Evaluación de la velocidad de propagación en los métodos de ensayo de reacción al fuego

Foto cedida por laboratorio Tecnalia

Introducción

La velocidad de propagación de un incendio es un concepto que todos nos imaginamos de manera intuitiva. Todos comprendemos el concepto de velocidad y aplicamos una analogía al caso de un incendio. Sin embargo, el desarrollo de un incendio es complejo y analizaremos en esta publicación la forma en que las diferentes metodologías de ensayos ofrecen información relacionada con la velocidad de propagación. Curiosamente, veremos que los métodos de ensayo no llegan a nombrar el parámetro de forma directa.

Los ensayos de reacción al fuego son mucho más que una simple clasificación. Detrás de ella, hay una información que con frecuencia se desconoce y que nos puede  proporcionar muchas pistas sobre el comportamiento de un producto en las fases iniciales de un incendio.

Lo que primero debemos conocer es que la reacción al fuego siempre debe ir a asociada a una condición final de uso, es decir, debemos saber las condiciones en las que se ha ensayado. No es lo mismo ensayar un producto tal cual sale de fábrica (requerido por algunas normas para el marcado CE) que fijado a una estructura metálica o en el caso de productos que se aplican sobre superficies tales como pinturas o barnices, ya que no es lo mismo que el producto se aplique sobre un sustrato de madera que  sobre una chapa de acero. El resultado del producto variará en función de la aplicación final de uso.

Siempre es deseable que los productos que se someten a los ensayos de reacción al fuego presenten una velocidad de propagación limitada o reducida en caso de incendio. Pero ¿se mide en todas las clasificaciones?, ¿merece la pena evaluarlo en materiales individuales cuando forman parte de un sistema? ¿existen alternativas mejores a las Euroclases? Vamos a intentar explicarlo de manera sencilla y responder a las preguntas anteriores.

Evaluación de la velocidad de combustión en las Euroclases

Las Euroclases evalúan las prestaciones de reacción al fuego de los productos de construcción y se utilizan como una herramienta técnica para establecer diferentes requisitos en el CTE DB SI y el RSCIEI. En esta tabla podemos ver los diferentes ensayos que se realizan para cada Euroclase.  

Tabla 1 Ensayos del sistema de Euroclases. Elaboracion de Andimat tomando como base la norma UNE-EN 13501-1

Profundizando un poco, vemos que los ensayos consideran diferentes parámetros y que no todos ellos evalúan lo mismo.

La clase A1 no mide en ninguno de sus dos ensayos (horno de combustibilidad y bomba calorimétrica) la velocidad de propagación.

Para las clases A2 y B aparece el ensayo del SBI que mide el parámetro LFS (propagación lateral de llama). El valor del parámetro es el mismo para ambas clases, es decir, la exigencia en relación con la velocidad de propagación de llama es la misma para una clase A2 que para una clase B.

Pero, ¿cómo se evalúa en el ensayo del SBI el parámetro LFS y cuánto se parece a una velocidad de propagación de una llama? El ensayo del SBI consiste en simular la esquina de una habitación en la que hay un elemento ardiendo, como podría ser una papelera, para estimar como afectaría este elemento ardiendo a los revestimientos de dicha habitación. Durante el ensayo, se verifica visualmente que un posible frente de llamas no alcance el borde lateral de una de las paredes que forma la esquina (Ala larga) siendo esta distancia de 1000 mm. Por tanto, la velocidad de propagación se podría estimar de manera indirecta.

Para las clases B, C y D, se incorpora, además del ensayo SBI, el ensayo de inflamabilidad. Este método de ensayo también ofrece una evaluación de la velocidad de propagación. Se trata de un ensayo tipo pasa/no pasa, en el que se aplica una pequeña llama sobre la superficie expuesta (en algunas ocasiones también sobre el borde de la muestra) y si la propagación alcanza una distancia de 150 mm en un periodo de tiempo de 20 s o 60s, según la Euroclase, no se supera el ensayo. En vista de la sistemática, sería factible evaluar la velocidad de propagación de manera indirecta, como ocurre en el SBI, pero este ensayo se emplea una llama muy reducida.

Existen otros métodos de Euroclases para aplicaciones de suelos y cubiertas.

En el caso de suelos, el ensayo del panel radiante se basa en la velocidad de propagación de llama sobre la superficie de la muestra, pero los resultados no expresan una magnitud de longitud frente al tiempo sino en flujo de calor. Al menos nos ofrece una mayor información sobre la propagación, aunque sea en aplicaciones horizontales.

Para la evaluación de cubiertas, el actual Código Técnico de la Edificación exige la superación de un ensayo para alcanzar una clase Broof(t1). En este ensayo se reproduce una cubierta en condición final de uso y se evalúa, entre otras medidas, la propagación horizontal sobre la cubierta anotando el tiempo transcurrido para llegar a cada una de las marcas que indican una distancia concreta en relación con el foco del incendio.

Resumiendo, vemos que el enfoque de las Euroclases está dirigido a evaluar diferentes parámetros a pequeña escala de los materiales y productos ensayados. Encontramos algunos parámetros que se pueden relacionar con la velocidad de propagación, pero en escalas de centímetros o de un metro. Concluimos que las Euroclases no están diseñadas para evaluar propagaciones y es que su diseño tiene como objetivo estimar el tiempo de aparición del efecto ‘’flashover’’ en un recinto cerrado como una habitación.

Otros ensayos

Para las butacas y asientos fijos tapizados en establecimientos de uso de pública concurrencia, el CTE DB SI requiere dos ensayos donde se evalúa la inflamabilidad del mobiliario tapizado, UNE-EN 1021-1 y UNE-EN 1021-2. En ellos se contempla un criterio llamado ignición por combustión progresiva, donde una de las condiciones es que si la propagación alcanza los bordes de la muestra, se consideraría positivo este criterio. Otra norma empleada principalmente en señales fotoluminiscentes sería la UNE 53127. Esta norma sí que estima la velocidad de propagación, pero a muy pequeña escala y con ciertas limitaciones, como por ejemplo la orientación de las muestras.

Enfoque alternativo para medir la velocidad de propagación

Y entonces ¿cómo podemos evaluar la velocidad de propagación principalmente en aplicaciones verticales, como las fachadas? La referencia actual son las Euroclases, que están basadas en normas europeas y armonizadas. Sin embargo, la Comisión Europea ha comenzado un proyecto para desarrollar un método europeo de ensayo de gran escala sobre una fachada completa. Una alternativa que existe actualmente para evaluar la velocidad de propagación, especialmente en una fachada, es el ensayo mediante la norma BS 8414. Esta es una de las dos normas que se están utilizando como base para este proyecto europeo. En este caso el ensayo  reproduce un incendio en una habitación en el que una vez se alcanza el ‘’flashover’’ rompe hacia el exterior a través de una ventana y afecta a una fachada.

Foto 1: Ensayo de gran escala según BS 8414 en laboratorio Tecnalia.

En estos ensayos se consideran sistemas completos de fachada, no  de  elementos individuales, como ocurre en los ensayos de Euroclases actuales, siendo posible obtener información mucho más fiable y precisa. En este ensayo hay una cámara de combustión que simula la ventana de una vivienda que ha sufrido un “flashover” y se mide que no se sobrepase una temperatura concreta en los primeros 15 minutos de ensayo, a una altura de 5 m medidos desde la mencionada cámara de combustión.

Además, la llamas no se deben extender más allá de los bordes de la muestra durante el ensayo. Por tanto, se podría evaluar la propagación siendo un criterio para superar el ensayo (Según BR 135).

Conclusiones

Con esta entrada queremos resaltar la necesidad de entender los parámetros evaluados en los ensayos de reacción al fuego. Las Euroclases y el ensayo a gran escala evalúan una multitud de parámetros y, en particular, algunos ensayos comprueban que las llamas no superen una distancia determinada durante el tiempo de ensayo. Los ensayos de las Euroclases se aplican a un único producto, material (tal cual se fabrica, o en su condición final de uso) o un sistema como el SATE, mediante una escala que varía entre unos centímetros y llega a superar ligeramente el metro. Sin embargo, el ensayo a gran escala se realiza sobre una solución constructiva de fachada completa con un tamaño de muestra de al menos 8 m, por lo que ofrece una mejor orientación sobre la posible velocidad de propagación. Hay además una extraordinaria diferencia en las fuentes de combustión empleadas, siendo valores muy reducidos en las Euroclases frente a valores próximos a un incendio real en el ensayo a gran escala. Solamente con un buen conocimiento de los productos de construcción y de los sistemas donde están integrados, estaremos en condiciones de mejorar la seguridad contra incendios de nuestros edificios.

Bibliografía

  • UNE-EN 13501-1. Clasificación en función del comportamiento frente al fuego de los productos de construcción y elementos para la edificación. Parte 1: Clasificación a partir de datos obtenidos en ensayos de reacción al fuego.
  • BS 8414-1. Fire performance of external cladding systems. Test method for non-loadbearing external cladding systems applied to the masonry face of a building.
  • BS 8414-2. Fire performance of external cladding systems. Test method for non-loadbearing external cladding systems fixed to and supported by a structural steel frame.
  • BR 135. Fire performance of external thermal insulation for walls of multistorey buildings: (BR 135) Third edition.
  • CTE DB SI. Código Técnico de la Edificación. Documento Básico. Seguridad en caso de incendio.

Andimat (Asociación Nacional de Fabricantes de Materiales Aislantes)

Diseño de Instalaciones de Protección contra Incendios (PCI)