Revestimiento compuesto de aluminio e incendio: la seguridad requiere un esfuerzo de equipo

Philip Paff contrasta el incendio de la Torre Grenfell de Londres con un incendio en Australia y muestra cómo el diseño, la construcción y los estándares pueden marcar la diferencia en el resultado.

Han pasado poco más de 18 meses desde la tragedia del incendio de la Torre Grenfell de Londres en el que se perdieron 71 vidas. Mucho ha sucedido en Gran Bretaña desde aquel acontecimiento: una investigación, una indagación y la posterior auditoría de otros edificios en todo el país.

El incendio ocurrido el 14 de junio de 2017 tiene su origen en la falla de una serie de prácticas y sistemas constructivos dentro de la estructura. Uno de esos componentes fue el panel compuesto de aluminio (ACP) utilizado como revestimiento en la fachada del edificio, al que, junto con los materiales aislantes, se le ha atribuido la rápida propagación del fuego por la piel exterior del edificio. El fuego, al avanzar hacia el exterior, eludió muchos sistemas de protección contra incendios, lo que provocó daños por incendio en prácticamente todas las áreas del edificio.

Pero consideremos por un momento lo que habría sucedido si ese incendio hubiera ocurrido en los Estados Unidos en un edificio equivalente construido según los estándares norteamericanos.

(1) Un edificio revestido de ACP en la ciudad de Nueva York. Una vez aplicados los paneles, es difícil identificar el tipo de panel. (Fotos del autor a menos que se indique lo contrario).

(2) Este centro comercial de automóviles está revestido de ACP. (Foto de Greg Havel.)

(3) Un primer plano de ACP en un edificio. (Foto de Greg Havel.)

Es difícil establecer una comparación con el incendio de la Torre Grenfell. El bloque de apartamentos de 24 pisos y 43 años de antigüedad que fue rehabilitado en 2016 solo tenía una escalera de evacuación, no tenía sistema de rociadores, un sistema de alarma que daba servicio solo a las áreas comunes y un revestimiento externo altamente combustible. Algunos incluso pueden decir en el momento del incendio de la Torre Grenfell que no sería posible encontrar una estructura de la misma descripción en los Estados Unidos. Sin embargo, con el paso del tiempo, revestimientos similares se han convertido en parte de los edificios que se construyen en todo Estados Unidos.

Entonces, ¿qué podríamos esperar durante un incendio en una estructura construida según un estándar estadounidense equivalente? Un edificio que hace uso integral de sistemas de protección contra incendios, como múltiples rutas de evacuación aisladas contra incendios; centros de mando de incendios; y sistemas fijos de extinción de incendios, como rociadores, hidrantes y un sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) sensible al humo.

Por extraño que parezca, para hacer esta comparación tenemos que mirar un incendio que ocurrió en Australia en 2014. Australia, aunque tiene su propio sistema de códigos y metodologías de protección contra incendios, comparte similitudes en muchos aspectos con los de Estados Unidos. Esto permite realizar un estudio de caso de algún tipo de incendio que involucre ACP utilizado como revestimiento.

Como repaso breve, el ACP tiene aproximadamente 3⁄16 de pulgada de espesor y se compone de dos láminas de aluminio delgado que intercalan un núcleo de polímero. Predominantemente, el núcleo de polímero es polietileno y es la fuente de muchos problemas relacionados con los incendios a nivel mundial. El ACP se puede aplicar plano, enrollado, doblado o conformado en muchos otros perfiles.

Consideremos el potencial de incendio del ACP para medir la profundidad del problema. El panel o, para ser más precisos, el material del núcleo de polietileno tiene una temperatura de ignición de aproximadamente 660°F y en su forma de revestimiento tiene una densidad energética similar a la de la gasolina. Esto significa que cada 10 pies cuadrados de revestimiento con núcleo de polietileno equivale a un galón de gasolina. Cuando se ve desde la perspectiva de que un edificio promedio de 30 pisos puede requerir aproximadamente 90,000 pies cuadrados de revestimiento, eso equivale a alrededor de 9,000 galones de gas que cuelgan del exterior del edificio.

100% polietileno

(1) Es altamente inflamable y no contiene aditivos para resistencia al fuego. (Fotos del autor.)

70% Polietileno, 30% Masilla Mineral

(2) Tiene una leve resistencia al fuego y contiene minerales o compuestos a base de arcilla, que aumentan la resistencia al fuego. El panel se autoextinguirá en ausencia de calor/ventilación; se deslaminará cuando se exponga al calor.

30% Polietileno, 70% Masilla Mineral

Tiene alta resistencia al fuego y contiene minerales como zinc y elementos a base de arcilla. El panel se deslaminará cuando se caliente. Se vende como un producto premium.

Núcleo estampado de aluminio: 1⁄32 pulgadas

(3) El núcleo estampado de aluminio. Tenga en cuenta los espacios de aire.

El núcleo de aluminio se estampa o presiona para darle al panel un espesor de aproximadamente 5⁄32 de pulgada. Las láminas frontales se pegan a la sección central. El proceso de prensado crea miles de “hoyuelos” espaciados uniformemente que tienen espacios de aire continuos en toda la hoja. Se aplica pegamento a toda la lámina frontal antes de unir. El núcleo y la lámina frontal son de aluminio no combustible, pero el pegamento y los espacios de aire asociados provocarán un incendio. El panel se deslaminará.

Núcleo sólido de aluminio, capa intermedia de polietileno: 1⁄8 de pulgada

Este núcleo de aluminio sólido está recubierto con una capa intermedia de polietileno de 1⁄32 de pulgada; se adhiere una lámina frontal a la capa intermedia, lo que crea un panel con acabado liso y de alta calidad. La capa intermedia es combustible, aunque el paquete combustible se reduce considerablemente. El panel se deslaminará cuando se caliente.

Panel de aluminio sólido: no es un sistema compuesto

Este panel no admite combustión. Tiene un costo elevado y el panel terminado no es tan liso ni libre de ondulaciones como los productos compuestos.

A continuación se presenta un estudio de caso de un incendio ocurrido el 25 de noviembre de 2014 en un edificio de apartamentos de Lacrosse, Docklands (Melbourne, Australia) revestido con ACP inflamable.

El edificio tenía una superficie de 39.000 pies cuadrados y una altura de 193 pies. Constaba de 23 niveles. El nivel 1 era un estacionamiento. Los niveles 2-3 eran ocupaciones comerciales y los niveles 4-22 eran ocupaciones residenciales. Cada piso tenía 15 apartamentos; cada apartamento tenía una superficie de 1.000 pies2. Se estima que había 400 ocupantes.

La estructura fue de construcción Tipo 1 con armazón de concreto reforzado resistente a momento y muros de concreto, mampostería y placa de yeso. Los pisos eran de concreto y el techo era de plataforma metálica. Había tres ascensores en el núcleo central y dos escaleras de evacuación, aisladas contra incendios y presurizadas, una de un tercio y la otra de dos tercios de la longitud del piso.

El edificio, incluidos los apartamentos, contaba con un sistema de detección y alarma de incendios, así como un sistema de rociadores de tubería húmeda. La activación de los rociadores inició la señalización al departamento de bomberos a través del panel indicador de incendio. También tenía lo siguiente:

Los apartamentos afectados estaban alineados verticalmente. Fueron atendidos por unidades individuales de aire acondicionado tipo split ubicadas en un balcón externo. Debido a que era un complejo residencial, se requerían alarmas de humo dentro del espacio ocupable de cada apartamento. No era necesario que las alarmas de humo estuvieran conectadas al panel principal de alarma contra incendios. Se instaló un sistema de altavoces en las zonas comunes y en los apartamentos individuales, que proporciona alertas automáticas a los ocupantes. El sistema también funcionó como sistema de megafonía en caso de emergencia. Todos los apartamentos estaban equipados con rociadores contra incendios, de cuatro a seis rociadores por apartamento, según el tamaño y la distribución. No se instalaron rociadores en los espacios de los balcones porque el área del balcón era más pequeña que el tamaño para el cual el código exigía rociadores.

Un cigarrillo tirado incorrectamente en un recipiente de plástico encima de una mesa de madera en el balcón de un apartamento residencial en el nivel 8 (Apto. 805) inició el incendio. El contenedor de plástico y la mesa de madera suministraron suficiente combustible para encender una unidad de aire acondicionado exterior de sistema dividido cercana, residuos de cartón y, en última instancia, el ACP en el exterior del edificio. El ACP se extendió a lo largo de las caras verticales del edificio y se aplicó de tal manera que formara una pared de retorno que llegaba a la intersección del balcón y una puerta corrediza de vidrio que conducía a los espacios internos de cada apartamento en cada nivel.

Las comunicaciones del servicio de bomberos recibieron una llamada telefónica a las 2:24 am informando de un incendio; También se envió al despacho una notificación secundaria en forma de notificación de alarma automática. La alarma se activó al activar un interruptor de flujo de rociadores.

Los equipos de bomberos llegaron cinco minutos después de la llamada y observaron que el fuego se extendía rápidamente hacia arriba, afectando externamente aproximadamente seis pisos. A medida que el fuego avanzaba hacia arriba, se apoderó del área del balcón de cada nivel, involucrando unidades de aire acondicionado externas, muebles de jardín y percheros. El mando ordenó inmediatamente una tercera alarma. A las 2:35 am, el comando informó al despacho que el incendio había alcanzado el nivel 21 (piso superior) y activó una cuarta alarma.

Afortunadamente, había una carretera elevada al lado del edificio. Los bomberos pudieron colocar un aparato aéreo en la calzada, proporcionando al menos tres pisos adicionales de alcance con su corriente.

Internamente, el sistema de rociadores del edificio estaba en funcionamiento en 16 pisos, conteniendo el fuego en las habitaciones directamente encima del departamento de bomberos de origen en cada nivel. Esto dio tiempo a los bomberos para evacuar a los ocupantes y establecer equipos de ataque; sólo las cuadrillas en los niveles 10 y 19, respectivamente, requirieron intervención de mangueras. Ciento veintidós bomberos con 29 equipos distintos combatieron y gestionaron el incidente.

El sistema interno de hidrantes y rociadores del edificio fue diseñado para hacer fluir agua para soportar cuatro cabezales de rociadores y dos bocas de incendio simultáneamente. Esta carga de diseño fue posible en los pisos superiores gracias a bombas internas en el sitio que podrían complementarse con aparatos en el FDC si fuera necesario.

Durante el incidente, estaban en funcionamiento 26 aspersores y dos hidrantes. Obviamente, el sistema funcionó mucho más allá de sus parámetros de diseño para contener el incendio. En varios apartamentos afectados por el incendio se utilizó más de un aspersor; Los lugares de activación fueron predominantemente el área de la cocina y el dormitorio 2 de cada apartamento. Los equipos de bomberos utilizaron líneas de mano en los apartamentos 1005 y 1905; Los equipos de ataque informaron en ese momento que los rociadores habían contenido el fuego en cada caso.

En el exterior, el fuego cesó de avanzar al alcanzar el nivel más alto del edificio. Los aspectos de diseño del edificio minimizaron el combustible disponible horizontalmente, evitando la dispersión lateral. Los daños por calor, humo y agua quedaron bien contenidos en el “bloque vertical de la serie 5” de apartamentos dentro del edificio.

La evacuación de los ocupantes del edificio comenzó antes de la llegada de los bomberos. El sistema de alarma contra incendios del edificio inició automáticamente la evacuación automática. En Australia es habitual que los edificios de gran altura cuenten con un sistema automático que aplica un sistema de evacuación en cascada o segmentado. Tras la activación, se notifica a los ocupantes de la planta del incendio, de un piso superior y de un piso inferior. Luego, el sistema irradia hacia arriba a un nivel por minuto hasta el piso más alto, después de lo cual la alerta comienza dos niveles por debajo del incendio y se irradia hacia abajo hasta el primer piso.

A pesar de un sistema de alerta eficaz, los factores comunes inherentes a muchas ocupaciones de múltiples inquilinos, como la ignorancia, el deterioro y el acceso a residencias privadas, dificultan la identificación de los números de evacuación y la rendición de cuentas. Esto influyó en las tácticas, particularmente con el fuego externo, provocando la participación de varios pisos, lo que provocó la necesidad de mayores recursos en las primeras etapas de las operaciones. El tiempo “reflejo” necesario para que las unidades adecuadas respondan, se asignen y luego se pongan a trabajar resalta la necesidad de contar con la inteligencia adecuada en el momento adecuado, es decir, ese acceso a la información para lo que es importante ahora. El edificio también requiere estrategias y sistemas internos eficaces y simultáneos de gestión de incendios, como el proceso de evacuación total y los sistemas de extinción automáticos.

(5) La disposición del tubo de escape del apartamento (flecha) hacia la zona del balcón es un elemento común en el diseño. Tenga en cuenta también la ubicación del aire acondicionado externo.

Inicialmente, el sistema de alerta interno del edificio funcionó bien, pero luego sufrió una falla progresiva debido a lo que puede verse como fallas en el código y el diseño.

Cada balcón contenía una salida de escape que era suministrada por conductos flexibles alimentados desde los espacios de la cocina y el baño dentro de cada apartamento. Durante el evento, el fuego entró por la descarga de gases de escape de la pared exterior y destruyó los conductos flexibles que se encontraban detrás. El fuego, entonces dentro del espacio vacío, comprometió progresivamente el cableado del sistema de megafonía en todo el edificio. Esto requirió un complemento de bomberos que invirtió muchos recursos para investigar rápidamente cada apartamento de cada piso para despejar a los ocupantes.

Los bomberos ayudaron en el traslado y evacuación de más de 400 personas. El mando impulsó medidas para realojar temporalmente a los ocupantes de apartamentos afectados por el humo y el fuego en una estación de autobuses cercana. Luego, las agencias de apoyo asumieron la gestión de los evacuados durante el período prolongado. Ningún bombero ni civiles resultaron heridos de gravedad durante el suceso.

Muchos servicios de bomberos australianos operan divisiones integrales de inspección de edificios y seguridad comunitaria. Esto se extiende en muchos casos a inspecciones recurrentes por parte de equipos operativos de bomberos de edificios dentro de cada área de respuesta. Los intervalos de inspección se establecen según el uso u ocupación de un edificio. Las inspecciones consisten en que un equipo de bomberos local inspecciona físicamente los sistemas instalados de un edificio, como los equipos de primera respuesta, como los extintores, etc. Los registros del mantenimiento del sistema de alarma contra incendios, iluminación de emergencia, puertas contra incendios y rociadores/hidrantes se verifican junto con la capacitación de los ocupantes y los registros de evacuación ensayados. Las áreas de respuesta que tienen una alta densidad de edificios que requieren inspección dentro de este régimen cuentan con la asistencia de oficiales de cumplimiento dedicados fuera de turno.

La investigación posterior al incidente identificó problemas que los bomberos pueden experimentar comúnmente en incidentes de mayor escala, como comunicaciones, fallas en los sistemas del edificio y falta de inteligencia de alta calidad en forma de número de ocupantes y ubicación. Los siguientes elementos desafiaron o ayudaron a los equipos de bomberos:

Figura 1. Plano del edificio que indica el apartamento contra incendios

Figura 2. Plano del Departamento de Bomberos 805

El plano del departamento de bomberos. La sección en rojo denota el área revestida con ACP. Aproximadamente 55 pies2 de material de 3⁄16 de pulgada en cada piso pueden parecer a primera vista como un pequeño paquete de combustible. Sin embargo, cuando se expuso a condiciones de incendio, el material equivalía a 5½ galones de gasolina.

Incendio en el espacio vacío inmediatamente detrás de una salida de escape en el balcón del apartamento. 805 provocó un cortocircuito en el sistema de megafonía de emergencia del edificio, inutilizando el sistema. Las normas australianas exigen que el cableado del sistema de protección contra incendios sea resistente al fuego sólo desde el panel anunciador hasta el área o zona cubierta (en este caso, cada piso).

(4)Los apartamentos marcados en rojo fueron los más afectados por el incendio.

El sistema instalado eléctricamente en cada piso en configuración "serie" falló cuando un incendio afectó el cableado del circuito de cableado de un apartamento.

Otras características instaladas para respaldar la seguridad y la evacuación de los ocupantes, como extintores, iluminación de salida de emergencia, puertas cortafuegos y herrajes, se mantuvieron y operaron según lo previsto.

Un problema fue el frecuente uso por parte de los ocupantes de huecos para extintores o armarios como espacio de almacenamiento.

La presurización de las escaleras en cada una de las dos escaleras de evacuación funcionó según sea necesario; no se observó contaminación por humo.

Nota: Se requiere que se instale una detección de humo en el suministro de aire a los sistemas HVAC y de presurización. La detección de humo obliga a apagar el sistema, lo que minimiza la contaminación por humo de las áreas no afectadas.

Las condiciones del viento en la noche del incendio eran del oeste y estaban entre 12 y 18 millas por hora. La orientación de los apartamentos afectados era hacia el lado este (sotavento) del edificio. El viento arrastró el humo, el calor y las llamas, lo que probablemente ayudó a controlar el fuego. No se ha investigado el efecto de una situación de viento alternativa sobre las condiciones de incendio.

(6) Un ejemplo de collar contra incendios intumescente. Se coloca alrededor de una tubería de servicios públicos que atraviesa una pared o un piso. Cuando se expone al fuego, el revestimiento del collar se hincha, sellando la abertura. El material eventualmente se carbonizará, formando un sello protector que limitará el paso de las llamas y los gases de combustión.

Un aspecto de los sistemas del edificio contribuyó a la propagación del fuego. El drenaje a cada balcón se realizó mediante una tubería de drenaje que estaba en “T” en una tubería de drenaje vertical encapsulada por el revestimiento de aluminio. La tubería de drenaje vertical, construida de PVC, pasaba a través de la plataforma de concreto de cada sección del balcón. Como exige el código, la tubería se selló con un collar intumescente para evitar la propagación del fuego. Cuando una tubería es impactada por el fuego, el collar se hincha hacia adentro y cierra la tubería de plástico, deteniendo el fuego. El collar tiene una resistencia al fuego de dos horas. El problema es que el collar está diseñado para que pase un solo tubo. Durante la construcción, los contratistas utilizaron una pieza de unión en T para conectar la tubería de drenaje del balcón al drenaje vertical. Una pieza de unión es de construcción más pesada que una tubería recta y la unión producida también es más pesada. Esto afectó el funcionamiento del collar en condiciones de incendio y no logró limitar la propagación del fuego.

En este incendio, fue una suerte que las características arquitectónicas del edificio minimizaran la aplicación del revestimiento ACP. Este no es el caso de muchas estructuras que ocupan miles de pies cuadrados vertical y lateralmente sin barreras diseñadas contra incendios, como cortafuegos, separación o materiales cortafuegos. Este también puede ser el caso de barreras arquitectónicas que pueden coincidir con el diseño, como el uso de materiales alternativos para lograr un efecto o corredores destinados a la ventilación o la carga del viento.

El resultado de este incendio, impulsado en gran medida por el uso de revestimiento de ACP, tuvo un buen final. Sin embargo, ilustra el efecto que muchos grupos tienen sobre la seguridad de los edificios, desde la etapa de ingeniería y diseño hasta la construcción física y las acciones de los contratistas y ocupantes.

Los bomberos también tienen una responsabilidad en esta ecuación: deben estar familiarizados con el edificio y su ocupación y conocer aquellos sistemas por los que hemos presionado tanto y durante tanto tiempo, como rociadores, agua contra incendios adecuada para el riesgo y sistemas de evacuación y control de humo. .

Philip Paff , AFSM, MIFireE, CFO, es capitán en Queensland, Australia, con 23 años de experiencia como oficial de rescate. Tiene una licenciatura en operaciones de servicios de emergencia y es miembro del Grupo de Trabajo 1 de búsqueda y rescate urbano de Australia. Recibió la Medalla del Servicio de Bomberos de Australia por su contribución al rescate.