RECOMENDACIONES

Arquitecto Guillermo BONFOCO
Subcomandante 2do Jefe Oficina de PREVENCIÓN
Cuerpo de Bomberos de la Ciudad Autónoma de Bs As.

RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS QUE EVITEN LA PROPAGACIÓN VERTICAL DEL INCENDIO 

EL PRINCIPIO DE LA PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO

Ø  Es la de mantener el incendio confinado a través de sectorizaciones para poderlo extinguir rápidamente y realizar una evacuación adecuada.-

En este sentido vamos a ver dos protecciones pasivas importantes en los edificios a saber:

A.- Controlar las llamas en el exterior del edificio.-

A.1.-Desde el diseño exterior del edificio

A.2.- Estudio de los detalles constructivos de acuerdo al sistema de fachada  elegido, para evaluar el comportamiento al fuego en su conjunto.---

B.-Sectorizando verticalmente:

Realizando compartimentaciones

Sectorizando los pases en losa de ductos en general

Cajas de escaleras

Cajas de ascensores

Además involucra:

·         Control de la carga de Fuego

·         Reacción al fuego del modelo de fachada elegida

·         Compartimentaciones horizontales

·         Medidas Activas

Para introducirnos en el tema del control de las llamas en el exterior del edificio es importante recordar  los aspectos generales de la propagación exterior, a través de las fachadas.-

            En las fachadas de mampostería es muy común que la propagación sea por efecto del Salto de Rana a través de una ventana o abertura. De igual modo este efecto puede ocurrir en cualquier tipo de fachada.-

            Al producirse el Flashover el flujo de calor proyectado es suficientemente intenso para provocar la rotura de los vidrios de las ventanas. Con ello queda el riesgo de implantar un fuego  secundario y continuar la propagación ascendente.

Debe considerarse que tanto los objetos (cortinas, persianas, toldos, ropa colgada, falsos techos o muebles arden con facilidad), ubicados en las inmediaciones de la fachada, tantos como los que están dentro de la habitación sirven de puente para que el fuego se propague.-

Es por ello la conformación morfológica exterior del edificio que fuera pensada en su diseño, tendrá un rol fundamental en la mayor o menor propagación del fuego sobre la fachada. El tamaño de las ventanas jugará un factor importante en la distancia de las llamas a la fachada como se ilustra en la presente figura.-

Realizada esta introducción previa comenzaremos a desarrollar la primera de las protecciones propuestas sobre el control de la propagación vertical del incendio, a saber:

A1.- PROTECCION PASIVA, Aplicada al  diseño exterior del edificio.-

El presente estudio plantea un sistema de cálculo para garantizar la distancia mínima requerida para limitar la propagación vertical de un incendio por la fachada. En tal sentido se toma como modelo de estudio el Código de Edificación de España, el Código de Edificación de Francia y el de la Unión Europea.-

                 a + b + c + d >= 1m

Las Fachadas se clasificarán por su diseño en los siguientes tipos:

 A.1.1.a.-Fachadas que se encuentran en el mismo plano vertical.

a.1.- Entre nivel y nivel se conformará un sector inferior 1 y un sector superior 2  y se establece que para impedir la propagación vertical del incendio debe existir entre ellos una franja mayor o igual que 1m, medida sobre el plano de la fachada y que tenga una clasificación igual o superior a RF60.-

A.1.1.b.-La otra propuesta dentro del mismo tipología de fachada, contempla la posibilidad de poder contabilizar también la dimensión de cualquier elemento saliente que pueda existir  en la fachada para conseguir esa distancia mínima exigida entre ambos sectores.

A.1.2.-Fachadas que no se encuentran en el mismo plano vertical.

Para éste tipo de fachadas se debe calcular teniendo en cuenta las dimensiones verticales y horizontales, a las cuales se denominan C y D, respectivamente. La suma de estos dos parámetros deberán ser mayor o igual que un  metro, cuando la carga de fuego prevista en el sector de incendio sea inferior a los 130Mj/m2, y en el caso de que dicha carga de fuego sea mayor o igual a 130Mj/m2,  la suma deberá ser mayor o igual  que 1,30 m.-

Dentro de este apartado se establecerán dos tipos de fachadas a saber:

A.1.2.a.- Fachada Superior Retirada.

Lo primero que se contemplará es que cualquier saliente de fachada que midiera menos de 15cm, no se tendrá en cuenta para realizar el cómputo de la separación entre los huecos.-             

Si ésta saliente contara con una medida igual o mayor a 15cm, se considerará la dimensión horizontal del retiro (D), como una dimensión vertical mas, es decir, como si la parte superior de la losa estuviera en el mismo plano de la fachada. Esta dimensión se debe medir desde el borde de la losa hasta el cristal de la ventana.

Por lo tanto, para computar la medida entre los dos vanos de una fachada se deberá hacer de acuerdo a las siguientes dimensiones:

Cuando D sea >= 15cm el valor de la distancia  sería el valor de (C +D).

Cuando D sea <15cm solamente se tendrá en cuenta el valor de C.-

En este caso, la dimensión que debería tenerse en cuenta para poder sumarla a la dimensión vertical (C), entre los dos sectores, depende de dos factores:

1.- De la separación entre las proyecciones verticales de los dos cristales de los huecos de fachada (L).-

2.-De la dimensión de avance de la losa hasta el cristal de la ventana del sector superior (d).-

Se establece, para ello la siguiente tabla que tiene en cuenta y combina estos dos parámetros, a la hora de calcular la dimensión resultante (D).-

La distancia resultante sería la suma de los valores C y D del dibujo, que deberán ser mayor o igual a un metro.-

A.1.4.- Fachadas con vanos no superpuestos o desplazados entre ellos.-

Para medir la separación entre dos huecos de una fachada vertical en el caso de que no estén en el mismo eje, se deberá tener en cuenta la distancia mas corta entre ellos (D), que deberá ser mayor o igual a un metro.-

A2.-Estudio de los detalles constructivos de acuerdo al sistema de fachada  elegido, para evaluar el comportamiento al fuego en su conjunto.---

Para evaluar el comportamiento ante el fuego de los sistemas de fachadas tendremos que saber como son las propagaciones en cada uno de ellos.

De acuerdo al cerramiento adoptado,  el fuego podrá propagarse a los pisos superiores, de acuerdo al siguiente gráfico:

A.2.1.-Muro de Mampostería:La primera consiste en el denominado efecto salto de rana, que es la capacidad del incendio para propagarse entre plantas, de forma ascendente y secuencial, a través de las ventanas. Al ocasionarse un incendio en una sala adyacente a la fachada, la temperatura irá subiendo hasta alcanzar el flashover, momento en el que se produce una combustión generalizada de todos los elementos presentes en el recinto, normalmente alrededor de los 600ºC. Si no ha sucedido antes, los cristales de las ventanas estallarán al alcanzar este estado, ocasionando una emisión muy agresiva de llamas y gases a alta temperatura. Normalmente, el flujo de calor proyectado será suficiente para provocar la rotura de las ventanas de la planta superior y penetrar en ésta, dando lugar a un fuego secundario y su consecuente propagación ascendente. Objetos ubicados en las inmediaciones, tales como persianas, toldos, ropa colgada o muebles facilitarán el tránsito del fuego a plantas superiores sirviendo de puente. El tamaño y la forma de las ventanas influyen de forma significativa en el desarrollo de este fenómeno. Aunque este mecanismo puede suceder en cualquier tipo de fachada, el riesgo puede ser minimizado mediante elementos tales como aleros, cuerpos salientes o balcones.

La segunda vía de propagación se da en las fachadas ligeras con revestimiento de vidrio –más conocidas como muros cortina– a través de la cavidad en el encuentro del forjado y la fachada. Normalmente se debe a una mala resolución de dicho encuentro. Durante la fase de total desarrollo de un incendio se pueden alcanzar temperaturas que rondan los 1000 ºC y, por lo tanto, condiciones de elevada presión en las que el fuego o los gases pueden colarse por cualquier fisura en los cerramientos entre plantas. No sólo es necesario disponer de barreras cortafuego en el encuentro, sino además asegurar que los materiales, el diseño y su instalación sean los apropiados al más mínimo detalle. Conviene no olvidar que se trata de un encuentro que vincula dos estructuras de naturaleza constructiva distinta –la del edificio es un elemento rígido y pesado, mientras que la fachada es un elemento ligero– por lo que la solución debe permitir la absorción de los movimientos diferenciales entre ellas.

Los riesgos asociados son significativos, ya que este tipo de fachada se soporta en subestructuras de acero o aluminio que, pese a ser incombustibles, muestran una débil capacidad termomecánica, lo que fácilmente puede ocasionar el colapso de la fachada en un espacio de tiempo muy limitado, como sucedió por ejemplo en el edificio Windsor de Madrid.

Para evitar el colapso del muro cortina, los medios de fijación que vinculan las columnas verticales con las losas en cada nivel deberán tener una resistencia adecuada que variará entre RF60 para edificio de baja altura y RF90 para edificios en altura.-

            Este tipo de fachadas son ensayadas por la UNE N°1364-3, que se realizan ensayos de una fachada ligera, por ejemplo sello perimetral, panel de relleno o fijación del sistema de enmarcado, (anclaje), usado para unir la fachada ligera a la losa o de sistemas con requisitos de resistencia al fuego en la zona del antepecho, Norma UNE 1364-4.-

A.2..3.-Recomendaciones constructivas para la utilización de paneles  en fachadas ventiladas.-

La tercera vía de propagación ocurre en las fachadas con cámara ventilada y es sin duda la más rápida de las cuatro que se mencionan (según estudios realizados en el BRE BuildingResearchEstablishment británico, puede ser de 5 a 10 veces más rápida que la ocasionada por el efecto salto de rana). Este tipo de fachadas se caracteriza por sus ventajas higrotérmicas a causa de la circulación natural de aire a través de la cámara gracias al efecto chimenea. Sin embargo, este mecanismo se convierte en un factor crítico en situación de incendio al favorecer su dinámica. Además, si el aislamiento térmico que habitualmente se ubica dentro de la cámara y en contacto con la ventilación consiste en un material combustible, lo cual ocurre con regularidad, contribuirá significativamente a la propagación a través de la cámara. Para evitar este tipo de propagación es necesario que las carpinterías de las ventanas incorporen algún sistema de contención del fuego procedente del interior del edificio, ya que pueden constituir una ruta fácil de penetración en la cámara, más aún teniendo en cuenta que normalmente son de aluminio o PVC. Igualmente, se debe compartimentar la cámara ventilada mediante barreras cortafuego ubicadas a la altura de cada forjado, que no impidan la circulación del aire en situación normal, pero sí eviten el paso de las llamas en caso de incendio.

Los paneles exteriores podrán ser del tipo incombustibles revestidos con mortero de cemento,  caras metálicas (chapa de acero o aluminio) o placas de yeso. Existen también paneles incombustibles conformados  por el panel sándwich que es un conjunto integrado por un relleno aislante térmico y dos caras protectoras que le dan estabilidad y forma. El relleno de éstos paneles podrá ser de Poliuretano (PUR), Polisocianurato, (PIR), Poliestireno Expandido (EPS) o PoliestirenoExtruído (XPS).-

Estos paneles sándwich, comenzaron a usarse en la industria alimenticia, laboratorios supermercados, galpones y edificios residenciales, gracias a que su instalación es muy rápida, cuenta con una mayor aislación térmica respecto a otros materiales, poseen rigidez, son salubres y económicos. El problema que tienen es que son inestables cuando sus caras exteriores se encuentran expuestas al fuego, (delaminación).Esto ocurre independientemente al material de relleno.  Cuando el relleno es combustible y la llama llegue al revestimiento luego de la delaminación, los edificios podrán conver

tirse en edificios incendiados.-

En los países europeos como en España, cuentan con prescripciones en sus códigos técnicos de la edificación, donde aparecen las restricciones respecto a detalles constructivos de estos sistemas, como por ejemplo las sectorizaciones en la cámara de ventilación cada tres o diez metros.

También aparecen restricciones respecto al uso de los paneles en relación de la altura y su combustibilidad, como por ejemplo los edificios hasta una altura de dieciocho metros no hay exigencia respecto al grado de combustibilidad y a partir de los dieciocho metros se permiten paneles con cierto grado de combustibilidad

 Después del incendio de la torre Grenfell en junio de 2017, edificio que contaba con este tipo de sistema de fachada,  hay que preguntarse: ¡Las compartimentaciones en las cámaras de ventilación cada diez metros o cada tres pisos  son suficientes?, ¡porque no hubo restricciones con el uso de  paneles combustibles con cierto grado de combustibilidad?, o surge la necesidad de distinguir según la tipología constructiva, criterios de diseño, medidas de protección pasiva y medidas de protección activa.

De igual modo los ensayos exigidos de reacción al fuego ¿son los adecuados para evaluar el tipo de riesgo en las fachadas?

Todo esto puede conducir a que un sistema de clase B-s1,d0(clasificación de Euroclase), de reacción al fuego,  (combustibilidad muy limitada), por ejemplo un Sistema de Aislamiento Térmico Exterior, haya obtenido esa prestación por la protección que es capaz de aportar el mortero de revestimiento ante esa exposición limitada en el SBI, (laboratorios británicos, Single BurmingItem) (30 kW durante 21 minutos).

Sin embargo, ante la incidencia de un incendio de un flujo radiante  superior hasta quinientas veces respecto al flujo realizado en el laboratorio, el fuego podría alcanzar la capa de aislamiento interior del panel y de ser combustible, propagar fachada arriba o incluso, en algunas circunstancias, fachada abajo.

A.2..4.-Recomendaciones constructivas para la utilización de paneles  en fachadas combustibles.-

La cuarta vía de propagación se produce a través de los revestimientos combustibles, que pueden dar lugar a un incendio de gran intensidad capaz de emitir una elevada radiación, y que además suelen generar humos tóxicos y desprender partes del material de revestimiento o gotas incandescentes durante su proceso de degradación. El calor transmitido por el penacho de fuego precalienta la superficie de la fachada, acelerando los procesos de pirólisis y la velocidad de propagación de la llama, por lo que la transmisión de calor se hace mucho más efectiva.

Esta situación representa un peligro mayor para los equipos de rescate y extinción y puede darse en soluciones constructivas cuya capa exterior no sea combustible, como en el caso de paneles sándwich de aluminio –con el núcleo constituido por aislamiento térmico combustible– en los cuales la chapa de acabado, o sus juntas, no son capaces de resistir la acción del fuego.

Las recomendaciones para la prevención es la de colocar franjas de material incombustible alrededor de las aberturas de las ventanas.-

ENSAYOS POST GRENNFELL

Se realizaron  una serie de 7 ensayos a gran escala en el centro tecnológico de construcción británico BRE (BuildingResearchEstablishment) de acuerdo con la norma británica BS 8414-1, con el propósito de analizar variantes de la tipología constructiva de fachada instalada en Grenfell: esto es, una fachada ventilada con aislamiento en cámara y revestimiento exterior de paneles composite de aluminio (ACM: típicamente, pieles de aluminio de 0,5 mm de espesor y núcleo de entre 2 mm y 6 mm de espesor).

Las muestras ensayadas presentan 8 metros de altura, con un ala ancha de 2,6 m (donde se ubica la cámara de combustión que simula la ventana por la que se emite el incendio post-flashover) y otra ala de 1,5 m para analizar el efecto de la esquina.

En todos los sistemas se instalaron, en la cámara ventilada, barreras cortafuego a la altura de cada forjado. También franjas verticales de material incombustible. Veremos más adelante la relevancia de estas medidas de protección pasiva en el resultado de los ensayos. En la siguiente tabla se resumen los 7 sistemas ensayados y los resultados obtenidos (Grenfell se asemejaría al primer caso).

B.- Sectorizaciones Verticales en el interior del Edificio

B.1 Cajas de Escaleras.

A partir de la que la escalera conforme caja no, solo ésta condición permitirá una evacuación eficaz sino que indirectamente sectorizará todos los niveles del edificio, conformando en cada piso un sector de incendio.

También es importante mencionar la aplicación de vidrios resistentes al fuego para sectorizar escaleras en subsuelos de playas de estacionamientos subterráneas para aumentar la visibilidad del medio de salida.-

B.3.- Ascensores

            De igual modo que las cajas de escalera las cajas de ascensores contribuirá a la sectorización vertical del edificio no obstante lo cual es de suma importancia la utilización de puertas ciegas resistentes al fuego en vez del uso de las puertas tijeras o plegadizas.-

B.3.- Sellado de pases en conductos de instalaciones en general.-

Los sellos corta fuego

¿Qué es un sello cortafuego? ¿Para que sirven los corta fuego? ¿Cómo funcionan los corta fuego?

 Los sellos cortafuego son otro de los métodos pasivos dedicados a confinar el fuego, evitando la propagación de humo, calor, gas tóxico y llamas a otras secciones de un edifico. Cada sección de un edificio tiene puertas, ventanas y servicios (ventilación, hidráulico, eléctrico y de comunicaciones). El confinamiento y control del fuego se logra sellando con materiales adecuados cada uno de los accesos de servicios.

Los sellos corta fuego se fabrican con materiales intumescentes que se expanden con el calor evitando el paso de humo, calor, gases tóxicos y llamas,  además se obtiene un sello acústico dada la hermeticidad de los sistemas logrando mejores resultados en ambientes de aire acondicionado, evitándose también el paso de olores.

Independientemente de que las edificaciones puedan contar con equipos y sistemas de extinción para combatir en forma activa un incendio, con el empleo de materiales de recubrimiento adecuados para proteger al acero de refuerzo, como una protección pasiva y permanente, será posible controlar la propagación del fuego a otras áreas de la construcción y sobre todo se podrá evitar el colapso estructural de la construcción por el calor excesivo que el incendio libera.

Selladores y masilla intumescentes

Los sellos contra fuego o masillas intumescentes, están diseñados para impedir que en caso de un incendio, el mismo se extienda a cuartos contiguos o a otros pisos de los edificios y forma parte de la protección pasiva contra incendio en un edificio.

Se trata de masillas para el sellado de huecos a través de muros y losas y para el sellado perimetral en los espacios o ranuras entre losas y cancelería y vidrio que forma parte de las fachadas de los edificios actuales. Estas masillas se utilizan para rellenar y sellar totalmente los huecos perimetrales existentes en muros y losas o perforaciones realizadas para permitir el paso de charolas eléctricas, ductos eléctricos, hidráulicos y sanitarios, cables de voz y datos, etcétera, con la finalidad de evitar que las flamas, el humo y los gases incandescentes originados por un incendio, puedan provocar que este se extienda a otras áreas o pisos de los edificios. Adicionalmente son excelentes para aislar el ruido y olores desagradables y son indispensables en los llamados edificios inteligentes, seguros y libres de contaminación.

Collarines intumescentes y protección para paso

Los collarines intumecentes y protección para pasos de cables eléctricos y de comunicación, son sellos contra fuego para cable y orificios, en muros y pisos.

El desarrollo de la tecnología permite en la actualidad contar con productos que contribuyan a un mejor desempeño de la actividad humana, mediante el usos de sistemas que brinden una máxima seguridad para las personas y para las construcciones instalaciones, en el caso de presentarse un incendio. Esta línea de materiales  son piezas prefabricadas que envuelven los cables en los pasos a muros o a losas.

Las almohadillas intumescentesson fabricadas con materiales intumescentes que se colocan en las aberturas y espacios en los pasos de ductos, en el caso de un incendio se expanden cerrando el paso de gases, humos y fuego.

Es importante destacar la importancia que tiene las sectorizaciones en pases de losa de todas las instalaciones correspondientes a los servicios generales del edificio. En éste edificio la escalera conforma caja, con sus puertas resistentes al fuego y cierres automáticos. Las puertas de los ascensores son ciegas  y resistentes al fuego pero los profesionales se olvidaron de un detalle muy importante como la sectorización de los pases en losas por conductos en general.

             Esta importancia fue recordada una vez que el edificio se incendió y el humo invadió los palieres de los pisos, imposibilitando a las personas a llegar al medio de evacuación vertical, el cual se encontraba libre de humo.

             Como el incendio se inició en la sala de máquinas del edificio y todas las canalizaciones parten de éste recinto el humo se canalizó por los plenos propagándose a todo los pisos. 

CONCLUSIONES

Ø  La fachada es un elemento constructivo donde con facilidad se puede desarrollarse un incendio.

Ø  No parece lógico que se reduzca la demanda energética de los edificios incrementando el espesor de aislamiento, y que a la vez se incremente deliberadamente la carga de fuego.

Ø  Hay que evitar el uso de los materiales combustibles en las superficies externas y cámaras de ventilación.

Ø  Existen gran variedad de productos y soluciones con clasificación de incombustibles al fuego.-

Ø  El diseño de la fachada con balcones contribuye a la no propagación.-

Ø  Un incendio puede provocar pérdidas humanas y también la pérdida de todo el patrimonio.

Ø  Las sectorizaciones interiores como la caja de escalera no solo es importante para realizar una evacuación eficaz sino que también impedirá la propagación vertical del incendio hacia los pisos superiores.

Ø  De igual modo los sellos de pases de instalaciones en general en diferentes niveles y tabiques.---

Ø  Cuando se elijan sistemas de fachadas para edificios de altura se deberá realizar  una evaluación general de todos los elementos que intervienen en el sistema y en su conjunto en virtud de determinar la mayor o menor propagación de fuego y máximo si se trata de un edificio en  altura, el cual cuenta con un mínimo determinado de plantas inaccesibles a las que, en caso de emergencia no se puede acceder con el empleo de equipo aéreo, ya sea a través de unidades escalantes. En estos edificios la evacuación de la zona afectada, así como la lucha contra incendios se realiza por el interior de los mismos, al menos hasta la planta a la que se puede acceder con el equipo aéreo.-