Seguridad contra incendios de los productos de la construcción en la Unión Europea

Higiene, salud y medio ambiente. Los productos de la construcción no deben representar una amenaza para la higiene o la salud de los ocupantes y vecinos por hechos tales como el desprendimiento de gases tóxicos, partículas o gases peligrosos, la emisión de radiaciones, la polución o contaminación del agua o el suelo, defectos en la evacuación de las aguas, humos y desperdicios, y la presencia de humedades.

Seguridad de uso: ausencia de riesgos inaceptables de accidentes tales como resbalones, caídas, choques, quemaduras y electrocuciones.

Protección contra el ruido: el ruido percibido por los ocupantes o por las personas que se encuentran próximas debe estar a un nivel tal que su salud no se vea amenazada y que les permita dormir, descansar y trabajar en condiciones satisfactorias.

Ahorro energético y aislamiento térmico: las instalaciones de calefacción, de refrigeración y de ventilación deben estar construidas de modo que el consumo energético requerido para el uso de la obra sea moderado teniendo en cuenta las condiciones climáticas locales y sin que atenten contra el necesario confort térmico de los ocupantes.

Seguridad contra Incendios: la obra debe estar construida de manera que su estabilidad esté garantizada durante un periodo de tiempo determinado, que las causas de aparición y propagación de fuego y humo estén limitadas en su interior, que la extensión del fuego hacia el exterior sea limitada, que la protección de los ocupantes este asegurada y que la seguridad de los equipos de socorro sea tomada en cuenta.

En el caso concreto de la Seguridad contra Incendios, la Directiva afecta a todos los aspectos de resistencia y reacción al fuego de materiales y estructuras, instalaciones y medios de detección, y extinción y vías de evacuación.

Ese requisito, ha sido desarrollado fundamentalmente mediante lo que se conoce como documentos interpretativos en una serie de campos relacionados con los diversos aspectos de la Seguridad contra Incendios. Técnicamente los documentos interpretativos han estado amparados por diversos Comités Técnicos del CEN (comité Europeo de Normalización), cuyos trabajos han quedado reflejados en la publicación de una serie de normas y de proyectos de normas europeas (EN y prEN).

Para conseguir un mayor grado de unificación, ISO (Organización Internacional de Normalización) y CEN llegaron a un acuerdo, conocido como Acuerdo de Viena, con el fin de que ambos organismos coordinen sus actividades y que se trabaje dos veces ni se vaya en direcciones distintas.

En realidad, la solución de las Euroclases contempla la identificación de aquellos métodos de ensayo europeos existentes o en desarrollo que permitan la elaboración de un banco de datos tal que puedan comenzarse las negociaciones en el campo de los productos. Hay que tener en cuenta que, una vez elegidos los métodos de ensayo, deben dejarse tres grados de libertada para consideraciones políticas:

• El número de clases, relacionado con uno o más de los usos previstos (revestimientos, revestido de forjados, paredes, fachadas, etc.).

• La ponderación de los parámetros fundamentales: inflamabilidad, propagación de la llama, cantidad de calor desprendido, etc.

• Las reglamentaciones nacionales decidirán unilateralmente que clase de producto puede utilizarse, dependiendo de la configuración constructiva y de su empleo.

Esta decisión establece inicialmente dos grandes apartados:

• Materiales de construcción, con exclusión de los suelos

• Materiales para suelos

El primero incluye los siguientes elementos:

• Productos para paredes y techos, incluyendo sus revestimientos superficiales.

• Elementos de construcción

• Productos incorporados en el interior de los elementos de construcción

• Tubos y componentes de conducciones

• Productos para fachadas/muros exteriores

Las Euroclases previstas son siete: A1, A2, B, C, D, E y F.

El segundo grupo se refiere a los suelos, incluyendo sus revestimientos superficiales, y las Euroclases son también siete: A1FL, A2FL, BFL, CFL , DFL, EFL y FFL.

Centrándonos en el primer grupo, de aplicación más general, las características exigibles a cada clase serán:

• Euroclase F. Sin comportamiento determinado. Materiales para los que no se han especificado características de reacción al fuego o que no puedan ser clasificados en ninguna de las demás clases.

• Euroclase E. Reacción al fuego aceptable. Productos capaces de resistir durante un breve periodo de tiempo el ataque de una llama pequeña sin que se produzca una sustancial propagación de la misma.

• Euroclase D. Contribución al fuego aceptable. Productos que cumplen los requisitos de la clase E y que son capaces de resistir, durante un periodo de tiempo más largo, el ataque de una llama pequeña sin que se produzca una sustancial propagación de la llama y con producción limitada de gotas ardiendo. Además, al ser sometidos al ensayo SBI, deben presentar:

• un tiempo de encendido suficientemente largo,

• una propagación de la llama, desprendimiento de calor y producción de humos limitada, y

• una producción de gotas y/o partículas encendidas reducida.

• Euroclase C. Contribución al fuego limitada. Como la Clase D, pero cumpliendo requisitos más restrictivos.

• Euroclase B. Contribución al fuego muy limitada. Productos que cumplen requisitos que se consideran más restringidos que los de la clase C. Además, en condiciones de un incendio completamente desarrollado, estos productos no aumentarán significativamente la carga térmica del recinto y el desarrollo del fuego.

• Euroclases A1y A2. Ninguna contribución al fuego. Los productos de las Clases A1 y A2 no contribuirán al fuego en ninguna etapa del mismo, incluyendo un incendio completamente desarrollado: por esta razón se considera que son capaces de cumplir automáticamente los requisitos de las demás clases.

Para cada una de las clases, los criterios de aceptación son los que se muestran en las tablas. Estos criterios se derivan de las experiencias en el comportamiento de los productos durante un fuego, teniendo en cuenta sus condiciones de uso final.

** la clasificación de opacidad de humos no está relacionada con el posible carácter tóxico de los mismos

De este modo han sido seleccionados cuatro métodos de ensayo para evaluar la reacción al fuego de los productos de la construcción, con la finalidad de responder a esos tres niveles de solicitación térmica y sabiendo que tres de esos cuatro métodos existían y estaban ya normalizados.

Si se consideran también los suelos y sus revestimientos, hay que añadir un método de ensayo más, también existente.

Estas normas de ensayo (ver Figuras 1 y 2) como suele ser habitual no incluyen criterios de clasificación, por lo que los mismos deben establecerse a nivel europeo, y esto se concreta en las correspondientes partes y tablas de la nueva norma EN 13501.

• Parte 1: Clasificación a partir de los datos obtenidos en ensayos de reacción al fuego.

• Parte 2: Clasificación a partir de los datos obtenidos en ensayos de resistencia al fuego (excluyendo a los productos utilizados en sistemas de ventilación).

• Parte 3: Clasificación a partir de los datos obtenidos en ensayos de resistencia al fuego en los productos utilizados en instalaciones de servicio normales de un edificio (distintos de los sistemas de control de humo)

• Parte 4: Clasificación a partir de los datos obtenidos en ensayos de reacción al fuego en componentes de sistemas de control de humo.

• Parte 5: Clasificación a partir de los datos obtenidos de los ensayos en cubiertas expuestas a fuego exterior.

El objetivo de esta norma es definir un procedimiento armonizado para la clasificación de la reacción al fuego de los productos de la construcción y se ha preparado como soporte del segundo requisito esencial de la Directiva de productos de la construcción de la Comunidad Europea (89/106/CEE) y según lo detallado en el Documento Interpretativo Número 2: Seguridad en caso de fuego (DOCE C62, vol 37).

Los criterios de clasificación y los símbolos empleados, con sus definiciones, pueden verse en las Tablas 1 y 2, más adelante.

• Principio: La finalidad de este ensayo es identificar aquellos productos que no contribuirán, o al menos de modo significativo, al fuego sin tener en cuenta su uso final.

• Aparato: El ensayo se realiza mediante el aparato cuyo esquema se presenta en la Figura 5, y consiste esencialmente en:

• un tubo refractario rodeado de una resistencia eléctrica calefactora y de un aislamiento (este conjunto constituye el horno propiamente dicho),

• un difusor de aire en la base y una pantalla superior abierta del tubo

• un portaprobetas equipado con un dispositivo apropiado para bajar y subir las probetas por el eje del tubo.

• un termopar en el horno

• un registrador de temperaturas

• Muestras: Se ensaya una probeta cilíndrica (diámetro: 45 mm; altura, 50 mm)

• Procedimiento: El ensayo consiste en colocar una probeta en el portaprobetas, que va suspendido de un tubo ajustable, lo que permite su descenso hasta el interior del horno cilíndrico. Este es calentado por una resistencia eléctrica, obteniéndose en su interior una temperatura de 750 ºC de modo continuo durante los veinte minutos de duración del ensayo. En estas condiciones, la probeta está sometida a un nivel de exposición superior a los 60 kW/m2.

Durante el tiempo en que la cesta portaprobetas permanece en el interior del horno se registra la temperatura indicada por el termopar.

• Parámetros específicos:

- DT: Incremento de temperatura (ºK)

- tf : Duración de llama sostenida (s)

- Dm: Pérdida de masa (%)

• Normas de referencia: Esta norma se corresponde

con la ISO 1182:2002.

• Principio: La finalidad de este ensayo es determinar la producción máxima de calor de un producto cuando se quema totalmente, sin tener en cuenta su uso final.

El poder calorífico superior de los materiales que forman parte individual de un producto se determina separadamente.

• Aparato: El ensayo se realiza empleando una bomba calorimétrica, cuyo esquema puede verse en la Figura 6.

• Calibrado: Por combustión de 0,5 g de ácido benzóico.

• Muestra: 0,5 g de material en forma de masa homogénea (pulverizado o triturado).

• Procedimiento: El peso indicado del material a ensayar se coloca en el interior de la cámara de combustión de la bomba, calentándose bajo presión y en una atmósfera de oxígeno puro por medio de una resistencia eléctrica hasta que arde. La elevación de la temperatura del agua que rodea a la cámara de combustión permite determinar, por medio de una formula matemática sencilla, el calor de combustión del material.

• Parámetro específico:

El resultado se expresa como PCS (Poder Calorífico Superior), como cantidad de energía liberada por unidad de peso d la probeta; esto es, lo que habitualmente conocemos como su “carga térmica” en kcal/kg o en kJ/kg. El PCS de un producto se calcula a parir de los PCS de sus constituyentes.

• Normas de referencia: Esta norma se corresponde con la ISO 1716:2002.

Los dos ensayos descritos presentan el problema ya clásico de los materiales no homogéneos (composites, multicapas, recubiertos o laminados).

Como puede verse en la Tabla 1, los materiales de la clase A1 serán ensayados por los dos métodos. Referente a la clase A2, en la citada tabla aparece escrito un “o” que no deja claro el tema, ya que los cuatro parámetros que se obtienen de ambos métodos: poder calorífico con la bomba calorimétrica e incremento de temperatura, duración de llamas sostenidas y pérdida de masa con el horno, no permiten ser comparados.

La Comisión Europea ha preparado una lista de productos que, bajo condiciones especificadas, se pueden considerar pertenecientes a la Euroclase A1 sin necesidad de ensayos. Esta información se da en la decisión de la Comisión del 4 de Octubre de 1996, que establece la lista de productos que pertenecen a las Euroclases A1 y A1FL “Sin contribución al incendio”, dispuesta en la Decisión 96/603/CEE

Estos productos son aquellos que contienen menos del 1 % de materia orgánica (en peso o en volumen) y sus combinaciones por encolado (con colas que no sobrepasen el 0,1 % del total en peso o en volumen).

Productos de construcción expuestos al ataque térmico provocado por un único objeto ardiendo UNE-EN 13823

• Principio: El SBI (Single Burning Item, traducido como “único objeto ardiendo”) es un método de ensayo nuevo. Su finalidad es valorar la contribución potencial de un producto de construcción al desarrollo del incendio. Pare ello, simula que el material a ensayar se encuentra en una habitación contigua al incendio y es atacado con un nivel de exposición medio.

• Aparato: El material se coloca en una configuración de esquina, con una altura de 1,5 m y dos paredes: una de 1 de anchura y otra de 0,5 m de anchura.

La muestra no incluirá techo ni tercer muro y se monta en un chasis portaprobetas de acero, diseñado para ensayar probetas de muy diversos espesores, hasta 0,2 m.

El portaprobetas permite también ensayar probetas en posición de techo y está diseñado de manera que las superficies expuestas estén colocadas siempre exactamente a la misma distancia de la fuente de encendido.

El chasis también está diseñado para permitir la caída de gotas, o de trozos del producto que se quema, en su parte inferior.

• Muestra: Dos placas de material: de 1,5 m x 1 m y de 1,5 m x 0,5 m.

• Procedimiento: La Figura 7 muestra la disposición básica del ensayo. La probeta, montada en el portaprobetas está colocada directamente bajo una campana en la cual el humo se extraerá mecánicamente.

La duración del ensayo es de unos 30 minutos.

Inicialmente se está trabajando con quemadores de gas con llama abierta (caja de arena) que permitan obtener el perfil de flujo requerido, pero en paralelo se está buscando una fuente de calor radiante como elemento calefactor alternativo o simultáneo.

• Parámetros específicos:

- Comportamiento al fuego

- HRR: Desprendimiento de calor

- THR: Desprendimiento total de calor (MJ)

- FIGRA: Indice de crecimiento del incendio (W/s)

- LFS: Propagación lateral de las llamas

• Comportamiento de la producción de humo

- SPR: Desprendimiento de humo

- TSP: Producción total de humo (m2)

- SMOGRA: Indice de crecimiento de la

producción de humo (m2/s2)

• Comportamiento en los aspectos de caídas de gotas o partículas

- Caída o no de gotas y/o partículas inflamadas .

• Normas de referencia: No hay . Es un ensayo nuevo desarrollado por un Grupo Ad Hoc del CEN/TC 127.

Inflamabilidad de los productos de la construcción cuando se someten a la acción directa de la llama. Ensayo con una fuente de llama única. UNE-EN ISO 11925-2.

• Principio: Este ensayo intenta conocer las características de los productos en una situación de incendio que representa el ataque de un fuego pequeño sobre un área limitada de esos productos, lo que se simula por medio de un pequeño quemador con una longitud de llama limitada.

La finalidad de este ensayo es valorar la facilidad de encendido de un producto sometido a la exposición de una llama pequeña de 20 mm de altura. Los tiempos de exposición son de 15 o 30 segundos.

El ensayo es similar al Kleinbrenner (pequeño quemador) de la norma DIN 4102 Teil 1, actualmente utilizado para la clasificación alemana B2..

• Muestra: Probetas de 250 x 90 x e (e £ 60 mm).

• Procedimiento: El ensayo se realiza en una cámara metálica, en cuyo interior la velocidad del aire estará comprendida entre 0,6 y 0,8 m/s. Las probetas se colocan verticalmente en un portaprobetas de acero inoxidable en forma de U (Figura 8). A la probeta se le hacen dos marcas con hilo de algodón que se emplean para determinar la velocidad de propagación por su superficie.

La fuente de encendido está compuesta por un quemador, con una válvula de ajuste fino y alimentado por gas propano. El quemador ataca a la probeta con un ángulo de 45º.

• Parámetros específicos

Fs: Propagación vertical de las llamas (si la parte superior de la llama alcanza 150 mm sobre el punto de aplicación).

- Para los usos finales cuando sea pertinente: caída de gotas y/o partículas inflamadas (si se produce ignición de l papel de filtro).

Para las clases A1FL y A2FL se emplearán los mismos ensayos que para los materiales de paredes y techos (UNE-EN ISO 1182 y 1716).

Determinación del comportamiento al fuego mediante una fuente de calor radiante. UNE-EN ISO 9239-1 14.

- Principio: Este ensayo describe un procedimiento para evaluar el comportamiento al fuego, y opcionalmente la producción de humo, de revestimientos de suelos colocados horizontalmente en una cámara de ensayo cuando se exponen a un ambiente de energía de calor radiante regulado y se enciende una llama piloto. El flujo de calor radiante aplicado simula un nivel de radiación térmica semejante al que aparece en los suelos de un edificio cuyas superficies superiores están calentadas por llamas o gases calientes, o por ambos, procedentes de un incendio plenamente desarrollado en una habitación o zona adyacente.

Los resultados obtenidos reflejan las características de todo el conjunto del

revestimiento de suelo ensayado. Modificaciones en el reverso, en el pegado o en el sustrato u otros cambios del sistema pueden afectar a los resultados del ensayo.

El Grupo Ad Hoc 3 del CEN/TC 127 (CEN/TC 127 AHG3) titulado “Floor coverings” ha preparado un proyecto de norma europea para estos materiales, basado en el ISO/DIS 9239.2 “Fire Tests – Reaction to Fire – Horizontal Surface Spread of Flame on Floor Coverings using a Radiant heat ignition source”. Es muy similar a ASTM E 648, que antes se denominaba NBSIR 75-950 y que se emplea actualmente para la clasificación alemana B1 en el caso de revestimiento de suelo. Este será el ensayo principal europeo para suelos y sus revestimientos.

- Muestra: Seis probetas de 1050 x 230 mm. Se ensayarán tres probetas en cada dirección.

- Procedimiento: Las probetas se colocan horizontalmente en el interior de una cámara de ensayos (Figura 9) y sometidas a la acción de un panel de calor radiante alimentado por una mezcla gas-aire, inclinado 30º sobre la probeta, y su parte más baja, a 140 mm de la misma.

El panel radiante es de material refractario poroso; sus medidas son 300 x 450 mm y proporciona temperaturas superiores a 815ºC, Con tales características, el nivel de radiación sobre la probeta oscila entre 1,1 y 0,1 W/cm2. En uno de los extremos cortos de la probeta hay un quemador lineal de gas, formado por un tubo de acero de 10 mm de diámetro y de 250 mm de longitud, con perforaciones. La duración máxima del ensayo es de 30 minutos.

• Parámetros específicos

- CHF: Flujo de calor crítico (kW/m2)

- Para los usos finales cuando sea pertinente: Densidad de humos

Para las clases BFL, CFL, DFL y EFL se empleará el mismo ensayo que para los materiales de paredes y techos (UNE-EN ISO 11925-2).

El escenario de referencia

La norma UNE-EN 13501-1 define al Escenario de fuego como “la descripción detallada de las condiciones, incluidas las ambientales, de una o más etapas desde antes de la inflamación hasta después de terminar la combustión en un lugar especifico o en una simulación a escala real”.

El ensayo en esquina, llamado “Room corner test” y que se realiza de acuerdo con la norma ISO 9705, y el parámetro “Flash-Over” (Incendio generalizado) son la base que sustentan el nuevo sistema de clasificación europeo para los productos de la construcción. Corresponden al escenario de incendio de referencia en toda Europa, que ha permitido determinar los llamados límites de las Euroclases.

Así, se establece que:

Los productos de la construcción clasificados A1, A2 y B son los productos más seguros en materia de reacción al fuego y no contribuyen al fenómeno de “Flash- Over”.

Los productos de la construcción C, D y E son productos más peligrosos en materia de reacción al fuego y contribuyen al fenómeno del “Flash-Over” en un periodo de tiempo más o menos corto.

La norma UNE-EN 13501-1 define al “Flash-Over” como “la transición a un estado de participación total de la superficie en un fuego de materiales combustibles dentro de un recinto”. Ese fenómeno de “Flash-Over” corresponde a un nivel de incendio generalizado en la etapa de desarrollo del incendio. Es el punto crítico de la evolución de un incendio.

Este fenómeno que puede ser calificado de explosivo y devastador se produce al inflamarse los gases calientes acumulados dentro de un local, lo que provoca una deflagración y un brutal aumento de la temperatura hasta alcanzar valores que oscilan entre 500 y 1000 ºC.

Para comprender este fenómeno es necesario imaginarse que un incendio se inicia localmente (por ejemplo en una papelera o en un sofá...); una vez ese se ha desarrollado suficientemente como para atacar a los materiales circundantes (moquetas, cortinas... ); la contribución cada vez más importante de la carga calorífica contenida en la habitación, asociada a un aporte regular de aire, provoca un aumento brutal de la temperatura y una inflamación generalizada de todos los materiales y productos combustibles.

El escenario de referencia europeo

El ensayo del “Room Corner Test” se realiza en un recinto con las dimensiones de una habitación pequeña, y mide especialmente la aparición del “Flash-Over” y el tiempo en el que se produce; permite valorar, en circunstancias operativas más próximas a las que se presentan en caso de incendio, el comportamiento al fuego de los productos. Es decir, la cantidad de energía y de humos emitidos.

Las condiciones de la fuente de ignición (tiempo, temperatura) han sido obtenidas a partir de la modelización de un objeto que se inflama en un rincón de la habitación: el quemador libera una potencia de fuego de 100

Las probetas se acondicionarán antes del ensayo a una temperatura de 23± 2 ºC y una humedad relativa de 50 ± 5 % hasta alcanzar un peso constante.

Se considera que una probeta ha alcanzado un peso constante cuando dos pesadas sucesivas, realizadas con un intervalo de 24 horas, no difieren entre sí más del 0,1 % del último peso de la probeta o de 0,1 g cualquiera que sea el peso mayor.

Pretratamiento

El acuerdo inicial es que solo los recubrimientos de suelo deberán recibir tratamientos de lavado y limpieza antes de ser ensayados, ya que los materiales/productos empleados en esta orientación están en su uso final sometidos a tales procedimientos.

Referente a los recubrimientos de paredes y techos, la conclusión es que generalmente, no se limpian como los del suelo y que la redecoración es más probable.