación de la flama horizontal: Los materiales deben cumplir con un límite de velocidad de propagación del fuego para ser considerados seguros en caso de incendio. • Prueba de goteo de material inflamado: Evalúa si los materiales emiten gotas inflamadas que puedan propagar el fuego. • Prueba de emisión de calor y humo: Mide la cantidad de calor y humo generado por los materiales en condiciones de combustión, para minimizar la toxicidad y visibilidad reducida en un incendio. |
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UL 94 |
Clasifica la resistencia a la flama de los plásticos en: • V-0: Extinción en ≤10 s sin goteo de partículas encendidas. Para aplicaciones automotrices y electrónicas, es generalmente el nivel mínimo aceptado. • V-1: Extinción en ≤30 s con goteo de partículas encendidas que no encienden algodón. • V-2: Extinción en ≤30 s con goteo de partículas encendidas que pueden encender algodón. |
Además, existen normas gubernamentales que obligan al uso de retardantes de flama en diferentes materiales automotrices en aplicaciones como aislantes de conductores eléctricos. Tal es el caso de la norma oficial mexicana NOM-063-SCFI-2001 y NOM-055-SCFI-1994.
Si bien estas normativas garantizan la seguridad, también plantean desafíos en términos de sostenibilidad. Algunos retardantes de fuego, como los compuestos bromados, han generado preocupaciones ambientales debido a su toxicidad y persistencia en el medio ambiente. Sin embargo, para atender estos retos, se han desarrollado aditivos más seguros y ecológicos, como retardantes a base de fosfatos, hidróxidos metálicos y materiales de origen natural.
Autor: M.C. Antelmo R. Yasser Ruiz Mtz., Dr. Edgar Nazareo Cabrera Álvarez y Dr. Luciano Da Silva, Investigadores del CIQA (Centro de Investigación en Química Aplicada)
Referencias
- Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). (2024). Registro Administrativo de la Industria Automotriz de Vehículos Ligeros (RAIAVL). México.
- Grand View Research. (2024). Automotive polymer composites market size, share & trend analysis report by material, 2024–2030.
- Chen, M. (2025). Recent advancements of bio-derived flame retardants for polymeric materials. Polymers, 17, 249.
- Code of Federal Regulations (CFR). (2025). Standard No. 302: Flammability of interior materials. CFR 571.302.
- Underwriters Laboratories Inc. (2024). UL 94: Test for flammability of plastic materials for parts in devices and appliances.
- Wen, B. (2022). Advanced flame-retardant methods for polymeric materials. Advanced Materials, 34, 2107905.
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