Compfirewood: la madera hace frente a su gran enemigo

El desarrollo de nuevos materiales de construcción formando composites con madera, productos finales, así como distintas tecnologías y procesos industriales que permitan obtener elementos constructivos basados en madera con elevadas prestaciones frente al fuego y respetuosos con el medio ambiente, es el principal objetivo de la investigación que impulsan el Instituto Tecnológico del Mueble, Madera, Embalaje y Afines (Aidima), como centro coordinador, y el Instituto Tecnológico de la Construcción (Aidico), a través del proyecto Compfirewood. Ambas entidades codirigen el Centro Técnico del Fuego.

El proyecto Compfirewood ‘Investigación del comportamiento estructural y medioambiental frente al fuego mediante ensayos y simulación numérica de elementos constructivos basados en madera con funcionalidad en el hábitat’, subvencionado por el Instituto para la Mediana y Pequeña Industria Valenciana (Impiva), y los fondos Feder de la Unión Europea, se enmarca en los proyectos de I+D ejecutados en colaboración entre institutos tecnológicos.

La iniciativa de investigación utiliza un sistema experto para estimar el comportamiento frente al fuego de los elementos constructivos de madera o derivados sin necesidad de ensayos reales, al tiempo que se busca obtener nuevos modelos matemáticos que permitan mejorar el propio sistema mediante ensayos reales. Este sistema implicará un importante ahorro de recursos.

El proyecto se está centrando en los revestimientos para obtener un tipo de tablero revestido de chapa que mejore sus propiedades de reacción y resistencia al fuego; en los elementos estructurales para lograr un modelos de comportamiento bajo carga de incendio que permita predecir la respuesta de éstos ante incendios reales; y en productos de recubrimiento que mejoren las prestaciones de resistencia, integridad y aislamiento de los elementos constructivos.

La mejora de estos elementos constructivos de madera con altas prestaciones en su comportamiento frente al fuego contempla, asimismo, la optimización de los parámetros clave involucrados tanto en su fabricación (materias primas, condiciones y parámetros de fabricación), y la selección de los aditivos ignifugantes (concentración óptima, sinergias, compatibilidades).

Del mismo modo atiende a los parámetros de su proceso de tratamiento, ya sea en autoclave (presión, vacío, tiempo, repetición de ciclos, relación carga/volumen, temperatura, etc.), como otros posibles tratamientos (inmersión, pulverización…). Estos elementos deben ser respetuosos con el medio ambiente, tanto desde el punto de vista de la emisión, mediante la reducción de los humos generados, como de su toxicidad y su posterior gestión como residuo.

Por otro lado, la optimización de materiales de madera junto a cemento se fundamenta en las condiciones de fraguado, en este caso de la madera con la matriz cementosa, obteniendo tableros cementosos con prestaciones adecuadas para su uso en construcción. Se contemplan variables como el tipo de cemento, tipo y porcentaje de acelerante de fraguado, porcentajes de mezcla cemento/resto madera u otros, tiempos de fraguado, entre otras, y también las características propias del producto final: espesores, densidades, porosidad, etc.

Los resultados obtenidos de los ensayos sobre los nuevos paneles han sido muy satisfactorios que hacen prever futuros desarrollos para revestimientos de paredes y techos basados en estos materiales compuestos. Los paneles seleccionados aptos para la construcción han superado los ensayos de reacción en cuanto a inflamabilidad, aporte de calor, propagación de llama, y carga de fuego, entre otros, y los de opacidad y toxicidad de humos, sobre la producción total de humos, velocidad de producción, índices de toxicidad en las emisiones, entre otros indicadores.

En la misma línea se están desarrollando ensayos sobre piezas de diferentes secciones con y sin protección en horno mufla con el fin de valorar el espesor máximo optimo a emplear en los diseños, y encontrar también la relación óptima entre sección transversal del elemento y empleo de recubrimiento de protección.

Por ejemplo, en el empleo de maderas laminadas se ha comenzado a usar refuerzos con fibras sintéticas que aumentan la resistencia mecánica del elemento, permitiendo así reducir secciones en hasta un 25%, donde queda comprobar si tal reducción de sección es rentable de cara a la resistencia al fuego. Los resultados de los ensayos en mufla han demostrado que en piezas de madera laminada (la más usada en la actualidad), en caso de exposición al fuego, sólo se ve comprometida entre 1,2 y 2 cm de espesor de la pieza.

Del mismo modo se está avanzando en la mejora del comportamiento de elementos de sectorización (tales como puertas cortafuego), donde se ha detectado como clave del buen comportamiento de éstos, la puesta en obra, siendo fundamental que elementos como juntas o herrajes mantengan la integridad y sean efectivos. Tampoco hay que olvidar las posibles mejoras que pueden realizarse en el cuerpo de la puerta cambiando las configuraciones de capas de relleno. Se están realizando modelos numéricos (simulaciones con software de elementos finitos) con distintas configuraciones de rellenos, partiendo de los materiales más utilizados por los fabricantes, con el fin de que los resultados que se obtengan sean aplicables en la realidad por los fabricantes.