Tácticas para combatir incendios en edificios altos revestidos con paneles compuestos de aluminio

El autor presenta algunas de las consideraciones tácticas y de seguridad que los bomberos deben abordar cuando se proponen paneles compuestos de aluminio para edificios altos en sus distritos.

El revestimiento de paneles compuestos existe desde hace mucho tiempo y la mayoría de nosotros probablemente lo hemos visto en su forma más simple: utilizado como reemplazo del revestimiento de tablillas en estructuras domésticas. Como alternativa al revestimiento tradicional, requiere poco mantenimiento e incluso puede tener propiedades térmicas más altas que la madera tradicional. Generalmente aparece como revestimiento de casas de cloruro de polivinilo (PVC) o aluminio. Aunque no es específicamente combustible, muchos de nosotros hemos experimentado el desorden que estos productos pueden causar cuando se exponen al fuego.

El desarrollo tecnológico de estos materiales en las décadas de 1990 y 2000 ha ampliado las aplicaciones del revestimiento compuesto más allá del simple revestimiento de tablillas. Los paneles compuestos existen en la industria desde hace muchos años y se utilizan en muchas otras áreas, como señalización y acabados decorativos. Cuando se utilizan en señalización o para equipamiento de tiendas, los paneles compuestos tienen un grosor de hasta aproximadamente un cuarto de pulgada. Cada panel suele estar compuesto por acabados de aluminio, cobre o zinc en la cara frontal, que, a su vez, intercala internamente un material a base de polímero. El espesor aproximado de la piel exterior de metal puede ser de 0,019 pulgadas o aproximadamente calibre 24; el componente de polímero sería de aproximadamente 5⁄32 de pulgada. Esto permite que la lámina creada se forme o lamine y minimiza los costos de metal a granel y mantiene el peso al mínimo al tiempo que proporciona buenas características térmicas (foto 1).

(1) Un panel compuesto de aluminio puede adoptar cualquier forma vertical y da un aspecto moderno a edificios nuevos o revitaliza estructuras más antiguas. Esta imagen en primer plano muestra el panel brillante instalado en la entrada de un concesionario de automóviles. (Foto de Greg Havel.)

Más recientemente, sin embargo, ha habido una gran expansión del uso del producto como su primo de tablillas en la industria de la construcción: como revestimiento en las paredes exteriores de los edificios. Este ha sido el caso en el extranjero en muchas estructuras de gran altura Tipo 1. El tipo predominante es el panel compuesto de aluminio (ACP), que, como ocurre con cualquier producto manufacturado, varía mucho en precio. Esta diferencia de precio se refleja en la calidad de los materiales y en el comportamiento fundamental del producto ante el fuego.

Es posible que haya visto imágenes de incendios recientes en rascacielos en Dubai, en los Emiratos Árabes Unidos, que mostraban el avance del fuego fuera del edificio a lo largo de varios pisos. Se han producido incendios similares en China, Francia y Australia; todos estaban relacionados con el uso de revestimiento de paneles compuestos.

(2) Revestimiento compuesto de aluminio combustible en el edificio Forté en Melbourne, Australia. (Foto del autor).

La cuestión clave es el material utilizado como relleno del “sándwich” entre las capas de aluminio. Los paneles resistentes al fuego fabricados con un alto estándar utilizan un núcleo de polietileno/fibra mineral; Los productos inferiores desde el punto de vista del comportamiento frente al fuego contienen únicamente fibra de polímero de polietileno.

(3) El edificio Forté durante el incendio del revestimiento en 2014. Un cigarrillo tirado en el balcón encendió los muebles del jardín. Debido a que este revestimiento se utiliza ampliamente en todo el mundo, los bomberos deben considerar si su departamento tiene los recursos para manejar un evento de esta dimensión. En este contexto, confiar excesivamente en sistemas contra incendios incorporados (rociadores, etc.) puede ser perjudicial porque el edificio y sus sistemas están diseñados para contener los incendios que ocurren dentro del edificio. (Foto de Wade Savage; usada con autorización).

En un incidente ocurrido en Australia a finales de 2014 (fotos 2 y 3), un bloque de apartamentos de 21 pisos se vio involucrado en un incendio como resultado de un cigarrillo tirado en los muebles de jardín de un balcón del octavo piso. El incendio en desarrollo atrapó la exposición de los paneles de la pared y el fuego se extendió hacia el exterior a lo largo de 13 pisos en 15 minutos (se detuvo en el piso superior) y se extendió a las exposiciones de cada balcón. La caída de material en llamas provocó que también se afectaran las exposiciones de los balcones hasta el sexto piso del edificio. Afortunadamente, el sistema de rociadores del edificio funcionó más allá de su estándar de diseño y los esfuerzos de los bomberos impidieron que el fuego se apoderara de la estructura. En la investigación posterior al incendio, se descubrió que el producto de la pared era un producto importado más barato que no cumplía con la resistencia al fuego requerida. Cuando el producto fue probado en laboratorio por la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO), el principal organismo científico de Australia, el experimento tuvo que abandonarse después de 90 segundos debido al alto crecimiento del fuego y la salida de humo de la muestra.

En este caso, la autoridad municipal, apoyada por los bomberos locales, actuó para evitar que este suceso se repitiera. Se celebraron varios tribunales junto con el posterior proceso de apelación. El resultado fue que se impuso con éxito la orden de despojar al edificio del producto en su totalidad y revestirlo con un material no combustible. Los agentes que representan a las partes interesadas del edificio presentaron alternativas a la retirada de los paneles, como sistemas de empapado de paredes exteriores. En un excelente ejemplo de liderazgo de nuestra industria, la agencia de bomberos se opuso con éxito a esas alternativas basándose en muchos factores, incluido el recorrido oculto del fuego en la parte posterior del panel fijo.1-2

No todas las situaciones se resuelven con éxito. Los intentos de impedir el uso de ACP en otras jurisdicciones, aunque loables, no han tenido tanto éxito.

Australia, a diferencia de Estados Unidos, tiene un código de construcción nacional. El código australiano incorpora los requisitos de comportamiento ante el fuego. Luego, los estados individuales hacen referencia al código y lo reflejan en diversos grados en la legislación y las regulaciones estatales.

El código prohíbe el uso de revestimientos combustibles en edificios de clase A (equivalente en EE. UU., Tipo 1); sin embargo, en Australia hubo una falta inicial de pruebas de fachadas a gran escala, y algunos proveedores de paneles ofrecen un producto que simplemente ha alcanzado un nivel de pruebas cualitativas sin ninguna prueba de incendio a gran escala.3 Los proveedores y desarrolladores menos escrupulosos eluden los códigos en muchos sentidos al aplicar términos como “combustibilidad” y acuerdo “considerado satisfactorio”. No todo es malo. Muchos fabricantes de renombre tienen datos de pruebas de incendio a pequeña escala que ilustran el nivel de no combustibilidad de un producto en pruebas de incendio estándar. Obviamente, es necesario hacer más. Parece que productos inferiores con un rendimiento inferior al mínimo han encontrado su camino en el mercado global.

En general, este puede ser un caso de tecnología de materiales que avanza a un ritmo que supera las definiciones de los códigos, una situación que respalda la aplicación de códigos específicos como el de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) 285, Método estándar de prueba de fuego para la evaluación de las características de propagación del fuego de Conjuntos de muros exteriores sin carga que contienen componentes combustibles, que definen criterios de prueba para conjuntos de muros externos.4

La cuestión del ACP se extiende más allá de sus cualidades de resistencia al fuego. La instalación del panel como sistema de revestimiento influye en gran medida en el comportamiento del producto en condiciones de incendio. Principalmente, existen dos métodos de instalación: varilla directa y casete.

Se aplica una barrera climática al marco externo del edificio. Luego se fija un canal de enrasado de metal al marco de la estructura y luego se aplica cinta de doble cara al canal. El panel compuesto con bordes sin terminar se fija al edificio con cinta adhesiva. Las juntas verticales de cada panel están selladas y sostenidas desde atrás por una tira de Styrofoam® pegada al marco (foto 4).

(4) Una sección transversal de paneles instalados utilizando el método Direct Stick. (Foto del autor).

Este método expone la sección interior del panel al impacto de las llamas desde una fuente externa. La espuma de poliestireno también permite que la llama se propague más a lo largo del borde del panel y hacia la parte posterior. El adhesivo puede fallar en condiciones de incendio y el panel puede desprenderse de la estructura, lo que agrava los problemas.

Este método es similar al método de pegado directo en el que se aplican al marco una membrana climática y un canal de enrasado. Las principales diferencias son que cada panel tiene sus bordes doblados internamente a 90° y se adjunta un soporte. El soporte se atornilla al canal en la estructura. A continuación se sella la junta con un producto tipo masilla (foto 5).

(5) Una sección transversal de paneles instalados utilizando el método Cassette. Observe cómo los bordes del panel están doblados 90° como una “U” invertida y que cada panel está asegurado positivamente mediante un soporte y un tornillo. Este es un método mucho más seguro que el Direct Stick. Sin embargo, el sistema todavía es propenso a que el fuego se propague sin control en el espacio vacío en la parte posterior de los paneles. La detención del fuego es esencial cuando se utiliza cualquiera de los métodos. (Foto del autor).

Las ventajas de este método son dos: (1) Los bordes internos de cada panel están protegidos de fuentes de llamas externas; y (2) el panel está fijado mecánicamente al edificio mediante tornillos, minimizando la probabilidad de que se desprenda del edificio durante un incendio.

Desde una perspectiva táctica, la principal preocupación es el tamaño de la respuesta necesaria para gestionar un incendio de este tipo en un edificio alto debido al número de pisos afectados simultáneamente. Se necesita un compromiso intensivo de recursos por parte de los bomberos para lo siguiente:

Para los bomberos que trabajan en la construcción y en el cumplimiento de códigos, asegúrese de que, si se especifica ACP, cumpla y se pruebe según sus estándares y que el material sea el mismo que el estipulado. Asegúrese también de que se especifiquen puntos de interrupción/parada en ambos lados del revestimiento externo para reducir el riesgo de progresión desenfrenada del fuego.

Las barreras/detención de incendios entre pisos, el modelado de incendios y los análisis no están bien establecidos para este producto. No acepte soluciones alternativas sin pruebas a gran escala o evaluación de riesgos, como las que pueden estar disponibles en los estándares de Underwriters Laboratories (UL). En América del Norte, algunos aspectos del Código Internacional de Construcción (IBC) pueden dificultar la interpretación del uso de los ACP y pueden conducir a una aplicación incorrecta del producto. La presencia de bomberos e ingenieros de protección contra incendios en paneles técnicos de normas como los de UL es imprescindible.

Obviamente, nada es ignífugo y los productos ACP del más alto nivel todavía contienen polímero y, por lo tanto, aún se descomponen cuando se calientan. La cuestión crítica es que identificar un producto inferior en un edificio construido es, en el mejor de los casos, difícil. En Australia, no se sabe cuántos edificios del país están revestidos con un producto inferior; las estimaciones del gobierno son de miles. Muchos otros países apenas están empezando a experimentar el problema. ¿Qué hay en tu patio trasero, Estados Unidos?

En el momento en que estaba investigando este artículo, el incendio de la Torre Grenfell en el Reino Unido aún no había ocurrido. Mientras escribo esta sección, mi televisión muestra a los bomberos buscando en la masa quemada del edificio residencial de 24 pisos y 120 apartamentos. Fue una conflagración en el verdadero sentido de la palabra. A medida que pasan los días, las esperanzas de las familias desplazadas de encontrar a sus seres queridos disminuyen a medida que el número de muertos aumenta constantemente.

El incendio puso a prueba a los más de 5.000 miembros de la Brigada de Bomberos de Londres, con más de 40 aparatos y 200 bomberos que intentaron valientemente detener el rápido avance del fuego. El esfuerzo de extinción de incendios llevó días, y las preocupaciones sobre la integridad estructural estaban obligando a los recursos a concentrarse en el ataque dentro del alcance de los aparatos aéreos, mientras que los pisos superiores agotaban el combustible disponible y finalmente se quemaban.

Incluso antes de que el último aparato abandonara el lugar, el proceso de investigación ya había comenzado y la magnitud del suceso hará que sea objeto de una intensa investigación durante algún tiempo. Parece que el incendio comenzó inicialmente en un electrodoméstico averiado en un apartamento del cuarto piso. Lamentablemente, los informes indican que el revestimiento externo utilizado (panel compuesto con núcleo de polietileno no resistente al fuego) en una renovación reciente del edificio de 43 años contribuyó en gran medida a la velocidad y propagación del fuego por toda la estructura.

Las imágenes de vídeo del inicio del incidente muestran que el fuego avanza rápidamente por el exterior del edificio de propiedad de la ciudad. Dado que está construido de hormigón armado con acero, sólo se puede deducir que el revestimiento compuesto lo soporta. Una inspección más cercana muestra el recorrido de la llama vertical y horizontal correspondiente a la ubicación del panel. Lo que se desconoce por el momento es si se colocó algún producto aislante en la parte trasera del revestimiento para mejorar las propiedades térmicas del edificio. La caída de los paneles en llamas es evidente durante el incendio; Las imágenes posteriores al incidente también ilustran la gran cantidad de caídas en el área circundante. Afortunadamente, los incendios secundarios y el riesgo de exposición fueron mínimos.

Aparte del riesgo de incendio inherente al revestimiento de la Torre Grenfell, se plantean algunas cuestiones específicas:

Estas preguntas, basadas en duras lecciones aprendidas en la batalla, han sido formuladas en diversos contextos una y otra vez por quienes nos precedieron. Los Dunn, Brannigan y Mittendorf del mundo han escrito numerosas veces sobre los peligros de las renovaciones y modificaciones de edificios y el cambio de uso y cómo pueden afectar el rendimiento del edificio y la seguridad de los ocupantes durante condiciones de incendio.

La remodelación de la Torre Grenfell realizada en 2016 implicó modernizar los servicios públicos internamente y mejorar las comodidades visuales del edificio externamente para gentrificar el área. Aunque las investigaciones están en curso, se ha dado a entender que el revestimiento utilizado no tenía clasificación contra incendios y que la diferencia en la actualización a un producto resistente al fuego habría sido aproximadamente $6,500 adicionales en el proyecto de $11 millones.

Descargue un PDF del informe posterior al incidente del incendio de Lacrosse elaborado por las Brigadas de Bomberos Metropolitanas (Melbourne, Australia) en http://www.mfb.vic.gov.au/News/Publications/Reports.html/.

Puede encontrar el comunicado de prensa de la Asociación de Protección contra Incendios de Australia con el enlace de determinación de apelación aquí: http://www.fpaa.com.au/news/news/2017/01/bab-lacrosse-determination.aspx.

En https://www.youtube.com/watch?v=dH1YiB3767k/ se encuentra una excelente presentación en video (que incluye animación del desarrollo del incendio) del análisis posterior al incidente realizado también por las Brigadas de Bomberos Metropolitanas (Melbourne, Australia).

Philip Paff, AFSM, MIFireE, CFO, es miembro y capitán de Fire and Rescue Queensland desde hace 22 años y está asignado a la Estación 48. Es miembro de Australia TF 1 USAR. Tiene una licenciatura en operaciones de servicios de emergencia. Paff recibió la Medalla del Servicio de Bomberos de Australia por su contribución al rescate.

1. Asociación de Protección contra Incendios de Australia 2017, "La seguridad es la primera consideración para los residentes de lacrosse". Consultado el 1 de febrero de 2017, http://www.fpaa.com.au/news/news/2017/01/bab-lacrosse-determination.aspx.

2. Metropolitan Fire Brigades 2014, “Análisis posterior al incidente – muelles de lacrosse” consultado el 29 de diciembre de 2016, http://www.mfb.vic.gov.au/News/Publications/Reports.html

3. Norma 2014 de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios, Riesgos de incendio de conjuntos de paredes exteriores que contienen componentes combustibles.

4. Asociación Nacional de Protección contra Incendios 2012 “NFPA 285: Método de prueba de fuego estándar para la evaluación de las características de propagación del fuego de conjuntos de muros exteriores sin carga que contienen componentes combustibles”.

Formación relacionada:

http://www.fireengineering.com/articles/2017/07/construction-concerns-combustible-cladding.html

http://www.fireengineering.com/articles/pt/2017/07/flammable-cladding-used-in-us-buildings.html

http://www.fireengineering.com/articles/2017/06/after-the-grenfell-fire-brits-order-evacuation-of-other-high-rise-cladding-buildings.html