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Manual de Poliuretano y Seguridad Contra Incendios, editado por PU EUROPE

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El Poliuretano forma parte de elementos constructivos con función resistente y protectora, y además, los productos de poliuretano alcanzan Euroclases entre E y B-s2,d0. O lo que es lo mismo, las distintas clases de Poliuretano se adaptan a la seguridad requerida para los elementos constructivos en los que se integra el producto aislante.



Con todo, a pesar de que el Poliuretano es un material seguro y muy presente en la vida cotidiana, en diversas formas; y a pesar de tener el reconocimiento de la mayoría de los profesionales de la construcción como producto aislante de altas prestaciones, hoy en día todavía se encuentran algunos comentarios sin justificación ni base documental, que generan confusión entre algunos profesionales del sector, en este caso relativos a la seguridad contra incendios.



A través de la serie 'El Poliuretano y la Seguridad Contra Incendios', desde IPUR queremos ampliar todavía más la información técnica sobre esta temática, sin duda de gran utilidad para los agentes y profesionales del sector de la construcción. Porque nuestro compromiso es informar y no desinformar.

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Manual de Poliuretano y Seguridad Contra Incendios, editado por PU EUROPE

  1. 1. índice MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe i Av. E. Van Nieuwenhuyse 6 1160 Bruselas (Bélgica) Teléfono: + 32 / 2 676 72 71 Fax: + 32 / 2 676 74 79 secretariat@pu-europe.eu www.pu-europe.eu ›› AVISO LEGAL ›› CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON AISLAMIENTO DE POLIURETANO RÍGIDO ›› SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS EN EDIFICIOS • Objetivos de la seguridad contra incendios • Escenarios de incendio • Desarrollo de incendio interior • El humo y su toxicidad • Aspectos a considerar sobre la seguridad contra incendios ›› IMPACTO DEL AISLAMIENTO SOBRE LA SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS EN EDIFICIOS • Prácticas comunes de construcción • Nuevas prácticas de construcción: edificios de alta eficiencia energética ›› NORMAS EUROPEAS CONTRA INCENDIOS Y LEGISLACIÓN NACIONAL • Introducción • Reacción al fuego • Resistencia al fuego • Reacción al fuego exterior en cubiertas • Reacción al fuego exterior en fachadas ›› EL PAPEL DE LAS NORMAS DE SEGUROS ›› EL PAPEL DE LA INGENIERÍA DE SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS ›› COMPORTAMIENTO DE COMBUSTIBILIDAD DE LOS PRODUCTOS DE AISLAMIENTO • Combustión sin llama e incandescencia continua • Humo y toxicidad del humo • Prestaciones en ensayos según la aplicación índice
  2. 2. MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe iiavisolegal aviso legal Av. E. Van Nieuwenhuyse 6 1160 Bruselas (Bélgica) Teléfono: + 32 / 2 676 72 71 Fax: + 32 / 2 676 74 79 secretariat@pu-europe.eu www.pu-europe.eu Si bien toda la información y recomendaciones de esta publicación recoge lo mejor de nuestro conocimiento, información, saber y entender vigentes en la fecha de la publicación, nada de lo aquí contenido debe interpretarse como una garantía, expresa o de cualquier otro tipo.
  3. 3. MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe 1 Hoja informativa n° 15 de PU Europe: Análisis económico y ambiental del ciclo de vida del aislamiento de poliuretano en edificios de bajo consumo energético (2010) El aislamiento de poliuretano rígido (PUR/PIR - PU) es ampliamente usado en todo tipo de aplicaciones, tanto en edificios residenciales como no residenciales, siendo su principal uso como material de aislamiento de altas prestaciones. Los productos de PU adoptan muchas formas diferentes siendo la mayoría PU con una variedad de recubrimientos desde acero hasta láminas delgadas. Entre las características fundamentales del PU se incluyen su elevada versatilidad, durabilidad y, sobre todo, su destacada capacidad de aislamiento térmico. El término PU se utiliza para designar productos de aislamiento de edificios tanto de PUR (poliuretano) como de PIR (poliisocianurato rígido) – en la Norma Europea de producto (EN 13165) se proporciona una definición de cada uno. El PIR se desarrolló para dar de forma inherente un mayor rendimiento de resistencia al fuego útil en ciertas aplicaciones, pero se deben obtener datos reales de ensayo de comportamiento al fuego donde se requiera para cada producto específico. La exigencia de reducir las emisiones de carbono mediante edificios de bajo consumo energético ha llevado a un aumento de la popularidad del aislamiento de PU, que puede proporcionar prestaciones muy elevadas sin un espesor o peso excesivos, minimizando cualquier impacto en la estructura global del edificio. La cuantificación del comportamiento ambiental global y los costes económicos de usar el aislamiento de edificios de bajo consumo energético ha demostrado que la selección de materiales para la sostenibilidad no puede desligarse del contexto del edificio [1]. La repercusión de la elección del producto de aislamiento y los espesores resultantes de los componentes pueden resultar significativos en términos de comportamiento ambiental y de coste-eficiencia. Tras la eficiencia energética, es muy importante entender los otros aspectos que es necesario considerar en el diseño y la especificación de edificios sostenibles, tales como la seguridad contra incendios. Las normativas de seguridad contra incendios continúan siendo responsabilidad de los Estados Miembro. Sin construcciónsostenibleconaislamientodepoliuretanorígido construcción sostenible con aislamiento de poliuretano rígido 1
  4. 4. 2 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe embargo, los sistemas de clasificación y normas de ensayos de fuego en las que se basan las normativas han sido armonizados en toda la UE con la introducción de la Directiva de Productos de Construcción (CPD, por sus siglas en inglés). La CPD es aplicable al comportamiento del propio edificio o de sus partes, sin embargo la clasificación puede ser aplicable a los productos de la construcción, p.ej. la clasificación de reacción al fuego. Es necesario realizar una interpretación para establecer la conexión entre el comportamiento del producto y el comportamiento del edificio. Alternativamente, la CPD y la legislación nacional permiten la aplicación de sistemas o principios de ingeniería de seguridad contra incendios (FSE) o la aplicación de ensayos relacionados para asegurar que puede prescribirse el producto de aislamiento más adecuado para lograr el comportamiento global óptimo. Como materiales de aislamiento de alta eficiencia habitualmente utilizados, los productos de aislamiento de PU cumplen una amplia gama de exigencias tanto de legislaciones nacionales contra incendios como de normas respaldadas por las aseguradoras, y poseen un historial de uso demostrado. construcciónsostenibleconaislamientodepoliuretanorígido ¿QUÉ ES EL PU? El aislamiento de PU se refiere a un grupo de productos de aislamiento basados en PUR (poliuretano) o PIR (poliisocianurato). Su estructura de celda cerrada y su elevada densidad de reticulación lleva a características tales como un excelente aislamiento, buenas propiedades de estabilidad térmica y elevada resistencia a la compresión. El aislamiento de PU tiene una conductividad térmica muy baja, empezando en valores tan reducidos como 0.022 W/mK, lo que lo convierte en uno de los aislamientos más eficaces disponibles actualmente para una amplia gama de aplicaciones. Como el PU muestra niveles de emisiones muy bajos y no es peligroso en contacto normal con la piel, también se utiliza ampliamente en aplicaciones fuera de la industria de la construcción, incluyendo dispositivos médicos, ropa, colchones, piezas de coches y neveras.
  5. 5. MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe en estadísticas de la Organización Mundial de la Salud), Ständige Konferenz der Innenminister und -Senatoren der Länder, Forschungsbericht Nr. 145 (Teil 1) ›› OBJETIVOS DE LA SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS Al considerar la seguridad contra incendios de los edificios, hay que lograr un cierto número de objetivos fundamentales. Claramente, el primer objetivo es prevenir la pérdida de vidas de ocupantes y bomberos. Un objetivo secundario es la limitación de daños a la propiedad [1] y la protección del medio ambiente. Una evaluación de la seguridad contra incendios identifica las condiciones necesarias para cumplir estos objetivos y equilibra los riesgos. Sin embargo, para hacer esto es necesario entender los diferentes factores que influirán en las consecuencias en caso de incendio. Sobre esta base se puede decidir si la evaluación debe centrarse en el material, en los productos o en el sistema, o en una combinación de todos ellos. seguridadcontraincendiosenedificios seguridad contra incendios en edificios 1 EVALUACIÓN DEL RIESGO • ¿Existe posibilidad de que el producto sea la fuente de ignición? • ¿Existe posibilidad de que el producto sea el elemento secundario inflamado? • ¿Es el producto una fuente combustible potencial significativa incluso si no es el elemento primario o secundario inflamado? • ¿Cuál es la vía potencial de contribuir al riesgo (y daño)? • ¿Cuál es la proximidad de los ocupantes y/o equipos críticos al origen de un incendio? Tanto si la evaluación se centra en un material, un producto o un sistema, se determina mediante la investigación del riesgo. Tabla 1: Comparación internacional sobre el número de víctimas de incendios “en el hogar” por cada 100 000 habitantes de un país dado (promedio de varios años) [2] 1 Folleto de Isopa: Performance of polyurethane (PUR) building products in fires 2 Dr. rer. nat. Georg Pleß (Institut der Feuerwehr Sachsen-Anhalt basado
  6. 6. 2 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe Los métodos de ensayo pueden ayudar a determinar el comportamiento del producto en caso de incendio. Para que la evaluación sea válida, es necesario que el resultado del ensayo de incendio ofrezca una estimación válida con relación al escenario o escenarios especificados. ›› ESCENARIOS DE INCENDIO Los incendios pueden iniciarse y desarrollarse de numerosas formas, dependiendo de ciertos factores, entre los que se incluyen: • El tipo, la intensidad y el lugar de la fuente de ignición (véase el ejemplo en la Figura 1) • Elementos primarios y secundarios inflamados • Vía del incendio • Densidad de la carga de fuego • Tipo y tamaño del edificio/habitación • Condiciones de ventilación • Disponibilidad de medidas de protección pasivas (compartimentación, paredes/puertas contra incendios, y ventilaciones naturales) y activas (dispositivos de extracción de humos, rociadores, intervención de los bomberos) • Grado de confinamiento Entender cómo es probable que se comporte una construcción particular en seguridadcontraincendiosenedificios Figura 1: Mecanismos de propagación de incendios externos en fachadas (Kothoff, 2004) 1. Incendio desde edificio colindante 2. Incendio fuera del edificio 3. Incendio desde dentro del edificio Radiación
  7. 7. 3 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe 3 A. Pinney: Actualización del Programa de Armonización de la Construcción en Europa, Conferencia “Retardantes de llama 96” (1996), pp. 23-33 un escenario de incendio es un aspecto importante de la evaluación de la seguridad contra incendio. En un programa de investigación pre-normativo de la UE finalizado en 1995 [3] se identificaron ocho escenarios de incendio diferentes: una habitación pequeña y grande, una cavidad vertical y horizontal, una fachada, un pasillo, una escalera y una cubierta. Todos estos escenarios suponen la inflamación de un objeto secundario mayor. Se eligió el Room Corner Test ISO 9705 como escenario de ensayo de incendio para simular un incendio en la esquina de una habitación pequeña. Este ensayo se utilizó para ayudar al desarrollo del sistema de Euroclasificación para estandarizar la clasificación de productos de construcción, especialmente con respecto a la combustión súbita generalizada (flashover). Sin embargo, el Room Corner Test se desarrolló para productos de revestimiento interior, que estén directamente expuestos al incendio. Esto ha llevado a cierta incoherencia cuando se trata del aislamiento, ya que este último raramente es usado como producto de revestimiento interior, porque casi siempre se instala tras una barrera resistente al fuego (véase la sección: Normas europeas contra incendios y legislación nacional). Esto se tiene en cuenta en la norma de montaje y fijación (EN 15715), que permite el ensayo de comportamiento ante el fuego en aplicación de uso final. El concepto de escenarios de incendio se usa ampliamente en la ingeniería de seguridad contra incendios. La elección del escenario de incendio correcto es vital para la correcta evaluación de los riesgos y peligros de incendio. El escenario de ensayo es un ensayo relacionado con la aplicación y sigue el desarrollo del incendio hasta la última etapa, posiblemente hasta una etapa incontrolable de propagación del incendio. El uso de ensayos específicos relacionados con la aplicación está aumentando en países de la UE para confirmar que el comportamiento determinado del producto es conforme con el nivel de seguridad contra incendios aplicable en determinados países (incluyendo aplicaciones de uso final). Los ejemplos incluyen ensayos de fachadas o cubiertas planas de chapa aisladas. ›› DESARROLLO DE INCENDIO INTERIOR Hay cuatro etapas fundamentales en el desarrollo de un incendio dentro de un edificio: seguridadcontraincendiosenedificios Ensayo de cubiertas plana de chapa según DIN 18234 en Alemania Incendio de edificio residencial en Irvine (11 de junio de 1999)
  8. 8. 4 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe • Ignición • Crecimiento • Totalmente desarrollado • Decaimiento Inicialmente es necesaria una fuente de calor, combustible y oxígeno para que tenga lugar la ignición. Al propagarse las llamas y elevarse los gases calientes, la temperatura de la habitación o recinto aumenta. Siempre que haya suficiente oxígeno el fuego comienza a crecer, y se involucran otras fuentes de combustible. Con combustible adicional, el nivel de calor liberado aumenta, y se formará una capa de gas caliente desde el techo hacia abajo. Hacia el suelo se encontrará una capa de gas más fría y, a menos que el recinto esté sellado, la menor presión de esta capa más fría permite un intercambio de aire desde el exterior, siempre que el oxígeno necesario para el fuego continúe creciendo. Es en la etapa de crecimiento en la que la reacción al fuego de los materiales expuestos es crucial para determinar si contribuirán o no al desarrollo del incendio, teniendo en cuenta factores como la capacidad de ignición, la liberación de calor y la propagación del fuego. seguridadcontraincendiosenedificios Figura 2: Desarrollo de incendios en recintos cerrados
  9. 9. 5 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe 4 Centro Internacional de Formación sobre Incendios: Extinción inicial, Trabajando con humo, Edición 1 (enero, 2003). http://www.iftc.org.uk/training/ Working_in_Smoke.pdf La transición de un incendio incipiente a uno totalmente desarrollado puede ser extremadamente rápida dependiendo de la carga de fuego. El Centro Internacional de Formación sobre Incendios ofrece la siguiente definición de este mecanismo: “En un incendio de un recinto, puede producirse una etapa en la que la radiación térmica total de la columna del incendio, los gases calientes y la envolvente caliente del recinto producen la generación de productos de pirólisis inflamables desde todas las superficies combustibles expuestas dentro del recinto.” [4] Se acepta de forma general que si un incendio llega a una combustión súbita generalizada, las posibilidades de huida de los ocupantes cercanos son considerablemente menores, ya que la causa más común de muerte en un incendio es la de ser alcanzado por el humo y los gases, que se producen de una manera significativamente mayor después de la combustión súbita generalizada. Una vez un incendio está totalmente desarrollado, la capacidad de resistencia al fuego se vuelve de la máxima importancia por tener la capacidad de soportar carga, aislar y mantener la integridad de la cuál puede depender la estabilidad del edificio y la prevención de una propagación mayor del incendio. Un incendio totalmente desarrollado libera la máxima cantidad de energía, aunque está generalmente limitada por la cantidad de oxígeno disponible, y si el suministro de oxígeno se mantiene bajo y el combustible disponible se consume el incendio decaerá. DESARROLLO DE INCENDIO EXTERIOR Los incendios se desarrollan de forma diferente en superficies externas horizontales o verticales. Son de aplicación las cuatro etapas principales de un incendio aunque el desarrollo es diferente ya que en el incendio influyen diferentes factores, por ejemplo los efectos del viento, el entorno como la proximidad de otros edificios, o el diseño de paredes o cubiertas incluyendo el tipo y diseño del recubrimiento exterior. La normativa tiene en cuenta escenarios de fuego exterior y existen normas de ensayo específicas, por ejemplo para fachadas y para cubiertas. La propagación vertical y horizontal del incendio y la propagación al interior del edificio o a otras alturas se consideran importantes, mientras que la combustión súbita generalizada no es relevante al no poder formarse una capa de gases calientes bajo el techo o la cubierta. seguridadcontraincendiosenedificios Ensayo de incendio en fachada
  10. 10. 6 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe 5 S Levchik, M Hirschler, E Weil: Guía práctica sobre el humo y productos de combustión de polímeros ardiendo – Generación, evaluación y control, Smithers Rapra (2011) ›› EL HUMO Y SU TOXICIDAD LA RELEVANCIA DEL HUMO El humo es un riesgo significativo. Las estadísticas de Reino Unido y Estados Unidos muestran que la causa más común de muerte en un incendio es ser alcanzado por el humo y los gases. El humo puede iniciarse por la combustión de un objeto, y normalmente al inicio se deriva de la combustión del contenido del edificio (más que de la estructura), que puede o no ser de combustión visible. Hay dos aspectos peligrosos sobre el humo, la pérdida de visibilidad durante la huida y la intoxicación después de la inhalación de una cierta dosis (concentración de efluentes multiplicada por el tiempo de exposición). La reducción o pérdida de visibilidad lleva a retrasos en la evacuación, desorientación y tiempos de exposición más prologados. La inhalación de humo puede llevar a efectos narcóticos e irritación e incluso puede producir incapacitación o muerte. Por tanto, en los edificios se considera un elemento importante el control del humo. HUMO Y LEGISLACIÓN El objetivo principal de la legislación relacionada con incendios (incluido el humo) es asegurar la vida. En el sector de la construcción la limitación de la generación de humo y la exposición de los ocupantes se logra previniendo la ignición y limitando el desarrollo del incendio y asegurando medios adecuados de evacuación para los ocupantes a través de un diseño adecuado del edificio (p.ej. vías de evacuación). Dependiendo del país, para ciertos usos de edificios puede haber requisitos seguridadcontraincendiosenedificios Cómo controlar los peligros del humo [5] El humo siempre es tóxico, con independencia del material que se esté quemando. Los pasos principales para controlar los peligros del humo son: • asegurar que el incendio se mantiene reducido, evitando la propagación; • limitar el humo visible para permitir una evacuación segura de los ocupantes; • evitar la exposición e inhalación de humo para permitir una evacuación segura y evitar lesiones.
  11. 11. 7 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe sobre el comportamiento de los productos de construcción en relación al humo visible, principalmente para situaciones de fuego interno. Para situaciones de incendio exterior, el humo no se considera un peligro para la vida y en general no hay requisitos, o estos son bajos. La opacidad del humo forma parte de las normas de reacción al fuego. En la UE no hay normas sobre la toxicidad del humo en productos de construcción. La prevención de la exposición se logra principalmente a nivel nacional a través de las medidas anteriores y, en algunos casos, a través de ingeniería de seguridad contra incendios (FSE). No obstante, algunas normativas nacionales pueden incluir ciertas reglas, p.ej. Alemania para productos no combustibles para vías de escape o p.ej. Francia para aislamientos combustibles que se aplican al interior del edificio sin recubrimiento de barrera térmica. HUMO Y FSE El humo es la consecuencia de un incendio y, por tanto, su generación depende siempre del escenario del incendio. El humo puede proceder de diversas fuentes de ignición, y es probable que las emisiones de humo provengan de forma importante del contenido del edificio. La implicación de la envolvente del edificio, incluyendo el aislamiento, en la producción de humo variará mucho dependiendo de la solución constructiva y de las condiciones bajo las que se desarrolla el incendio. Cada una de las distintas etapas de un incendio en desarrollo y desarrollado acarrean un peligro específico de humo, que puede llegar al máximo durante la etapa de combustión sin llama. En términos de generación de humo las siguientes etapas son importantes y significativamente diferentes: • incandescencia continua o combustión sin llama • incendios muy ventilados o incendios con desarrollo de llamas • incendios poco ventilados • incendios posteriores a la combustión súbita generalizada La evaluación del comportamiento del humo y la determinación del peligro en un edificio debería tener en cuenta los escenarios relevantes del incendio (= evaluación del riesgo) [6]. El humo forma parte de la evaluación del riesgo. Dicha evaluación del riesgo tiene en cuenta el diseño completo del edificio y no solo el comportamiento del humo de un producto de construcción en un ensayo de humo. La FSE es la mejor vía para identificar y gestionar riesgos potenciales del humo, con independencia del tipo de aislamiento usado [7]. seguridadcontraincendiosenedificios 6 El riesgo de incendio se define como la probabilidad de un incendio combinada con una medida cuantificada de sus consecuencias. El peligro de incendio es un objeto físico o una condición física con un potencial para una consecuencia no deseable de incendio. El peligro de humo es el potencial de lesiones y/o daños del humo (ref.: ISO 13943:2000 Seguridad contra incendios – vocabulario) 7 Hoja informativa de ISOPA: Risk assessment of smoke in buildings: Fire safety Engineering & PU insulation products (enero de 2008). http://www. isopa.org/isopa/uploads/Documents/ documents/smoke%20fact%20sheet.pdf
  12. 12. 8 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe PELIGRO DE HUMO PLANTEADO POR MATERIALES Y PRODUCTOS Todos los materiales orgánicos producen humo (tóxico y visible) al quemarse. La cantidad producida no es una propiedad intrínseca del material, sino que depende de parámetros tales como la cantidad y tipo de material que se está quemando, de la cantidad de oxígeno disponible, de la etapa de desarrollo del incendio, de la temperatura (véase la Figura 3), y del contenido de humedad. La tabla 2 muestra el humo visible del poliuretano frente al de la madera y otros materiales poliméricos según dos normas de ensayo diferentes con sus condiciones específicas. 8 M Mann, W Pump, FW Wittbecker: Una contribución a la estimación de la toxicidad aguda en incendios (en alemán), Zeitung für Forschung und Technik im Brandschutz (4/1995) seguridadcontraincendiosenedificios Figura 3: Potencial de toxicidad de un producto de poliuretano rígido en función de la temperatura [8] EJEMPLOS DE PELIGROS DEL HUMO • Una combustión sin llama en la habitación de origen puede ser un peligro para una persona que duerme y no se despierta a tiempo. • Un incendio ventilado y en desarrollo no supone un gran peligro para los ocupantes alertas que están en la habitación de origen del incendio o en sus proximidades ya que pueden escapar antes de que el incendio crezca hasta un tamaño peligroso. Sin embargo, puede ser problemático en espacios en los que no es posible la evacuación, p.ej. una prisión o espacios ocupados por personas discapacitadas que necesitan asistencia en la evacuación. • Los incendios poco ventilados se caracterizan por un contenido bajo de oxígeno y una mayor toxicidad del humo. A menudo las dimensiones del incendio se mantienen reducidas, aunque puede crecer instantáneamente cuando haya disponibilidad de oxígeno y entonces sorprender a ocupantes lejanos o a los equipos de rescate. • Uno de los peligros más grandes del humo es para los ocupantes que están alejados de la fuente del incendio y que son alcanzados por el humo de un incendio no detectado que ha crecido hasta un tamaño grande o que está en la etapa posterior a la combustión súbita generalizada.
  13. 13. 9 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe 9 FW Wittbecker: El problema de evaluar la visibilidad en incendios reales (en alemán), Bauphysik (3/1993) 10 M Hirschler: Actas de la Conferencia de BFP – Retardantes de llama 2006, Londres, Reino Unido (2006), p. 47 seguridadcontraincendiosenedificios El humo de un incendio es siempre muy tóxico, con independencia de los materiales que se estén quemando. Los productos de combustión de todos los materiales incluyen monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2 ) y agua. Los materiales que contienen nitrógeno, como lana, seda, nailon, y PU también pueden producir cianuro de hidrógeno (HCN) u óxidos de nitrógeno. Los materiales que contienen halógenos como el PVC y los retardantes de llama pueden producir cloruro de hidrógeno (HCl) o bromuro de hidrógeno (HBr). Los materiales celulósicos y la madera pueden producir acroleína, que es uno de los componentes más tóxicos del humo. Los asfixiantes como el CO y HCN pueden producir efectos narcóticos o incluso incapacitación o muerte. Un nivel reducido de oxígeno o la falta de este también causa efectos asfixiantes. Los cloruros de halógeno y la acroleína son irritantes. La intoxicación puede ser un efecto adicional de diferentes tóxicos significativos. El tóxico dominante en un incendio es el monóxido de carbono (CO), que se produce por la combustión de cualquier material orgánico. Los materiales orgánicos desprenden del 10 al 20 % de su peso en forma de CO cuando están implicados en un incendio con combustión súbita generalizada. [10] La composición química de la carga de fuego no es el factor decisivo Tabla 2: Densidad óptica del poliuretano en comparación con otros productos, en dos modelos de descomposición diferentes [9]
  14. 14. MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe 10 11 Igual que la referencia 9 12 D Buszard: La función de los retardantes de llama en la reducción de los peligros de incendio, Flame Retardants Conference, Londres (1998), p. 45 seguridadcontraincendiosenedificios en relación con las condiciones de atención (visibilidad, calor, toxicidad, peligro) en el recinto del incendio. A pesar de ello se ha realizado un cierto número de ensayos comparativos, y los resultados de todos los ensayos disponibles han demostrado que no hay diferencias claras entre las espumas sintéticas como el poliuretano, el poliestireno, la poliamida, el policloruro de vinilo, etc. y los productos naturales como la madera y la lana. La letalidad del humo de todos los materiales investigados estaba en el mismo rango, incluidos los materiales que contienen nitrógeno. La influencia de la temperatura y la ventilación era comparable para los diferentes materiales involucrados. [11] Se ha visto que una baja contribución de un material a un incendio es en general más importante que las diferencias en la toxicidad del humo de los materiales. [12] Cabe señalar que en las aplicaciones habituales el aislamiento de PU está protegido y la contribución al incendio es probablemente pequeña durante el período de evacuación. Tabla 3: Potencial tóxico de diversos materiales
  15. 15. MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe ›› ASPECTOS A CONSIDERAR SOBRE LA SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS • Es necesario que la evaluación de la seguridad contra incendios tenga en cuenta una amplia gama de factores, incluyendo la ocupación y el uso, y no solo la construcción del edificio. • La compartimentación puede incrementar significativamente las oportunidades de controlar la propagación y la magnitud de un incendio, pero también es igualmente posible tener un cierto número de recintos involucrados, cada uno en diferentes etapas del desarrollo del incendio. • Los detectores de humo aumentan significativamente la probabilidad de que un incendio se descubra de forma temprana, permitiendo la evacuación segura y también las oportunidades de que el incendio se mantenga pequeño y sea contenido. • Los sistemas rociadores garantizan una extinción temprana en la etapa de desarrollo de un incendio. • El tiempo requerido para la evacuación depende del tamaño y diseño del edificio, y de la finalidad a la que se destina, así, por ejemplo, una guardería necesitaría un período de evacuación más prolongado que un edificio de oficinas, y un edificio de múltiples plantas necesitaría más tiempo que uno de una sola planta. • La Euroclasificación de los materiales de aislamiento se basa en los ensayos desarrollados para productos de recubrimiento interior. Es necesaria una perspectiva más amplia para clasificar el comportamiento ante el fuego del aislamiento que tenga en cuenta el contexto en que se usa. Ésta se está desarrollando gradualmente, p.ej. fachadas. • El aislamiento de PU puede cumplir las normas exigidas para la mayoría de las aplicaciones. seguridadcontraincendiosenedificios11
  16. 16. 1 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe Tabla 2: Calor de combustión y densidad de la carga de fuego para diferentes materiales de aislamiento y tela asfáltica para cubiertas ›› PRÁCTICAS COMUNES DE CONSTRUCCIÓN La forma de construir edificios ha cambiado considerablemente en las últimas cuatro décadas. Los centros comerciales, edificios industriales o cámaras frigoríficas son más grandes. Se procesan, almacenan y comercializan grandes cantidades de productos. En la industria alimentaria actual, es habitual el procesamiento caliente para producir alimentos precocinados. Generalmente la carga de fuego del contenido del edificio excede mucho la de los productos de construcción (véanse densidades de carga de fuego de edificios típicos – Tabla 1 – y del aislamiento – Tabla 2). Además, es muy probable que el contenido contribuya en primer lugar a un incendio. Por último, las envolventes de todos los tipos de impactodelaislamientosobrelaseguridadcontraincendiosenedificios impacto del aislamiento sobre la seguridad contra incendios en edificios Tabla 1: Carga de fuego estimada. Para más detalles sobre los valores declarados véase el informe Natural Fire Safety Concept, elaborado en el marco del Proyecto de Valorización (20 de agosto, 2001) CARGA DE FUEGO ESTIMADA Tipo de edificio Carga de fuego [MJ/m2 ] Biblioteca 1 800 Habitación de hotel 400 Oficina (estándar) 500 Escuela 350 Teatro, cine 350 Edificio de transporte (espacio público) 150 Centro comercial (incluyendo pasillos) 750 Edificio residencial 950 Hospital 300 Material Densidad [kg/m3 ] Conductividad térmica [W/(m. K)] Espesor [(mm) para U=0.21 W/m2 K] Calor de combustión [MJ/kg] Densidad de la carga de fuego [MJ/m2 ] PIR/PUR 30 0.023 115 27 93 Lana de roca (Euroclase A2) 120 0.040 200 3 72 160 0.037 185 3 89 EPS 20 0.035 175 39.6 139 Aislamiento de madera 100 0.040 200 16.2 324 Tela asfáltica 2 capas (8 mm) 800 n.a. n.a. 40 256
  17. 17. 2 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe 1 El punto de combustión súbita generalizada es la temperatura a la que súbitamente todos los combustibles de la instalación comienzan a quemarse de forma que el incendio cambia bruscamente de un fuego local a uno generalizado impactodelaislamientosobrelaseguridadcontraincendiosenedificios edificios, sean residenciales, comerciales, industriales y de cadena de frío, están cada vez mejor aisladas. Se evitan puentes fríos y se controla la ventilación. Estos cambios dan lugar a diferentes riesgos y peligros de incendio. Por ejemplo, un fuego puede desarrollarse más rápido en instalaciones grandes con grandes cantidades de productos combustibles almacenados o en casas o habitaciones que estén bien aisladas. ›› NUEVAS PRÁCTICAS DE CONSTRUCCIÓN: EDIFICIOS DE ALTA EFICIENCIA ENERGÉTICA En las dos próximas décadas, tanto los edificios nuevos como los existentes necesitarán mejorar más su eficiencia energética. Los elementos fundamentales para mejorar la eficiencia energética de los edificios incluyen el uso de más aislamiento y de mayor grosor en el suelo, paredes y cubierta, la instalación de ventanas de doble o triple acristalamiento y envolventes estancas al aire. Al mismo tiempo es necesario un sistema de ventilación controlada. Pueden instalarse paneles solares para producir la energía restante requerida. Por último, las fuentes de calefacción tradicional, que pueden haber sido la causa de incendios en el pasado, son menores o ya no están presentes en edificios de bajo consumo de energía. Los medios de comunicación han informado de que los incendios en edificios de elevada eficiencia energética alcanzan la combustión generalizada (flashover) más fácilmente [1]. La mayor incidencia de situaciones de combustión súbita generalizada ha sido relacionada en los medios de comunicación con casas mejor aisladas. ¿Hay más incendios en casas mejor aisladas? No necesariamente, aunque la posibilidad de que el incendio crezca más es mayor. La razón, sin embargo, no es el aislamiento, sino que debe buscarse en las diferencias físicas de un edificio eficiente energéticamente: • Un incendio en un edificio muy aislado crecerá más rápido en
  18. 18. 3 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe impactodelaislamientosobrelaseguridadcontraincendiosenedificios comparación con uno en un edificio no aislado porque el calor se conserva en el edificio. Esto sucede con independencia del tipo de aislamiento. • La ventilación controlada y las ventanas/puertas cerradas pueden conducir a incendios más lentos, pero que pueden alcanzar instantáneamente la combustión súbita generalizada cuando los equipos de rescate abren la puerta (contracorriente, backdraft). • Las ventanas de triple acristalamiento pueden no romperse o hacerlo sólo en una etapa posterior del incendio. Conjuntamente con la hermeticidad, ello lleva a una reducción rápida del oxígeno en caso de incendio. Cuando se abre una puerta y entra aire fresco, provoca a continuación el reavivamiento instantáneo del incendio. • En algunos casos, los paneles solares han causado problemas durante la extinción de incendios, cuando entran en contacto con el agua de extinción. Generalmente, un reciente estudio de Dutch National sobre la seguridad contra incendios de materiales de aislamiento combustibles concluyó que la aplicación actual y correcta en la envolvente del edificio no contribuye significativamente a la gravedad del incendio ni al aumento de víctimas del Tabla 3: Comparación internacional sobre el número de víctimas de incendios “en el hogar” por cada 100 000 habitantes de un país dado (promedio de varios años) [2] 2 Dr. rer. nat. Georg Pleß (Institut der Feuerwehr Sachsen-Anhalt basado en estadísticas de la Organización Mundial de la Salud), Ständige Konferenz der Innenminister und -Senatoren der Länder, Forschungsbericht Nr. 145 (Teil 1)
  19. 19. 4 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe impactodelaislamientosobrelaseguridadcontraincendiosenedificios incendio [3]. Esta conclusión es confirmada por las estadísticas oficiales. La cuota de mercado del aislamiento de lana mineral no combustible en Escandinavia alcanza el 85 %, mientras que los materiales de aislamiento orgánico combustible como el PU suponen casi la mitad del mercado de aislamiento en Europa Central y del Este. Sin embargo el número de accidentes per cápita es significativamente más alto en los edificios residenciales escandinavos. De manera más específica, un estudio de simulación sobre seguridad contra incendio en casas pasivas, puesto en marcha por el Hoge Raad voor Brandveiligheid (Consejo Superior para la Seguridad Contra Incendios en Bélgica), no dio lugar a una gran preocupación. La conclusión fue que la fase temprana de un incendio es bastante similar a la de los edificios tradicionales y que las casas pasivas no constituyen un mayor riesgo para la evacuación de los ocupantes. En una fase posterior, el incendio simulado en una casa pasiva alcanzó temperaturas inferiores debido a menores niveles de oxígeno. El informe concluye además que puede existir un mayor riesgo de contracorriente cuando se abre una puerta en esta fase [4]. De lo anterior, puede concluirse que es posible un crecimiento más rápido del incendio y que, en la mayoría de los casos, se debe a las diferencias físicas de la construcción y no a la elección del material de aislamiento. Es necesario tener en cuenta los cambios en el diseño de edificios debidos al aumento de la eficiencia energética. Cuando se entiendan las causas, podrán formularse recomendaciones efectivas cuando y donde se necesiten. Se han emitido recomendaciones para los bomberos, p.ej. directrices para la seguridad de equipos de rescate, o vías especiales de extinción de incendios en edificios herméticos. 3 2009-Efectis-R0824, Brandveiligheid van isolatiematerialen, for Ministerie VROM (febrero de 2010) 4 S Brohez y otros: Casa pasiva e incendio = ¿Infierno?, Informe final financiado por SPF Interieur, Direction générale Sécurité Intégrale, Issep, Bélgica (2009-2010)
  20. 20. 1 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe 1 P.ej. Reino Unido – BS 476; Francia – NF P 92-50; Alemania – DIN 4102 ›› INTRODUCCIÓN NORMAS Y ENSAYOS ACTUALES En el pasado los fabricantes, diseñadores y prescriptores del mercado interno tenían que hacer frente a la falta de normalización europea/internacional significativa para la evaluación del comportamiento frente al fuego de los productos de construcción. Los países han desarrollado sus propias normas [1], nuevos productos llegaban continuamente al mercado, y existía la complicación adicional del rango de aplicaciones; por ejemplo, ¿es un ensayo de evaluación del comportamiento de un producto en un incendio de una casa igualmente aplicable a un incendio de un gran almacén? El sistema de clasificación europeo de reacción al fuego se introdujo en apoyo de la Directiva de Productos de Construcción (CPD, por sus siglas en inglés) al objeto de lograr la armonización y eventualmente sustituir a las diferentes normas y ensayos nacionales. Ciertamente podrían obtenerse algunas correlaciones entre las 7 Euroclases y elementos de las normas preexistentes. Sin embargo, ha sido difícil traducir las clases nacionales de reacción al fuego a las Euroclases equivalentes. Por ejemplo, los resultados del ensayo nacional holandés para el humo son muy diferentes de los resultados en el ensayo de humo del ensayo SBI, que se usa en la clasificación en Euroclases. La armonización de las normas de ensayo en Europa es significativa mientras apunta a la simplificación y estandarización. Sin embargo, el uso previsto, como se describe en la CPD, se traduce en campos de aplicación. En consecuencia, deben interpretarse y evaluarse los resultados de los ensayos para confirmar una clasificación de fuego, incluyendo las condiciones de contorno. Estas caen actualmente en dos categorías: el campo de aplicación directo (DIAP) y el campo de aplicación extendido (EXAP). En particular, para las normas de ensayos de resistencia al fuego se derivan ambas reglas DIAP y EXAP. Pero mientras que las reglas DIAP se limitan al diseño particular ensayado, admitiendo sólo mínimas variaciones, las reglas EXAP permiten grandes variaciones, dentro de los parámetros del conocimiento y la experiencia aceptados. Todavía hay discusiones en curso en Europa sobre las reglas EXAP, pero en muchos Estados Miembro existen reglas EXAP, p.ej. para incendios por el exterior. Esencialmente, se aplican las normas y ensayos armonizados, pero todavía existe la cuestión de que cada Estado Miembro decida qué nivel de clasificación se considera aceptable para cada tipo de aplicación. normaseuropeascontraincendiosylegislaciónnacional normas europeas contra incendios y legislación nacional
  21. 21. 2 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe CATEGORÍAS DE NORMAS CONTRA INCENDIOS La normativa contra incendios se refiere a tres categorías básicas de normas contra incendios: • Reacción al fuego • Resistencia al fuego • Reacción al fuego exterior en cubiertas Cada una de estas se desglosa en los tres capítulos siguientes. Una cuarta categoría está en desarrollo: Reacción al fuego exterior en fachadas. Ha sido promovida por la introducción de nuevos sistemas de fachadas y su creciente importancia. ›› REACCIÓN AL FUEGO Un ensayo de reacción al fuego evalúa la facilidad con la que puede inflamarse un producto y contribuir a la propagación del incendio. Se refiere principalmente a las primeras etapas del desarrollo de un incendio y es posiblemente más relevante para aquellos productos directamente expuestos al fuego, p.ej. recubrimientos de paredes, recubrimientos de techos y superficies de muros exteriores. Es también relevante para evaluar el rendimiento de los productos de construcción durante la construcción o durante el mantenimiento del edificio, p.ej. soldadura de elementos del edificio. normaseuropeascontraincendiosylegislaciónnacional Tabla 1: Temperatura de ignición de materiales según ASTM-D 1929. Para las familias de productos versátiles se facilita un rango
  22. 22. 3 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe EUROCLASIFICACIÓN Bajo el sistema de clasificación europeo de reacción al fuego como se define en la Norma EN 13501 parte 1, los productos de construcción se someten a ensayos de reacción al fuego y se dividen en siete Euroclases: • A1 y A2 • B,C,D,E • F para materiales cuyo comportamiento todavía no ha sido determinado o caen fuera de los criterios de la Euroclase E La clasificación del aislamiento de PU puede ir desde B a F dependiendo de una diversidad de factores, entre los que se incluyen los tipos de recubrimientos, la formulación usada y la condición de uso final. Para indicar la producción de humo (s1, s2 y s3), y gotas inflamadas (d0, d1 y d2) se utilizan clasificaciones adicionales. El PU puede alcanzar cualquier clasificación entre s1 y s3 para el desarrollo de humo, dependiendo nuevamente de la formulación, recubrimientos y condiciones de uso final, pero como material termoestable no produce gotas y por tanto, siempre alcanza d0. El sistema de Euroclases no considera todavía el potencial de combustión sin llama o incandescencia continua de un producto. Como esto se considera un riesgo, la Comisión Europea mandó al Comité de Normalización Europeo CEN desarrollar un método de ensayo. La combustión sin llama o la incandescencia continua representan procesos de combustión interna lentos que pueden generar incendios más tarde a cierta distancia de la fuente de ignición original. Otras partes de la Norma EN 13501 abarcan la clasificación de resistencia al fuego (partes 2, 3 y 4), reacción al fuego exterior en cubiertas (parte 5) y cables (parte 6). NORMAS CONTRA INCENDIOS EUROPEAS PARA DETERMINAR LA EUROCLASE Para determinar la Euroclase de todos los productos de construcción excepto los recubrimientos de suelos y cables se utilizaron los siguientes ensayos: normaseuropeascontraincendiosylegislaciónnacional
  23. 23. 4 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe EN ISO 1182 Ensayo de no combustibilidad EN ISO 1716 Determinación del calor de combustión EN ISO 13823 Único objeto ardiendo (Single Burning Item, SBI) EN ISO 11925-2 Ensayo de inflamabilidad con el pequeño quemador La primera etapa del ensayo es la Norma EN ISO 11925-2, que simula la inflamación mediante una pequeña llama como un mechero aplicada durante un breve tiempo (15 segundos) en el borde o superficie del producto a ensayar. Esto puede resultar en una clasificación E o F, o ser un requisito previo para el ensayo SBI (30 segundos de exposición en lugar de 15), cuando el objetivo es alcanzar clases B, C o D. En el método de ensayo SBI según la Norma EN ISO 13823, se expone una muestra a una llama de gas de 30 kW, que simula un único objeto ardiendo en una esquina (p.ej. una papelera). Se analizan los gases de escape. A partir de la cantidad de oxígeno consumida y la cantidad de CO liberada, puede calcularse el calor liberado por la muestra en combustión. La clasificación principal se basa en los criterios de FIGRA (Fire Growth Rate, índice de velocidad de crecimiento del fuego) y THR (Total Heat Release, desprendimiento total de calor en el plazo de 10 minutos), y para las clases superiores se tiene en cuenta además la propagación lateral de la llama. En el conducto de escape, también se mide la opacidad del humo resultante en los criterios SMOGRA (Smoke Growth Rate, índice de velocidad de crecimiento del humo) y TSP (Total Smoke Production, Producción total de humo – medida a lo largo de 10 minutos) que forman la base para la clasificación de humo del producto. El tercer parámetro de clasificación se basa en la observación visual de si se observan gotas inflamadas (fuera del área del quemador) durante el ensayo. La combustión sin llama se convertirá en un criterio de clasificación de reacción al fuego a petición de algunos reguladores nacionales. Hay un nuevo ensayo en desarrollo. Como este ensayo todavía no está disponible como método armonizado, se permite que los Estados Miembro tengan ensayos nacionales adicionales y normas para productos con Marcado CE. normaseuropeascontraincendiosylegislaciónnacional
  24. 24. 5 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe Para revestimiento de suelos, se ha adoptado un ensayo existente de propagación horizontal de la llama según Norma EN ISO 9239-1, para las clases A2fl to Dfl, en lugar del SBI. ANTECEDENTES DE LA CLASIFICACIÓN DE REACCIÓN AL FUEGO DE PRODUCTOS Las Euroclases se determinan a través de métodos de ensayo a pequeña y mediana escala. En algunos casos y para algunos productos, no se ha considerado aceptable el sistema de Euroclasificación, por ejemplo para productos lineales. Para los cables, aislamientos de tuberías y tuberías se han desarrollado y adoptado sistemas de clasificación diferentes. La clasificación de reacción al fuego de productos no debe confundirse con el comportamiento de seguridad contra incendio en un edificio. No debería interpretarse de forma que con un producto A2, un edificio será siempre seguro frente a un incendio o que con un producto E el edificio será menos seguro frente a un incendio. La seguridad contra incendios en un edificio depende fuertemente de cómo se han instalado los productos. Para productos distintos de los de revestimiento de paredes y techos, puede no existir una correlación fácil entre la clase de reacción al fuego del producto y su comportamiento real en el edificio. normaseuropeascontraincendiosylegislaciónnacional Derecha – Tabla 2: Posibilidades de las clases de reacción al fuego Izquierda – Figura 1: Todavía no se ha desarrollado el método de combustión sin llama Clases de reacción al fuego (Euroclases) Normas CEN Contribución al fuego Intensidad del humo Gotas inflamadas A1 No aplicable No aplicable A2 s1, s2, s3 d0, d1, d2 B s1, s2, s3 d0, d1, d2 C s1, s2, s3 d0, d1, d2 D s1, s2, s3 d0, d1, d2 D No ensayado No ensayado F
  25. 25. 6 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe 2 Hoja informativa 1 de PU Europe: Fire resistance of different insulation materials in pitched roofs and timber frame walls, disponible para descarga desde: http:// www.pu-europe.eu/site/fileadmin/ Factsheets_public/Factsheet_1_Fire_ resistance_of_different_insulation_ materials_in_pitched_roofs_and_timber_ frame_walls.pdf La interpretación del uso seguro de los productos de construcción se hace a través de la normativa nacional (Estados Miembro) contra incendios de edificios. CLASIFICACIÓN DE REACCIÓN AL FUEGO EN USO FINAL El ensayo de planchas de aislamiento como tal no tiene en cuenta el contexto donde se utilizan, p.ej. detrás de un recubrimiento como placas de yeso laminado o ladrillos. En el alcance de la norma de clasificación de reacción al fuego, Norma EN 13501-1, figura escrito que se supone que el ensayo se realiza en las condiciones de uso final del producto de construcción. La norma del ensayo SBI ofrece algunas reglas básicas de montaje y fijación, pero pueden no ser suficientes. Pueden usarse las condiciones específicas de montaje y fijación siempre que el fabricante comunique claramente las condiciones límite de la Euroclase declarada. Por tanto las especificaciones del producto (normas de producto armonizadas y ETAGs) pueden contener reglas de montaje y fijación adicionales. La primera versión de las normas de productos de aislamiento no tenía reglas de montaje y fijación adicionales. Además, quedó claro que la clasificación de productos de aislamiento como tal no refleja el comportamiento del producto en sus condiciones de uso final real. Se desarrolló y adoptó una norma de montaje y fijación (Norma EN 15715) para ser usada con las normas de productos, que permite que el fabricante clasifique su producto ensayado según el SBI en un número específico de configuraciones que simulan las condiciones de uso final, en adición a la clasificación como tal del producto. En algunos Estados Miembro, es necesaria una clasificación de uso final para la interpretación de las normativas nacionales. ›› RESISTENCIA AL FUEGO Una definición de la resistencia al fuego es “la capacidad de un elemento estructural de mantener su función estructural, mientras es expuesto a temperaturas similares a las que pueden encontrarse en un incendio desarrollado durante un período de tiempo especificado.” [2] normaseuropeascontraincendiosylegislaciónnacional Los paneles de PU cubiertos con yeso (placa de yeso laminado) alcanzan la clase B en los ensayos SBI según la norma EN 13823
  26. 26. 7 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe Consecuentemente, la resistencia al fuego se refiere a la estructura, que principalmente es una combinación de productos y su método de montaje. Sin embargo, puede consistir en un único producto o en uno compuesto. La acreditación, por tanto, se adjudica a esa solución constructiva en conjunto, y no a los productos individuales que la componen. Con este tipo de ensayo, hay muchas combinaciones posibles de productos y montajes que componen la estructura global, y no resulta práctico ensayar cada combinación. Debido al enorme número de variaciones posibles, las normas armonizadas se acompañan de reglas de campo de aplicación directo y extendido. Para clasificar la resistencia al fuego se utilizan de manera amplia estos dos ensayos: los métodos (R)EI según Norma EN 1365-2 (para elementos portantes) o según Norma EN 1364-2 (para elementos no portantes): R = la capacidad portante del elemento, contemplando la resistencia y estabilidad E = la integridad del elemento, la capacidad del elemento para contener las llamas I = aislamiento; la capacidad del elemento de contener el calor Los resultados se expresan como el número de minutos que resisten los tres factores a los efectos de un incendio, por ello un elemento que satisfaga la totalidad de estos criterios durante 30 minutos se clasificará como REI 30. La clasificación de la resistencia al fuego se describe en la Norma EN 13501-2, 3 y 4. Debido a que la muestra de ensayo tiene que representar el elemento completo, cubierta o pared, etc., la determinación del REI requiere ensayos a gran escala y son caros. Por ejemplo, un ensayo de una cubierta plana necesita incluir la base que soporta la cubierta, la capa de impermeabilización, así como que el aislamiento respetando el método de fijación. Naturalmente, el grado en que el aislamiento juega un papel en la resistencia al fuego depende de la solución constructiva. Por ejemplo, si se sometiera a ensayo una cubierta plana con una base de losa de hormigón, se obtendrían varias horas de resistencia al fuego, con independencia de qué otros normaseuropeascontraincendiosylegislaciónnacional
  27. 27. 8 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe productos se situaran encima y cuando fallara, el comportamiento del efecto de los otros productos sería irrelevante ya que la propia estructura ya estaría comprometida. Con respecto al criterio de la resistencia aislante (I), la experiencia y los ensayos han demostrado que las estructuras aisladas con productos de poliuretano rígido (PU) muestran un comportamiento excelente frente al fuego en escenarios de fuego real debido a su carácter termoestable y a su elevada estabilidad térmica. Esto es más acusado con el aislamiento PIR, que está formulado para mejorar la resistencia al fuego. La carbonización que se produce en la superficie del aislamiento protege al núcleo de la descomposición, por ello se mantiene la integridad de la estructura durante un largo tiempo, incluso si es fuertemente atacado por el fuego. Las estructuras aisladas con aislamiento de PU pueden comportarse mejor u ofrecer un rendimiento equivalente a las estructuras aisladas con otros materiales de aislamiento comúnmente utilizados. El aislamiento de PUR/PIR se comporta mejor de lo que el sistema de Euroclasificación podría indicar en “reacción al fuego”. El aislamiento de PU no se funde o gotea cuando se calienta. Hay evidencias en los ensayos descritos en los ejemplos 3 y 4 del capítulo Prestaciones en ensayos según la aplicación. ›› REACCIÓN AL FUEGO EXTERIOR EN CUBIERTAS Estadísticamente hablando, hay muy pocas evidencias de incendios que se originen desde una fuente de fuego externa. No obstante, hay una gran gama de métodos de ensayo existentes con una amplia variación en el enfoque e interpretación de los resultados de ensayos en Europa. La clasificación de las cubiertas según el comportamiento ante fuego exterior se describe en la Norma EN 13501-5. El ensayo se basa en la Especificación Técnica (Technical Specification) TS 1187, que se divide en cuatro escenarios de ensayo diferentes (1187-1 a 1187-4). Los Estados Miembro de la UE no han sido capaces de llegar a un acuerdo sobre un solo ensayo y los países tienden a adherirse a sus ensayos históricos y criterios relacionados. Incluso dentro de un grupo de países que utilizan un tipo de ensayo, hay enfoques diferentes. Por ejemplo, el 1187-1 se utiliza de forma diferente en los Países Bajos en Bélgica o en Alemania. normaseuropeascontraincendiosylegislaciónnacional Montaje del ensayo según la Norma EN 1365-1: cara no expuesta de la muestra e imagen termográfica durante el ensayo
  28. 28. 9 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe normaseuropeascontraincendiosylegislaciónnacional Debido a esta variación entre países y a la aplicación de las reglas EXAP/ DIAP [3], la interpretación y los resultados son variables. Por tanto, la utilidad de cualquier comparación entre los Estados Miembro es cuestionable. La TS 1187 es un ensayo de un sistema, en el que se tienen en cuenta todos los componentes. Estos son normalmente la cubierta soporte, el aislamiento, la barrera de vapor y la capa de impermeabilización en la parte superior. Puede haber presentes más capas. Si hubiera que someter a ensayo cada una de las variaciones de estos componentes, los costes serían extremadamente elevados. Basadas en la experiencia con los ensayos nacionales, se han desarrollado las reglas para la aplicación directa y extendida de resultados de ensayos para los diferentes ensayos. Estas reglas se publicarán pronto. Para un cierto número de sistemas de cubierta, la experiencia muestra que la capa de recubrimiento es capaz de proteger las capas inferiores de cualquier impacto de un incendio desde el exterior. Este es la razón por la que la Comisión Europea ha tomado la decisión de permitir la “clasificación sin necesidad de ensayo” (CWFT, por sus siglas en inglés) para un determinado número de revestimientos de cubierta. Esto incluye no solo productos como la piedra, el fibrocemento y el acero, sino también paneles sándwich de caras metálicas con núcleo de PUR o PIR que son cubiertas clasificadas Broof sin necesidad de ensayo (T1, T2 o T3), si se cumplen ciertas condiciones (espesor de la capa de revestimiento, etc.). ¿Hacia un solo escenario de ensayo armonizado? Para armonizar las configuraciones de los ensayos y estandarizar los resultados se ha propuesto un ensayo de único objeto ardiendo en cubierta (SBR, por sus siglas en EJEMPLO DE DIFERENTES ENFOQUES DE PAÍSES A LA TS 1187 Escenario Origen Criterios 1187-1 Alemania Antorchas ardiendo (goteo), penetración del fuego incluyendo combustión sin llama 1187-2 Nórdicos Antorchas ardiendo 1187-3 Francia Antorchas ardiendo, viento y radiación 1187-4 Reino Unido Llama de gas, viento y radiación (como en BS 476 parte 3) Tabla 3: Ejemplo de diferentes enfoques de países a la TS 1187 3 Véase también la introducción a esta sección
  29. 29. MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe inglés). Los diferentes puntos de vista de los Estados Miembro hacen que este debate sea complejo, lo que lleva a un número elevado de parámetros a considerar en la configuración del ensayo. En vista de la rareza de los peligros de incendio externo, el ensayo podría ‘sobre-diseñarse’. Mientras tanto, la mayoría de los fabricantes ha realizado ensayos y clasificaciones de acuerdo con la norma existente, por lo que resulta cuestionable si tiene sentido desarrollar otro ensayo nuevo. Además, no se ha encontrado financiación para el desarrollo y validación de dicho ensayo. Por ello el trabajo se ha interrumpido en el grupo de normalización europeo de exposición a incendio exterior de cubiertas. ›› REACCIÓN AL FUEGO EXTERIOR EN FACHADAS Con los crecientes requisitos de ahorro de energía, se aíslan cada vez más casas mediante la aplicación de sistemas de aislamiento térmico por el exterior de la fachada del edificio. En los últimos años, se han introducido normativas relativas a la seguridad contra incendio de estos sistemas de aislamiento en la mayoría de los países europeos. Para otras aplicaciones en edificación, estas exigencias se basan principalmente en los resultados de ensayos de laboratorio, pero para las fachadas se han desarrollado ensayos a escala completa para mostrar el comportamiento de toda la construcción en un incendio real. ¿CUÁLES SON LAS FUENTES DE INCENDIO RELEVANTES Y CÓMO SE DESARROLLA UN INCENDIO A LO LARGO DE LA FACHADA? Un incendio en una fachada puede ser iniciado por otro incendio en una casa próxima a la fachada, o por la combustión de un elemento próximo a la fachada (incendio de un coche o un contenedor de basura). La fuente más frecuente y en muchos casos la más grave de incendio de una fachada se deriva de una situación de combustión súbita generalizada en una habitación. En este caso, después de algún tiempo la ventana se rompe, y entonces las llamas son tan elevadas que alcanzan la ventana del piso situado encima del fuego inicial. Después de algún tiempo, esta ventana también se destruye y el fuego incendia los elementos de esta habitación. Cuando ocurre de nuevo la combustión súbita generalizada se alcanza la habitación en el siguiente piso, 10normaseuropeascontraincendiosylegislaciónnacional Ensayo de fuego en fachada
  30. 30. MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe y comienza de nuevo el mismo proceso. Dicho incendio se propagará siempre hacia arriba, aunque requiere cierto tiempo. Si la fachada tiene aislamiento, es importante evitar que se acelere este proceso, y que el sistema de aislamiento de la fachada contribuya a una rápida propagación del incendio hacia arriba. ENSAYOS DE FUEGO EN FACHADAS En el pasado, la mayoría de los países habían establecido requisitos para el aislamiento exterior de la fachada basados en las clasificaciones obtenidas de los ensayos de laboratorio habituales. La experiencia ha mostrado que, en ciertos casos, estos ensayos no ofrecen suficiente información sobre el comportamiento del sistema de aislamiento completo en un incendio real. Por ello se han desarrollado ensayos a escala completa en varios países europeos. La mayoría de ellos se basan en el escenario de un incendio de una habitación y la irrupción a través de una ventana. En la mayoría de los casos, los parámetros medidos incluyen la observación de la propagación de la llama (observación visual y mediciones de temperatura), la evaluación del daño en el exterior y dentro del sistema de aislamiento después del ensayo, así como gotas inflamadas y caída de fragmentos. Sin embargo, hay grandes diferencias entre los ensayos dependiendo del país. Entre los parámetros principales, que son diferentes, se incluyen los siguientes: • Tipo de fuente de incendio (algunos ensayos utilizan hogares de madera, otros quemadores de gas o combustibles líquidos) • Tamaño de la fuente del incendio • Configuración de la muestra (esquina o pared plana) • Altura del banco de ensayo Los diferentes ensayos son también usados de forma diferente por la normativa. Por ejemplo, en el Reino Unido se aplica una carga de fuego extremadamente alta, pero si un sistema de aislamiento de fachada supera este ensayo, puede aplicarse a cada edificio sin limitaciones. Alemania es un ejemplo de un enfoque diferente. Ahí, la carga de fuego durante el ensayo es menor, pero se ha establecido una limitación general para el uso de productos 11normaseuropeascontraincendiosylegislaciónnacional
  31. 31. MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe de aislamiento combustibles como el PU dentro del sistema de aislamiento de una fachada: por encima de una altura de 22 m (planta más alta ocupada) solo se permiten productos de aislamiento no combustibles. Actualmente, se está desarrollando un método de ensayo europeo dentro de la EOTA (Organización Europea para la Idoneidad Técnica). Este será un método de dos etapas (dos tamaños de carga de fuego y dos alturas del banco de ensayo). Basado en esto se han tenido en cuenta todas las exigencias normativas de los diferentes países europeos. El trabajo ya ha comenzado, pero todavía serán necesarios por lo menos dos años para que pueda estar disponible el método de ensayo europeo. PUR Y PIR PARA AISLAMIENTO DE FACHADAS Donde se permitan productos combustibles, es posible superar los requisitos de seguridad contra incendios de sistemas de aislamiento de fachadas con PU. Sin embargo, el aislante usado no es el único factor que decide en la seguridad contra incendios. Si se instala un SATE (Sistema de Aislamiento Térmico por el Exterior), la calidad y estabilidad del recubrimiento exterior (mallas de refuerzo y mortero) son también importantes para el comportamiento del sistema de aislamiento en un incendio. Para muros cortina (sistemas de recubrimiento de paredes con un espacio ventilado entre el recubrimiento exterior y la capa de aislamiento o la pared) hay que tomar siempre precauciones especiales, ya que el incendio podrá propagarse hacia arriba a través de la separación, si no se han aplicado barreras corta- fuego apropiadas. Esto es igualmente válido si se han aplicado productos de aislamiento no combustibles. Por ello, desde el punto de vista de la seguridad contra incendios, los productos de PUR y PIR pueden aplicarse en todos los sistemas de fachada, siempre que las normativas nacionales no exijan productos de aislamiento no combustibles, si se toman las precauciones necesarias. 12normaseuropeascontraincendiosylegislaciónnacional Recubrimiento exterior aplicado tan pronto como sea posible a las partes aisladas, fase a fase (Fachada ventilada, Manchester, Reino Unido, agosto de 2010)
  32. 32. 1 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe elpapeldelasnormasdeseguros el papel de las normas de seguros Aunque el objetivo primario de la legislación nacional es reducir el riesgo para la vida, las aseguradoras tienen un objetivo secundario, que es la protección de la propiedad. En consecuencia, hay un cierto número de normas de seguros contra incendios que contemplan diferentes aspectos del comportamiento contra incendios. Tres ejemplos ampliamente reconocidos son el Loss Prevention Certification Board (LPCB) con sede en el Reino Unido, la americana FM Global (antiguamente conocida como Factory Mutual) , y la alemana German Insurance Association (GDV). LPCB Los ensayos de LPC evalúan diversos niveles de comportamiento frente al fuego incluyendo la reacción al fuego, reacción y resistencia al fuego, y un nivel separado de resistencia al fuego solamente. La LPS1181 de LPC implica ensayos de “inaplicación” a gran escala aprobados por la aseguradora que combinan evaluaciones de reacción al fuego y resistencia al fuego. Es útil para evaluar el comportamiento de elementos tales como cubiertas y paredes en las etapas de desarrollo de un incendio. Sin embargo, como ensayo para sistemas, no puede usarse para evaluar el comportamiento de productos genéricos. FM Global FM Global es una importante compañía de seguros con sus propios procedimientos de ensayo de sistemas constructivos, incluidas construcciones y sistemas de paneles que incorporan planchas de aislamiento. La aprobación de FM engloba una gama de ensayos especificados en Normas de Aprobación, FM Approvals Standards 4880/4881/4771 y 4450. FMRC 4880 evalúa el comportamiento frente al fuego de sistemas de paneles aislados de cerramientos internos y externos, sistemas de cubiertas y techos mientras que la Norma 4881 de FM Approvals contempla específicamente el impacto del fuego y los peligros naturales en incendios de sistemas de paneles de paredes, FMRC 4471 y 4450 incluyen el ensayo de características específicas como el tráfico peatonal y succión del viento, además de características del fuego. Por ejemplo, una cubierta de acero aislada de la Clase 1 es una que cumple los criterios de FM 4450 para incendios internos, succión del viento, resistencias a carga móvil, corrosión de piezas de metal y fatiga de piezas de plástico. La norma es aplicable a todos los componentes montados en el sistema bajo la cubierta, mientras que la propia cubierta se ensaya según la norma “de aprobación 4471 de FM. GDV Y VDS El Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft (GDV) tiene su sede en Berlín y es el organismo que engloba a las empresas de seguros privadas de Alemania. Sus 469 compañías miembro ofrecen cobertura de seguro para viviendas privadas, la industria e instalaciones públicas.
  33. 33. 2 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe 1 http://www.efsac.org/ página ‘Activities’ EFSAC identifica así sus actividades [1] • Asesorando e influenciando en el proceso regulador de la legislación europea desarrollando estrechos vínculos con otras organizaciones europeas relevantes • Promocionando el uso de normas comunes dentro de Europa • Desarrollando la transparencia de métodos de ensayo y el principio de reconocimiento mutuo de ensayos, con el objetivo de conseguir un ensayo y certificación únicos • Trabajando hacia una sola auditoría de calidad de fábrica • Trabajando hacia una única auditoría de calidad de producto • Desarrollando códigos de prácticas adecuados y documentos de asesoramiento que abarcan el uso, aplicación, instalación y mantenimiento de sistemas y productos de seguridad y contra incendios • Publicando documentos técnicos aprobados por EFSAC (EFSAC-endorsed Technical Documents (ETDs)) cuando no existe ninguna otra especificación o norma de productos europea • Fomentando la armonización de normas CEN/CENELEC completas para minimizar la confusión sobre el marcado CE frente a la acreditación de las prestaciones y la calidad • Promoviendo la consistencia de la competencia entre Organismos Notificados elpapeldelasnormasdeseguros VdS, una filial de GDV, ofrece conceptos de protección contra incendios para la industria, prescriptores y contratistas. La organización posee un laboratorio técnico para ensayos de tipo y de sistemas. Los servicios incluyen programas de certificación y reconocimiento de productos (sistemas de detección de incendios, detectores de humo) e instaladores especializados. A nivel internacional, VdS trabaja estrechamente con laboratorios de certificación y ensayo de Europa y EE.UU. El ensayo y certificación de productos de aislamiento y elementos de construcción con aislamiento no están actualmente incluidos en la gama de actividades de VdS. Con las estrictas normas y legislación de seguridad contra incendios aplicados en Alemania, la industria de seguros alemana no ve la necesidad de introducir aún ensayos y clasificaciones adicionales. Los requisitos establecidos para fines de seguros se basan principalmente en legislaciones existentes y la industria de los seguros está tomando parte activa en el desarrollo de otras
  34. 34. 3 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe elpapeldelasnormasdeseguros normas (p.ej. DIN 18234 “Seguridad contra incendios de cubiertas planas a gran escala”), directrices y legislación para la evaluación de la seguridad contra incendios de productos y soluciones constructivas. Se han publicado varias directrices (Richtlinien), que proporcionan recomendaciones e interpretación complementaria basadas en resultados de ensayos oficiales y clasificaciones de productos y soluciones constructivas. Se facilitan recomendaciones especiales en particular para el uso de productos de aislamiento combustibles (p.ej. construcción y tipo de juntas de paneles sándwich). Vale la pena observar las siguientes publicaciones de VdS con respecto al aislamiento de cubiertas planas: • VdS 2035 Stahltrapezprofildächer, Planungshinweise für den Brandschutz • VdS 2216 Brandschutzmaßnahmen für Dächer, Merkblatt für die Planung und Ausführung ORGANISMOS EUROPEOS Hay un cierto número de organismos europeos preocupados en materia de seguros y comportamiento frente al fuego: El Consejo Asesor Europeo sobre Seguridad y Contra Incendios (European Fire and Security Advisory Council, EFSAC) comprende organizaciones en toda Europa que representan los intereses de fabricantes, suministradores, instaladores, usuarios finales, autoridades y aseguradores. Entre sus miembros figuran: • CEA – Federación Europea de Seguros y Reaseguros • CFPA Europe – Confederación de Asociaciones de Protección Contra Incendios de Europa • EUROFEU – Comité Europeo de Fabricantes de Protección Contra Incendios y Equipos de Seguridad y Vehículos Contra Incendios • EFSG – Organismos de certificación europeos
  35. 35. 4 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe elpapeldelasnormasdeseguros TENDENCIAS FUTURAS Los ensayos de sistemas son importantes, pero pueden convertirse en extremadamente caros si tienen que tener suficiente alcance para ser significativos. Es vital no dejar que la política de productos influya en la percepción de los riesgos reales. Una forma de resolver la gama existente de diferencias en ensayos puede ser buscar soluciones constructivas “consideradas satisfactorias” por la resistencia al fuego. Por ejemplo, siempre que una cubierta de hormigón ofrezca una solución de ingeniería de seguridad contra incendios, puede prescribirse el aislamiento para que cumpla la función primaria, p.ej. prestación térmica, sin la necesidad de “sobre-especificar” en otras áreas.
  36. 36. 1 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe 1 BS 7974: Aplicación de principios de seguridad contra incendios para la seguridad contra incendio en edificios, HMSO UK (enero, 2001) ¿QUÉ ES LA INGENIERÍA DE SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS? Se ha definido la ingeniería de seguridad contra incendios (FSE, por sus siglas en inglés) como: “la aplicación de principios científicos y de ingeniería a la protección contra incendios de las personas, las propiedades y el medio ambiente” [1]. El punto clave aquí es que la FSE adopta un enfoque holístico hacia la seguridad contra incendios, en lugar de la de los prescriptores que confían simplemente en cumplir los requisitos legales prescriptivos para lograr un nivel particular de seguridad contra incendios. También permite la evaluación del comportamiento frente al fuego de edificios muy complejos, donde los métodos estándar no proporcionan las respuestas necesarias, y las simulaciones pueden incluir rociadores, evacuación de humo o posibles consecuencias de la combustión sin llama e incluso la conducta humana durante la evacuación. También puede centrarse en la protección de la propiedad, lo que requiere la consideración de factores distintos de la protección de la vida. La ocupación y uso de un edificio tienen un impacto significativo sobe el riesgo de incendio. El contenido afecta de manera muy importante a la tasa probable de crecimiento del incendio y a la intensidad de este; el impacto es generalmente mayor que el de la propia construcción del edificio. El uso del enfoque de la FSE tiene en cuenta estos problemas y examina la solución más efectiva para gestionar los riesgos en lugar de una exigencia estándar de comportamiento frente al fuego para todas las construcciones que puede no tratar las debilidades particulares de proyectos individuales, o conducir a la mejor opción en términos de otras consideraciones en el diseño del edificio. El enfoque del modelo de FSE utiliza métodos probados aunque todavía deja espacio para la innovación, y tiene en cuenta el presupuesto y otras restricciones de diseño sin comprometer los niveles de seguridad. La FSE se ha aplicado a proyectos individuales, principalmente a proyectos grandes y complejos, aunque también puede aplicarse sobre una base general dentro del contexto regulador. OPCIONES DE LA FSE EN LA NORMATIVA Para muchas aplicaciones, las autoridades de los Estados Miembro de la UE reconocen las ventajas de los códigos basados en objetivos y prestaciones. Esto también ha sido reforzado por la necesidad de un aumento de la flexibilidad en los métodos de diseño de edificios y vehículos de transporte económicos y eficientes, que utilizan materiales de construcción innovadores y sin embargo mantienen la seguridad contra incendios. Los enfoques de diseño basados en los principios de la ingeniería de seguridad contra incendios responden a esta necesidad. elpapeldelaingenieríadeseguridadcontraincendios el papel de la ingeniería de seguridad contra incendios
  37. 37. 2 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe 2 Paneles aislados, Orden de Seguridad Contra Incendios (2005): Asesoramiento y orientación sobre paneles aislados para personas y legisladores responsables de aplicar la Reforma Reguladora (Seguridad contra incendios) Orden 2005, EPIC (febrero, 2007), p. 14. N.B.: EPIC es la asociación del Reino Unido de fabricantes de paneles compuestos de acero diseñados en fábrica. El folleto puede descargarse desde: www.epic.uk.com PRECAUCIONES QUE PODRÍAN TOMARSE PARA REDUCIR EL RIESGO DE INCENDIO EN LA ENVOLVENTE DEL EDIFICIO • “No almacenar materiales altamente combustibles contra las fachadas exteriores o los paneles compuestos con caras metálicas o no permitir basura para recogida contra fachadas o paneles. • Hacer que las paredes dañadas o las juntas selladas se reparen inmediatamente y asegurarse de que los compuestos de unión o juntas usadas alrededor de los bordes de los paneles están en buen estado. • Comprobar donde se hayan realizado aberturas para puertas, ventanas, conductos y cables para asegurar que han sido sellados o cerrados con tapajuntas y el núcleo interior no ha sido expuesto. • Comprobar que no se han producido daños mecánicos, p.ej. por equipos móviles como carretillas elevadoras. Reparar cualquier daño que se haya producido.” [2] En ciertos países, como el Reino Unido o Alemania, la aprobación de un producto de aislamiento es posible después de demostrar un comportamiento adecuado en un ensayo estándar a gran escala. Francia permite el uso de principios de FSE en la guía reguladora para la aplicación de aislamiento en edificios de acceso público. Cuando se demuestra el comportamiento adecuado, puede asegurarse la aprobación y se define el campo de aplicación en edificios de acceso público. Un ejemplo en el que una autoridad tiene en cuenta supuestos es la nueva Orden de reforma reguladora de seguridad contra incendios de 2005, en vigor desde octubre de 2006, lo que pone un gran énfasis en la prevención de incendios en los locales no domésticos. Un resultado de este elemento legislador es que una “persona responsable” debe realizar una evaluación del riesgo de los locales. Esta evaluación del riesgo ayuda a la persona responsable a identificar los riesgos que pueden eliminarse o reducirse y decidir el alcance de las precauciones generales que deben tomarse para proteger a la gente de los riesgos que permanecen. elpapeldelaingenieríadeseguridadcontraincendios
  38. 38. 3 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe POSIBILIDAD DE CONCESIONES Un buen diseño del edificio pondera todas las diferentes exigencias de la construcción para encontrar el equilibrio óptimo entre seguridad y comportamiento, funcionalidad y estética, coste y durabilidad. Si la atención se centra excesivamente en un solo aspecto existe el peligro de sobre- especificar en algunas áreas y de despreciar otras. La posibilidad de “realizar concesiones” ayuda a mitigar esto, por ejemplo, la instalación de rociadores como medida de seguridad podría permitir un mayor espacio interior diáfano, o la prescripción de un aislamiento de mejores prestaciones térmicas en las paredes y cubiertas de forma segura dentro del balance de riesgos. elpapeldelaingenieríadeseguridadcontraincendios
  39. 39. 1 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe ›› COMBUSTIÓN SIN LLAMA E INCANDESCENCIA CONTINUA La combustión sin llama y la incandescencia continua son procesos de combustión interna lenta que pueden generar incendios más tarde a cierta distancia de la fuente de ignición original. No hay pruebas de que el PU entre en combustión sin llama o muestre incandescencia continua. Para que esto ocurra es necesario un material poroso abierto, lo que no es el caso del aislamiento de PU, aunque lo es para muchos materiales naturales y sintéticos, p.ej. virutas de madera, algodón, lana, etc. o algunos productos de lana mineral. Hasta ahora, el sistema de Euroclases no considera el potencial de combustión sin llama o incandescencia continua de un producto, pero hay desarrollos en curso. Estos se convertirán en un criterio en la clasificación de reacción al fuego debido a una petición de ciertos legisladores nacionales. Un nuevo ensayo está en curso. Algunos países, como por ejemplo Alemania y Austria, consideran este criterio importante para la seguridad contra incendios. Los Estados Miembro de la UE están autorizados a requerir ensayos y reglamentos nacionales adicionales para productos marcados CE siempre que no exista una solución armonizada de la UE. Los productos de aislamiento de PU no necesitan ser sometidos a ensayo en los ensayos nacionales actuales ya que se considera que cumplen. En realidad, no se han observado incidentes que involucren al PU. ›› HUMO Y TOXICIDAD DEL HUMO El humo es una clasificación adicional para cada una de las clases de incendio A2 a D en el sistema de Euroclasificación de reacción al fuego. Los productos de aislamiento de PU con Marcado CE llevan una indicación de la clase de reacción al fuego y humo (véase la clasificación de Reacción al fuego en el capítulo Normas europeas contra incendios y legislación nacional).Los productos de aislamiento de PU cumplen los requisitos de humo establecidos por la normativa para las aplicaciones en que se usan. Además, se han podido obtener aprobaciones más amplias sobre la base de FSE. Se han publicado algunos ejemplos [1], aunque, desde entonces, se han obtenido más aprobaciones. La toxicidad del humo no forma parte del sistema de Euroclasificación, pero era parte de las evaluaciones de FSE para aprobaciones especiales, mencionadas en el párrafo anterior (véase también la sección: Seguridad contra incendios en edificios). comportamientodecombustibilidaddelosproductosdeaislamiento comportamiento de combustibilidad de los productos de aislamiento Figura 1: El potencial tóxico de un producto rígido de poliuretano depende de la temperatura
  40. 40. 2 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe 1 Hoja informativa de ISOPA: Evaluación del riesgo de humo en edificios: Fire Safety Engineering and PU Insulation products (enero, 2008). http://www. isopa.org/isopa/uploads/Documents/ documents/smoke%20fact%20sheet.pdf Puede haber algunas exigencias nacionales adicionales limitando la toxicidad del humo. En Alemania, los productos no combustibles en vías de evacuación fueron sometidos a pruebas de toxicidad, debido a la naturaleza de esta aplicación, siempre que estuvieran clasificados de acuerdo con la norma nacional DIN 4102. Este requisito desaparece con la introducción de la clasificación europea conforme a la Norma EN 13501, debido a que las autoridades han aceptado que, con una limitación muy estricta de contribución al desarrollo de fuego y humo, también es muy limitado el riesgo causado por gases tóxicos de la combustión. En Francia hay un requisito de toxicidad del humo para el aislamiento combustible que se aplica al techo o pared interior sin barrera térmica en edificios de acceso público. El aislamiento de PIR detrás de un recubrimiento de acero ha obtenido aprobaciones en aplicaciones de paredes y techos. ›› PRESTACIONES EN ENSAYOS SEGúN LA APLICACIÓN COMPORTAMIENTO DE COMBUSTIBILIDAD DEL AISLAMIENTO DE PU (PUR/PIR) Las estructuras aisladas con productos de PU muestran un excelente comportamiento frente al fuego en supuestos de fuego real debido a su carácter termoestable y a la elevada estabilidad térmica. El aislamiento de PU no se funde o gotea cuando se calienta. La carbonización que se produce en la superficie del aislamiento protege el núcleo de la descomposición, manteniendo así la integridad de la estructura durante un largo tiempo, incluso si es fuertemente atacado por el fuego. Las estructuras aisladas con aislamiento de PU pueden comportarse mejor u ofrecer un rendimiento equivalente a las estructuras aisladas con otros materiales de aislamiento comúnmente utilizados. Aunque el PUR puede comportarse bien en un incendio, los productos de aislamiento de PIR ofrecen una combustibilidad reducida, mayores rangos de temperatura de trabajo, un aumento de la formación de carbonización y mayor estabilidad calorífica y, por tanto, son más adecuados en general para aplicaciones de mayor riesgo. comportamientodecombustibilidaddelosproductosdeaislamiento Tabla 1: Potencial tóxico de diversos materiales
  41. 41. 3 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe 2 Hoja informativa de ISOPA: Ensayo de fuego en fachada sobre Sistema de Aislamiento Térmico por el Exterior (SATE) de PU comportamientodecombustibilidaddelosproductosdeaislamiento EJEMPLO 1: ENSAYO DE FUEGO DE FACHADA DE UN SISTEMA DE AISLAMIENTO TÉRMICO POR EL EXTERIOR (SATE) DE PU [2] Se ensayó un sistema SATE según la norma alemana, prDIN 4102-20 ‘Besonderer Nachweis fur das Brandverhalten von Außenwandbekleidungen’. La norma prDIN 4102-20 es la base de una propuesta a CEN de procedimiento armonizado. EJECUCIÓN DE LOS ENSAYOS: FMPA Leipzig (Alemania) El ensayo de fachada se dispuso en configuración de esquina con una abertura (simulando una ventana) en la parte inferior. Las llamas de un hogar de madera atacaron el recubrimiento de la fachada. Como carga de fuego se utilizó un hogar de 25 kg. Se realizaron mediciones de temperatura en la superficie y detrás del enlucido y dentro de los paneles de PUR a diferentes alturas de la fachada. El tiempo total de ensayo y observación fue de 60 minutos. Después de la ignición del hogar de madera las llamas incidieron sobre la superficie del sistema SATE de PU. El hogar de madera se consumió casi totalmente después de 14 minutos. Sin embargo, se generó una exposición adicional al fuego por la combustión del marco de madera de la ventana y la caja de persiana enrollable. Después de 50 minutos el fuego se había extinguido totalmente y todas las llamas se habían apagado por auto extinción. La temperatura alcanzada fue de 1 000 °C en la abertura e incluso de 800-600 °C entre 1 m y 3 m por encima de la abertura. Al nivel de 4-5 m la temperatura disminuyó a 200 °C, lo que correspondió a la altura máxima observada de la llama que casi alcanzó la parte superior de la fachada a un nivel de 5 m. Sin embargo, las temperaturas medidas dentro de la espuma de PU (entre 75 mm y 150 mm de la superficie exterior) permanecieron bastante bajas y no excedieron de los 25 °C a 60 °C comparadas con las temperaturas en la superficie exterior de 600 °C a 800 °C. Montaje según prDIN 4102 p20 Daños en la muestra de ensayo: enlucido de acabado
  42. 42. 4 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe comportamientodecombustibilidaddelosproductosdeaislamiento Después del ensayo se retiró el enlucido del PU. No se produjo rotura del enlucido. La espuma solo estaba decolorada y parcialmente destruida en la superficie y en una zona limitada, donde la temperatura de la exposición al fuego excedió los 200 °C. No se produjo propagación del fuego dentro del propio PU o fuera de la zona de exposición directa de la llama. COMENTARIO SOBRE LOS RESULTADOS: La exposición al fuego aumentó por la instalación de un marco de madera en la ventana y una caja de persiana enrollable combustible. A pesar de este aumento de la carga de fuego, la fachada de SATE de PU mostró una respuesta muy limitada a la exposición al fuego y posteriormente, solo donde se produjo una temperatura de llama suficientemente elevada. No hubo propagación adicional de la llama por parte de la propia espuma rígida de PU. Todas las llamas se apagaron por auto extinción. MÁS DETALLES: Hoja informativa de ISOPA: Ensayo de fuego en fachada sobre Sistema de Aislamiento Térmico por el Exterior (SATE) de PU. http://www.pu-europe.eu/site/fileadmin/Factsheets_public/ Facade_Fire_Test_on_PUR_External_Thermal_Insulation_Composite_ System__ETICS_.pdf Daños en la muestra de ensayo: capa de aislamiento de PU Daños en la muestra de ensayo: habitación del incendio
  43. 43. 5 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe comportamientodecombustibilidaddelosproductosdeaislamiento EJEMPLO 2: EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO CONTRA EL FUEGO DE CUBIERTAS PLANAS METÁLICAS AISLADAS Europa no ha armonizado la norma de ensayo diseñada para simular el comportamiento de cubiertas planas metálicas aisladas situadas encima de un incendio interior en desarrollo, ni para fines de legislación ni a efectos de seguros. Por tanto se inició un programa de ensayo con el objetivo de desarrollar un método de ensayo a escala de una habitación pequeña para este fin. Se desarrollaron criterios claros pasa/no pasa para usar el método de ensayo como base para un sistema de clasificación de cubiertas planas metálicas aisladas con diferentes materiales de aislamiento. EJECUCIÓN DE LOS ENSAYOS: SP (Suecia) Configuración del ensayo La geometría del aparato de ensayo es la misma que para el ensayo de esquina (Room Corner Test). Los suelos y paredes están fabricados de hormigón aligerado, mientras que la cubierta está construida y sometida a ensayo simulando la aplicación de uso final (Figura 2). Figura 2: Esquema de la configuración del ensayo bajo una gran campana calorimétrica Figura 3: Detalle esquemático del contorno 1. pared de hormigón aligerado no combustible 2. marco fijado de forma permanente al recinto 3. lana cerámica 4. marco inferior 5. cubierta metálica 6. capa de control de vapor 7. aislamiento térmico 8. membrana impermeable 9. marco superior 10. soldaduras, en dos puntos a cada lado 11. banda de tela asfáltica impermeable para sellar la cubierta
  44. 44. 6 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe comportamientodecombustibilidaddelosproductosdeaislamiento El conjunto completo de la cubierta se montó en un bastidor cerrado en la parte superior del recinto de ensayo. El bastidor se fija con una pendiente del 2 %, con el lado inferior por encima de la pared trasera. Los canales de la cubierta metálica están tendidos paralelos a la longitud del edificio. El espesor del material de aislamiento varía en función de su conductividad térmica declarada para lograr el mismo valor de R. COMENTARIO SOBRE LOS RESULTADOS: El programa de investigación demostró la repetibilidad de los resultados, lo que lo hace adecuado para la evaluación del comportamiento frente al fuego a escala real de montajes de cubiertas planas metálicas. Los resultados obtenidos con los productos fibrosos no combustibles y el aislamiento PIR muestran un comportamiento aceptable. No se observó combustión súbita generalizada, la temperatura en el exterior del aislamiento permaneció muy por debajo de los 200 °C y no hubo infiltración de aire. El aislamiento se mantuvo en su lugar en la totalidad de la cubierta. El aislamiento de PIR incrementó ligeramente la tasa de liberación de calor mientras que los productos fibrosos no combustibles mostraron la aparición de incandescencia después del ensayo. Algunos otros productos de aislamiento no pasaron el ensayo. Los productos de aislamiento de PIR usados en los ensayos también lograron la clase I FM 4450. Esta es una prometedora correlación entre este método de ensayo y FM 4450. MÁS DETALLES: Hoja informativa de PU Europe: Evaluación del comportamiento frente al fuego de cubiertas planas de chapa aisladas. http://www. pu-europe.eu/site/fileadmin/Factsheets_public/Factsheet_2_ Assessment_of_the_Fire_Behaviour_of_Insulated_Steel_Deck_Flat_ Roofs.pdf
  45. 45. 7 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe comportamientodecombustibilidaddelosproductosdeaislamiento EJEMPLO 3: ENSAYO DE RESISTENCIA AL FUEGO SEGÚN NORMA EN 1365-2 DE UNA CUBIERTA A DOS AGUAS AISLADA CON PANELES DE PU Se ensayó una estructura de cubierta a dos aguas aislada con PU según la Norma EN 1365-2: 1999 (Ensayos de resistencia al fuego de los elementos portantes. Parte 2: Suelos y cubiertas). El conjunto ensayado consistía en pares de madera, paneles de madera con ranura y lengüeta gruesa de 19 mm sobre los pares, tela asfáltica, paneles de aislamiento de PU de 100 mm cubiertos con tablero de virutas (OSB, por sus siglas en inglés) de 22 mm. EJECUCIÓN DE LOS ENSAYOS: FMPA Leipzig (Alemania) Observaciones durante el ensayo: • 21 minutos después del comienzo del ensayo, las placas de madera se quemaron completamente y las placas de aislamiento de PU quedaron expuestas al fuego. • Solo después de 37 minutos se observó un ligero aumento de la temperatura en la superficie superior del banco de ensayo pero nunca se alcanzó el límite de incremento de temperatura de 180 K durante el ensayo. • Después de 41 minutos se liberó algo de humo a través de una junta pero la estructura aún no estaba dañada visiblemente. • En el minuto 46 fue necesario detener el ensayo para prevenir que la estructura se colapsara debido a que los Banco de ensayo al final del ensayo Figura 4: Montaje del ensayo
  46. 46. 8 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe comportamientodecombustibilidaddelosproductosdeaislamiento pares de madera se habían debilitado por el fuego. • Al final del ensayo, los paneles de aislamiento de PU estaban parcialmente carbonizados pero evitaron que el fuego alcanzara las capas superiores del banco de ensayo. COMENTARIO SOBRE LOS RESULTADOS: La estructura de la cubierta tenía la clasificación REI 45. Esto significa que se cumplieron tres criterios críticos durante un mínimo de 45 minutos: estabilidad o resistencia mecánica (R), estanqueidad del recitno (E) y aislamiento térmico (I). Las cubiertas a dos aguas que contienen materiales de aislamiento no combustible y no celular poseen las certificaciones REI 30 y REI 45. Las cubiertas a dos aguas que contienen paneles de aislamiento de PU pueden, por tanto, demostrar un comportamiento equivalente a, o mejor que, construcciones similares que contienen materiales de aislamiento no combustible y no celular. MÁS DETALLES: Hoja informativa de PU Europe: Primacía de la resistencia al fuego según lo demostrado por el comportamiento de los diferentes materiales de aislamiento en cubiertas a dos aguas y muros de entramado de madera. http://www.pu-europe.eu/site/fileadmin/ Factsheets_public/Factsheet_1_Fire_resistance_of_different_ insulation_materials_in_pitched_roofs_and_timber_frame_walls.pdf
  47. 47. 9 MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe comportamientodecombustibilidaddelosproductosdeaislamiento EJEMPLO 4: RESISTENCIA AL FUEGO DE SISTEMAS DE PANELES ESTANCOS DE ENTRAMADO DE MADERA QUE UTILIZAN POLIURETANO Y LANA MINERAL SEGÚN LA NORMA EN 1365-1 Este ensayo se realizó con vistas a comparar los sistemas típicos de paneles estancos de entramados de madera que utilizan PU y lana mineral según la Norma EN 1365-1 (Resistencia al fuego de elementos portantes. Parte 1: Paredes.). Las configuraciones se acordaron con la UKTFA (UK Timber Frame Association) y Exova (Warrington Fire UK) y se usaron exactamente los mismos materiales y fijaciones. La cara interna expuesta (al fuego) se recubrió con un panel estándar de yeso de 12,5 mm. Para el recubrimiento de la cara no expuesta, se utilizó OSB (Tablero de virutas orientadas) de 11 mm. Ambas configuraciones utilizaron madera blanda de calidad C16, rastreles de 140x38 mm (cada 600 mm) y listón horizontal superior e inferior. El aislamiento se colocó entre los rastreles. • (Ensayo 1) Panel FrameTerm 35 de 140 mm (lana mineral) • (Ensayo 2) PIR de 80 mm revestido con lámina metálica Ambos ensayos se sometieron a una carga de 11 kN/m. EJECUCIÓN DE LOS ENSAYOS: Exova (Warrington Fire UK): WF Informe nº 306703 Ensayo 11 (FrameTherm 35 de 140 mm, Lana Mineral) La capacidad portante se mantuvo durante 32 minutos (el ensayo se detuvo a los 32 minutos). El aislamiento perdió su integridad después de 31 minutos. Ensayo 2 (PIR de 80 mm revestido con lámina metálica) La capacidad portante se mantuvo durante 39 minutos (el ensayo se detuvo a los 39 minutos). El aislamiento perdió su integridad después de 38 minutos. Configuración del ensayo según Norma EN1365-1: cara no expuesta de la muestra e imagen termográfica durante el ensayo
  48. 48. MANUAL CONTRA INCENDIOS de PU Europe 10comportamientodecombustibilidaddelosproductosdeaislamiento COMENTARIO SOBRE LOS RESULTADOS: En el Reino Unido todas las paredes exteriores de entramado de madera requieren una resistencia mínima de 30 minutos. La configuración de lana mineral (T1) logró 32 minutos y cumplió este requisito. El ensayo 2 (configuración con PIR) utilizó los mismos materiales, mismas fijaciones, mismo valor U (0,27) con un 60% del espesor de aislamiento gracias a una menor conductividad térmica. Con 39 minutos, el nivel de resistencia al fuego fue aproximadamente el mismo y también se cumplieron claramente los requisitos de la normativa. MÁS DETALLES: Hoja informativa de PU Europe: Resistencia al fuego de construcciones de paredes de entramado de madera. http://www. pu-europe.eu/site/fileadmin/Factsheets_public/Factsheet_20_Fire_ resistance_of_timber_frame_wall_constructions.pdf

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