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La industria y los prescriptores deben ir más allá de la norma y valorar la seguridad de los ocupantes de los edificios

Fachadas y fuego. Hacia una reacción adecuada

Ignacio Fernández Solla. Arup Spain - Ignacio.fernandez@arup.com

02/07/2019
El incendio de la torre Grenfell en Londres, en 2017, puso en evidencia deficiencias en las normativas referentes a la elección de materiales o sistemas constructivos para fachadas según sus valores de resistencia al fuego y su reacción al fuego. En este artículo, el autor explica qué establece el marco regulador en nuestro país en este sentido y las lecciones que se pueden extraer de la tragedia de la Torre Grenfell.
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Fuego en la torre Torchde Dubai, 2015. La fachada de esta torre ha ardido tres veces, la última en enero de 2019.

El CTE y el fuego en fachadas: resistencia vs reacción

Tres de las seis exigencias que cubre el código de Seguridad en caso de Incendio, el CTE db SI, tienen que ver con la envolvente:

  1. La propagación exterior
  2. La evacuación de los ocupantes
  3. El acceso de bomberos

Los diseñadores de fachadas estamos acostumbrados a incorporar ventanas o vidrios frágiles identificados con una pegatina roja, como puntos de accesibilidad para los bomberos, de acuerdo con la segunda exigencia. Además, nos ocupamos de que las vías de evacuación estén protegidas del fuego circundante o de la caída de objetos, con lo que respetamos la tercera exigencia. Pero ¿qué hacemos con respecto a la propagación de un incendio de una planta a otra – de un sector de incendio a otro – a través de la fachada? ¿Somos conscientes de la gravedad del primer riesgo? Este es el punto crítico que se debate en este artículo.

Empecemos por lo básico. Cuando hablamos de materiales o sistemas constructivos, distinguimos entre su resistencia al fuego y su reacción al fuego. La resistencia al fuego mide el tiempo durante el que un sistema constructivo es capaz de actuar como barrera al fuego manteniendo su integridad, mientras que la reacción al fuego mide el comportamiento de los materiales como propagadores del fuego o generadores de humo.

En los ensayos europeos de resistencia al fuego de sistemas de fachada se miden el mantenimiento de su capacidad portante cuando la tienen (R), su integridad como sistema constructivo, es decir, que no se caigan (E), y su aislamiento al paso de radiación, es decir que no dejen pasar el fuego a su través (I); todo ello durante un tiempo determinado expresado en minutos. Los parámetros que se miden en los ensayos europeos de reacción al fuego son otros tres, bien diferentes: la propagación de llamas (clases A1 a E), la caída de partículas inflamadas (clases d1 a d3) y la emisión de humos (clases s0 a s2). Las clasificaciones europeas de materiales a fuego son, respectivamente, la EN 13501-2 (2010) para resistencia y la EN 13501-1 (2010) para reacción.

Los elementos de una envolvente (horizontales o verticales) que delimitan un sector de incendio tendrán una resistencia al fuego, según la norma europea EN 13501-2, que se expresa como REI (t) o bien EI (t), según tengan una función portante o no. En función del uso y altura del edificio, el valor (t) según el CTE para las fachadas oscila entre 60, 90 y 120 minutos. En casos especiales (hospitales y comercial en altura) se exigen hasta 180 minutos de resistencia. Las medianerías entre edificios colindantes tendrán siempre una resistencia al fuego EI 120. La resistencia al fuego se mide mediante ensayos de sistemas completos, generalmente de gran escala, en los que cada material contribuye o reduce el resultado final.

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Reacción al fuego de diferentes materiales de revestimiento y aislamiento en fachada.

La reacción al fuego de las fachadas en el CTE

Por su parte, los materiales de la envolvente exterior tienen un límite de reacción al fuego, según el CTE db SI, que depende de la altura del edificio y del tipo de uso.

La parte 2 del CTE db SI todavía en vigor (2017) establece lo siguiente para materiales de fachada exterior (apartado 1.4):

“La clase de reacción al fuego de los materiales que ocupen más del 10% de la superficie del acabado exterior de las fachadas o de las superficies interiores de las cámaras ventiladas que dichas fachadas puedan tener, será B-s3, d2 hasta una altura de 3,5 m como mínimo, en aquellas fachadas cuyo arranque inferior sea accesible al público desde la rasante exterior o desde una cubierta, y en toda la altura de la fachada cuando esta exceda de 18 m, con independencia de donde se encuentre su arranque”.

La tabla 1 muestra en detalle la exigencia actual (2017) de reacción al fuego en fachadas:

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Tabla 1.

Según esto, la fachada de un edificio de planta baja más cinco (menos de 18 metros) podría no estar sujeta a ninguna exigencia de reacción al fuego. Efectivamente: si no fuera accesible no se requeriría ninguna clase de reacción para sus acabados y, si fuera ventilada, podría optarse por interrumpir la cámara con barreras intumescentes horizontales cada 3 plantas, sin exigencia alguna de reacción para el aislante.

¿Es esto suficientemente seguro? A la vista de los siniestros ocurridos en los últimos años podemos afirmar que no. El propio Ministerio de Fomento ya ha puesto en cuestión el criterio vigente del CTE. Para ello, en 2018 se inició un proceso de modificación de la sección SI-2, Propagación exterior, modificación que todavía no se ha hecho oficial. Por lo que sabemos, la propuesta es aumentar muy ligeramente la exigencia de combustibilidad a B-s3, d0 (en lugar de B-s3, d2) para acabados exteriores con más de 18 metros, y aumentar la exigencia a A2-s3, d0 (en lugar de B o C) para aislamientos en cámaras ventiladas de más de 28 metros. La tabla 2 recoge la propuesta, que todavía no es oficial.

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Tabla 2.

¿Es esto suficiente? En mi opinión, todavía no. Los avances de la construcción y lo aprendido tras haber realizado muchos ensayos de fuego a gran escala es que debemos ser más exigentes. La gravedad de la situación y las oportunidades de nuevos materiales nos empujan a una mayor exigencia. Todo aumento de seguridad normativa es bienvenido, pero quizá es el momento de que la industria y los prescriptores pensemos en ir más allá de la norma, valorando la seguridad de los ocupantes de nuestros edificios.

En este contexto, parece oportuno repasar las lecciones de la torre Grenfell de Londres, un siniestro tan trágico y evitable a priori como bien investigado una vez que sucedió.

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Incendio de la torre Grenfell, en Londres.

Lecciones de la torre Grenfell

La torre Grenfell es un edificio de viviendas sociales con 24 plantas y 120 apartamentos, situado en el distrito de North Kensington en Londres. Su fachada se reformó en 2014-15 para mejorar su aislamiento térmico. La torre sufrió un incendio en las primeras horas del 14 de junio de 2017, iniciado al parecer por un cortocircuito en una nevera de la cuarta planta. El siniestro dejó 72 muertos.

La investigación sobre las causas de la tragedia no ha concluido pero la documentación pericial ya es accesible. Por lo que se conoce hasta la fecha, el siniestro se produjo por un conjunto de causas simultáneas: una gestión negligente del edificio, el fallo de los sistemas de aviso en la torre, la presencia de una sola escalera no protegida, las instalaciones verticales sin protección a fuego, la ausencia de rociadores y, como elemento desencadenante, la elección de paneles de revestimiento de fachada y aislamientos térmicos exteriores muy combustibles.

El revestimiento del edificio tras la reforma estaba formado por paneles composite de aluminio con alma de polietileno (con una reacción de clase E), que recubrían un aislamiento de poliuretano tipo PIR o XPS según zonas (con una reacción entre clases B y E) situado en la cámara de aire. La alta combustibilidad del revestimiento y el aislamiento exteriores, unida a la ineficacia de las barreras y a la presencia de huecos entre el aislamiento y la cara interior, explica la rapidez de propagación del fuego, vertical y horizontalmente, a lo largo de todas las fachadas.

1. Ver https://www.grenfelltowerinquiry.org.uk/. En los informes de Barbara Lane, Luke Bisby y José Torero se discute el papel de la envolvente.

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Recubrimiento de poliuretano y panel composite instalado en la torre Grenfell. Imágenes 14, 16 y 17 del informe de Luke Bisby, págs. 40-44 (Phase 1 final expert report, 21 Oct 2018).

La cámara de aire entre el composite y el aislamiento tenía barreras horizontales y verticales de tipo intumescente para retrasar el paso del fuego en caso de incendio. Sin embargo, su utilidad resultó muy escasa pues la deformación hacia el exterior de los paneles de aluminio con el calor aumentó el espesor de la cámara de manera incontrolada. Además, en algunas zonas el material intumescente estaba instalado al revés: hacia dentro, no hacia el panel de fachada.

Las lecciones que la industria ha extraído de Grenfell, con la parte de investigación ya publicada, son varias. La primera lección es la complejidad de analizar, y mucho menos de predecir, la reacción al fuego no de un material aislado, sino de un conjunto heterogéneo de materiales de revestimiento, instalados de una forma no precisa. El objetivo de mejorar el aislamiento térmico se cumplió en la torre con la reforma de 2014-15, pero el ahorro en costes cuando se ejecutó la obra y un control insuficiente de la misma, derivados de la falta de compromiso ante la protección al fuego, llevaron al desastre.

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Izquierda: Torre Grenfell - Posibles caminos de propagación del fuego hacia el exterior; derecha: sección vertical por el dintel de la ventana.

Hagámonos algunas preguntas incómodas:

  1. ¿El de la torre Grenfell ha sido el único incendio en una fachada de composite de aluminio con polietileno y aislamiento térmico orgánico? En absoluto; hay una lista con decenas de casos en Oriente Medio, Asia, Australia y Europa en los últimos 25 años.
  2. ¿Se podría haber llevado a cabo la mejora de aislamiento térmico sin aumentar el riesgo de incendio? Sin duda que sí.
  3. ¿Por qué no se hizo? Por una mezcla de ahorro de costes, ignorancia y falta de responsabilidad.
  4. ¿Lo estamos haciendo mejor en la gran mayoría de nuestras obras, tanto de nueva planta como de rehabilitación, en todo el mundo? Sabemos que la respuesta general es que no.
  5. Entonces, ¿qué acciones deberíamos tomar?

Estas son, a mi juicio, preguntas incómodas pero importantes.

Las respuestas se deben organizan en dos ámbitos: el primero, mejorar lo que ya está construido y tiene un riesgo latente, empezando por identificar el nivel de riesgo. El segundo, diseñar con mayor seguridad, y controlar mejor la ejecución, en los proyectos que construyamos a partir de ahora. Veamos algunas propuestas para cada ámbito en los dos aparados que siguen.

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Izquierda: Torre Grenfell – El fuego en la cámara de aire deforma el panel composite; derecha: sección horizontal por la jamba de la ventana.

Implicaciones sobre lo ya construido

En varios países, sobre todo Estados Unidos, Australia y Reino Unido, se han redactado criterios de evaluación de riesgos de incendio en fachadas existentes, que pretenden priorizar la actuación a realizar en función del riesgo. La herramienta más completa de evaluación de riesgo de incendios en fachadas es la denominada EFFECT, encargada a un panel de expertos por la NFPA (National Fire Protection Association) y destinada a ser utilizada por las autoridades en todo el mundo. Su objetivo es servir como criterio de evaluación de edificios de varias plantas donde las fachadas puedan incluir materiales combustibles. La herramienta ayuda a las autoridades a realizar evaluaciones iniciales de riesgo de incendio en cada edificio existente, e identificar los edificios con mayor prioridad de inspección.

EFFECT se basa en una metodología de evaluación de riesgo de incendio desarrollada por Arup con revisión por pares y aportes técnicos de Jensen Hughes. No se centra solo en la fachada, sino también en medidas de protección activa en el edificio como rociadores y alarmas, y en los elementos de evacuación y acceso de bomberos. La herramienta es aplicable en cualquier geografía, y se centra en ocupaciones de tipo residencial (hotel, apartamentos) y de oficinas, con más de 18 m de altura. El informe de criterios de evaluación de riesgos es accesible desde la página web de la NFPA.3

Naturalmente, la evaluación debe ir seguida de un programa de sustitución del revestimiento en los edificios de mayor riesgo, y/o de otras actuaciones para reducir el riesgo a niveles aceptables. Esta actuación implica grandes inversiones y años de desarrollo, pero la abundancia de materiales combustibles en nuestros edificios residenciales, hoteleros y sanitarios en altura construidos en los últimos 25 años nos obliga a actuar. Hoy el riesgo de fachadas combustibles ya es una parte relevante de la evaluación técnica4 cuando un inversor estudia la compra de un edificio. Si hay materiales combustibles en la envolvente, la parte compradora reduce el valor del activo para prever el coste de su sustitución futura.

4. A esta evaluación se le denomina en el sector Due Diligence técnica.

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Posibles puntos de posible inicio de incendio en fachadas.  Fuente: Arup.

Implicaciones sobre el diseño

En ausencia de una política consensuada que reduzca el riesgo de incendios propagados entre plantas a través de las fachadas, y sabiendo que las normativas nacionales avanzan con lentitud, nos parece necesario crear conciencia al respecto entre los diseñadores de sistemas y los prescriptores.

Parece una tarea difícil, pero afortunadamente la industria de materiales de construcción avanza muy rápido, proponiendo versiones no combustibles para elementos que no podríamos imaginar hace pocos años.

Por otro lado, la reacción al fuego de un sistema de envolvente implica una suma de factores difícil de considerar cuando se hace un ensayo sobre un solo material. En otras palabras, un panel exterior y un aislamiento térmico pueden estar clasificados A2 individualmente; y sin embargo el conjunto de la fachada con esos dos materiales puede tener una clasificación B como consecuencia del resto de productos y de su geometría.

Los nueve puntos que siguen tienen el objetivo de desbrozar el camino hacia una reducción del riesgo sin limitar excesivamente el diseño y sin incrementar excesivamente los costes. Están escritos pensando en edificios de más de 18 metros de altura (planta baja más 5 o superiores), con o sin uso nocturno, y que cuenten con una evacuación adecuada. El criterio para hospitales o instalaciones críticas debería ser todavía más estricto de lo que se recoge a continuación.

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Barrera intumescente horizontal contra el paso de fuego en la cámara de una fachada ventilada.  Fuente: Rockwool UK.

1. El diseño debe limitar la propagación de incendios entre sectores de incendios, bien por el interior o bien a través de la envolvente del edificio. Para lo segundo la clave es limitar la combustibilidad de los materiales exteriores en fachadas, yendo más allá de lo permitido por el código local si es preciso.

2. Hay muchos materiales de revestimiento exterior de fachada con reacción a fuego clases A1 y A2. Entre ellos están la piedra natural, la piedra sinterizada5, la cerámica y la terracota, el aluminio macizo lacado o anodizado, el acero galvanizado o lacado, el hormigón prefabricado, el vidrio laminado, el GRC, los paneles cementicios6, etc. Los principales fabricantes de paneles composite de aluminio ya tienen productos clasificados A2, con un núcleo mineral en lugar de polietileno7. Rechacemos la versión intermedia, llamada FR pero que no es en absoluto fire resistant pues se clasifica entre B y C. Para edificios de más de 18 metros de altura deberíamos especificar solo materiales A2 en el exterior de las fachadas.

3. Hay varios aislamientos térmicos para cámaras de fachadas ventiladas con clase A1 o A2. Entre ellos están la lana de roca8, la fibra de vidrio9, el vidrio celular10 y el dióxido de silicio11. No parece problemático utilizar solamente aislamientos térmicos no combustibles, ya que su coste y su conductibilidad térmica los hacen adecuados.

4. Los perfiles para ventanas y puertas de aluminio y de acero tienen en general una reacción al fuego clase A1 o A2. El empleo de perfiles de madera maciza o laminada en ventanas y muros cortina para edificios en altura debería estudiarse y ensayarse en cada caso, antes de su aceptación. No se debería emplear PVC o policarbonato celular en ventanas o fachadas de edificios en altura.

5. Los recubrimientos en polvo para metales y el PVDF (liquido) pueden resultar en una clasificación A2 para materiales metálicos que con otro acabado serían A1. Es conveniente vigilar el espesor del recubrimiento, cuidando que sea menor de 0,5 mm (500 micras).

6. Los sistemas de revestimiento aislante exterior tipo SATE en viviendas de más de 5 plantas deberían evitar los aislamientos a base de paneles orgánicos, usando en su lugar lana de roca12, fibra de vidrio13 o vidrio celular.

7. Las membranas impermeables, barreras de vapor, sellantes y juntas tienen un papel fundamental en la reacción al fuego de las fachadas. Debemos prescribir membranas continuas con clasificación A2 en la medida de lo posible14, o bien diseñar la fachada para que las membranas se encuentren protegidas por otros materiales no combustibles.

8. Las juntas perimetrales contra el fuego entre fachada y estructura, situadas entre dos sectores de incendio, deben alcanzar la misma resistencia al fuego que la requerida para la estructura interior. La junta perimetral se diseñará para que permanezca en su lugar si la fachada se desprende durante el incendio. El sistema debe estar ensayado contra incendios y contar con una aprobación para su uso.

9. Los rociadores interiores, incluso si se instalan cerca de la fachada, no son suficientes para compensar la propagación de incendios a través de materiales combustibles en fachada. No confiemos en sistemas activos interiores cuando el fuego se desplaza por el exterior.

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Sección vertical de un muro cortina, mostrando los elementos de protección contra el fuego en la conexión entre plantas. Fuente: Arup.

5. Como Dekton o Graniti Fiandre

6. Como Equitone o Rockpanel FSX

7. Es el caso de Alucobond A2, Larson A2, Larcore A2, Alpolic A2 o Reynobond A2.

8. Con marcas como Rockwool o Isover Ecovent, que pueden ser en planchas o proyectadas, de origen basáltico.

9. Con marcas como Insuver de Isover, fabricado a base de arena y vidrio reciclado.

10. Una marca comercial de este material es Foamglass.

11. Una marca comercial de este material es Calostat.

12. Una marca comercial de este material es REDArt de Rockwool.

13. Una marca comercial de este material es Isover Clima 34.

14. Una marca comercial de este material es Effisus.

Parece una lista de criterios exigente o limitante, pero no lo es tanto si pensamos en la alternativa: seguir diseñando edificios con una elevada propagación de fuego a través de sus fachadas. El coste de esa alternativa, después de Grenfell, es simplemente insufrible.

Ha llegado el momento de restringir, quizá temporalmente, nuestras opciones de revestimientos, aislamientos y otros componentes en fachadas en busca de materiales más seguros, y hacerlo de manera voluntaria. Como consecuencia de esta actitud estaremos empujando a la industria de construcción a poner en el mercado nuevos materiales no combustibles (A1) o de muy limitada combustibilidad (A2). Como en todas las ocasiones anteriores, la industria responderá. De hecho, ya lo está haciendo.

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Ensayo de combustibilidad en fachada a gran escala.

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