Comportamiento ante el fuego de los paneles sandwich

9.1. Clasificación al fuego

Una de las principales razones por las que el Panel Sandwich se ha convertido en el material de construcción más instalado en todo tipo de ambientes es por su correcta protección ante posibles incendios. Para ello, las chapas sandwich son sometidas a multitud de pruebas y controles para verificar que todas las materias primas y elementos utilizados en su fabricación cumplen con estrictos requisitos de calidad (desde las placas metálicas hasta las espumas).

La protección total de un proyecto sean cuales sean sus características, no solo depende de los materiales con los que ha sido construido, sino que hay que tener en cuanto más factores tanto en las cubiertas como en las fachadas. Debemos contar con las medidas se seguridad adecuadas para prevenir como métodos de extinción en caso de incendios o detectores de humo.

A continuación, exponemos las principales razones por las que los expertos consideran positiva la aplicación de los paneles sandwich en cualquier tipo de obra por su buen comportamiento ante el fuego.

  • Protección humana: Si nos situamos en el peor de los casos y un edificio está siendo amenazado por las llamas en caso de incendio, la propia estructura del edificio debe garantizar la seguridad a todas las personas que hagan vida cotidiana en él o estén trabajando en las labores de extinción. Por esta razón, para garantizar la protección del personal es necesario que el edifico, nave o habitáculo cumplan con una serie de requisitos:
    • Que el edificio permanezca intacto el tiempo necesario para evacuar a todas las personas del interior
    • Reducir las emisiones de humo generadas por el incendio y evitar la propagación del mismo a estancias conexas
    • Instalar vías y salidas de emergencias para operaciones de rescate
    • Garantizar la seguridad de los equipos de recuperación y salvación

 

  • Protección climática. En este caso, deben limitarse los siguientes supuestos:
    • Que las llamas en caso de incendio no se propaguen a edificios o habitaciones adyacentes
    • Humos y gases tóxicos en combustión emitidos a la atmosfera
    • Contaminación de las aguas y tuberías una vez apagado el incendio

 

  • Prevención estructural. La aparición de un incendio es una de las peores amenazas a las que puede llegar a enfrentarse cualquier tipo de edificio y tras su paso, según su nivel destructor, puede acabar con la actividad de cualquier empresa. Por esta razón, deben evitarse los siguientes daños:
    • Estructura del inmueble
    • Contenido en su interior
    • Estructuras vitales para que continúen las actividades

 

9.2. Posibles consecuencias en la salud en caso de incendio

El poliuretano, del que suelen estar formados algunos paneles sandwich, es un material orgánico que en contacto con el fuego combustiona formando humos que pueden ser perjudiciales para la salud. Estas espumas de los materiales orgánicos expulsan diferentes tipos de gases en función de calor y del tipo de descomposición de la misma. Los niveles más bajos combustión generan sobre todos isocianatos y monóxido de carbono. Por otro lado, cuándo la espuma alcanza temperaturas mucho más elevadas su descomposición crea cianuro de hidrógeno.

Existen otro tipo de materiales que se utilizan para la fabricación del Panel Sandwich que sus espumas no son combustibles, por tanto, en caso de incendio no generan apenas humos ni gases tóxicos. En PANEL SANDWICH GROUP disponemos de paneles con núcleo de lana de roca mineral que es una material natural no combustible y resiste sin prender ni generar humo frente elevadas temperaturas.

En el caso de utilizar paneles sandwich con núcleo de espumas inflamables, el cliente deberá considerar las siguientes cuestiones:

  • Combustión y toxicidad de los materiales. En caso de incendio y combustión de espumas de materiales orgánicos tienes unas graves consecuencias. Entre otras, las más graves es la intoxicación por inhalación de humos tóxicos que pueden llegar a provocar la muerte en casos de asfixia o pérdida de conciencia.
  • Nivel temperatura. Las altas temperaturas alcanzadas junto a la generación de humos y gases tóxicos convertirán el edificio o estancia en cuestión en un lugar muy peligroso. Estas altas temperaturas pueden provocar quemaduras de alto grado y problemas respiratorios.
  • Humos y visión en caso de incendio. El humo se acumula en el interior del edificio dificulta la visión de las personas, haciendo más difícil la evacuación y retrasando la extinción del fuego.
  • Comportamiento estructural. En caso de incendio nunca es posible determinar los posibles comportamientos del edificio. Es posible que ante las altas temperaturas las chapas sandwich puedan sufrir desprendimientos y caídas sobre personas o mobiliario. Todos estos colapsos son muy difícil de prever por eso, habrá que andar con mucho cuidado en el momento del desalojo.

 

9.3. Etapas de un incendio

Un incendio puede estructurarse en tres etapas bien diferenciadas:

  • Iniciación y crecimiento: La primera fase de un incendio es cuando comienza a combustionar el material de forma lenta con la llama. El calor y temperaturas en este momento son bajos pero con los minutos van aumentado. Esta fase termina en el momento en que los materiales, espumas o productos comienzan a arder.

 

  • Desarrollo: Una vez el fuego va avanzando, comienza la etapa de desarrollo donde el fuego comienza a combustionar todos los elementos cercanos al foco y la estancia se convierte en inestable. En este momento se produce una inestabilidad térmica donde las temperaturas empiezan a crecer y los gases tóxicos suelen impedir la visión.

 

  • Extinción: Una vez comiencen a bajar las temperaturas y los gases se reduzcan diremos que se ha encontrado en la dase de extinción.

Desde PANEL SANDWICH GROUP queremos indicar que no hay dos incendios iguales y que, por lo tanto, las causas y consecuencias del mismo pueden ser variables e impredecibles. Los elementos que podrán influir en la propagación del fuego y sus consecuencias serán:

  • Los materiales utilizados en la construcción del incendio
  • La cantidad de oxigeno disponible
  • Estructura del edificio y su porosidad

9.4. Conceptos de reacción al fuego y resistencia al fuego

La reacción al fuego consiste en medir el comportamiento de los paneles sandwich o demás materiales en caso de incendio en contacto con la llama. En el caso de los materiales construcción se suelen realizar ensayos y controles previos para comprobar en cada momento como reacciona el producto en las primeras fases de un incendio. Los elementos o propiedades a tener en cuenta en estos casos son:

  • Que el material o producto sea lo menos inflamable posible. Es decir, que no prenda con la llama o fuente de calor con facilidad.
  • Nivel de combustión bajo. Dificultad con que un material se quema, desarrolla calor y produce humo y sustancias tóxicas.
  • Regulación de calor producido. Esta variable determina los productos de combustión generados y su propagación por el edificio.
  • Difusión de la llama. Índice que mide la velocidad con la que llama se expande a lo largo de la estructura de una material.
  • Hay ocasiones en las que ciertos materiales utilizados para la construcción de un edificio se inflaman encogiendo su tamaño y expulsando gotas y líquidos que multiplican todavía más las llamas. Es el caso por ejemplo del poliestireno, entre otros.
  • Algunos materiales como las espumas de poliestireno y el PVC, pueden generar en la combustión ciertos gases, como el cloruro de hidrógeno, corrosivos para los metales.

Es importante distinguir entre reacción al fuego y resistencia al fuego, ya que, son dos conceptos diferentes que no miden lo mismo. La reacción al fuego, como se ha explicado hasta ahora es e comportamiento y los cambios que se producen en el panel sandwich en contacto con el fuego. En cambio, la resistencia al fuego evalúa el tiempo  que el panel sandwich conserva sus propiedades intactas en contacto con el fuego. O explicado de otra manera, demuestra la capacidad de resistir un colapso estructural (R).

9.5. Reacción al fuego

9.5.1. Clasificación de acuerdo con la norma EN 1350-1

La reacción al fuego de los materiales de construcción se clasifica en función de la norma armonizada EN 13501-1 que se compone de los siguientes ensayos aplicados al panel sandwich:

  • Medición combustibidad (prEN ISO 1182). Este examen identifica los materiales que no contribuyen a la propagación del fuego.
  • Poder calorífico (prEN ISO 1716). Esta medición establece la máxima producción de calor que produce un elemento sometido a inflamación durante un determinado periodo de tiempo.
  • Medición de un panel aislado incendiado (Single Burning Item – EN 13823). Esta prueba mide la participación de un panel al desarrollo de un incendio, dentro de una atmósfera que sitúa al panel individual ardiendo en una esquina de la estancia.
  • Prueba de inflamabilidad (prEN ISO 11925-2). Este ensayo valora la inflamabilidad de un panel sometido a la llama.

Los resultados arrojados por estas pruebas se ponderan en base a unas tablas para obtener una calificación armonizada del producto probado. Según los resultados obtenidos, el producto recibe una Euroclase determinada en la escala siguiente.

Clase Método/s de prueba   Clase Método/s de prueba
A1 prEN ISO 1182

Y

C EN 13823

Y

prEN ISO 1716 prEN ISO 11925-2

Exposición = 30 s

A2 prEN ISO 1182

O

D EN 13823

Y

prEN ISO 1716

Y

prEN ISO 11925-2

Exposición = 30 s

EN 13823 E prEN ISO 11925-2

Exposición = 15 s

B EN 13823

Y

prEN ISO 11925-2

Exposición = 30 s

 

A continuación, se presenta una tabla resumen de la asignación cualitativa de las clases:

Material Clase
No combustible A1
A2
Moderadamente combustible B
C
D
Combustible E
F

 

  • La generación de humo se clasifica como: S1, S2, S3
  • La generación de partículas líquidas del material inflamado se clasifica como: D0, D1, D2

9.6. Resistencia al fuego

La capacidad de resistencia al fuego en caso de incendio es uno de los principales elementos que hay que tener en cuenta a la hora elegir un tipo de material de construcción u otro. Los paneles sandwich tienen una buena clasificación al fuego en general, pero siempre debemos asegurarnos de que cumplen con todas las normas y certificados.

La resistencia de un material en caso de incendios mide el tiempo que puede resistir al fuego con unas características reguladas. Otra forma de medirlo es controlar el tiempo que las propiedades del panel permanecen intactas en caso de incendio. Cuanta más resistencia obtendremos un tiempo muy valioso para labores de salvamento.

Los controles de los paneles ante la resistencia al fuego se realizan de acuerdo con las siguientes normas armonizadas para toda Europa:

  • EN 13501-1: Clasificación al fuego de los productos de construcción y de los elementos para las obras – Parte 2: Clasificación utilizando datos derivados de ensayo de resistencia al fuego
  • EN 1363-1: Ensayo de resistencia al fuego – Parte 1: Requisitos generales
  • EN 1364-1: Ensayo de resistencia al fuego para elementos no portantes – Parte 1: Paredes
  • EN 1364-2: Ensayo de resistencia al fuego para elementos no portantes – Parte 2: Techos
  • EN 1365-2: Ensayo de resistencia al fuego para elementos portantes – Parte 2: Pavimentos y coberturas

El ensayo de los paneles sandwich de la resistencia al fuego se efectúa aumentando la temperatura en el interior del establecimiento. Los resultados expresarán tres símbolos:

  • R - para la capacidad portante de las cubiertas
  • E - para la integridad estructural del panel
  • I - capacidad de aislamiento térmico

Cada uno de ellos se expresa en el tiempo de resistencia ofrecido, mostrando los tres componentes diferentes de resistencia al fuego. Los símbolos se utilizan de la siguiente manera:

  • Elementos portantes (cubiertas y suelos)
    • REI (tiempo): Tiempo mínimo durante el cual se cumple con todos los criterios
    • RE (tiempo): Tiempo mínimo durante el cual se cumplen los criterios de capacidad portante e integridad estructural
    • R (tiempo): Tiempo mínimo durante el cual se cumple el criterio de capacidad portante
  • Elementos no portantes (paredes y techos)
    • EI (tiempo): Tiempo mínimo durante el cual se cumple los criterios de integridad y aislamiento
    • E (tiempo): Tiempo mínimo durante el cual se cumple el criterio de integridad
CAPACIDAD PORTANTE
REI 30 155 minutos
REI 60 80 minutos
REI 120 42 minutos

 

Las chapas sandwich que se exponen a la llama en caso de incendio pierden con facilidad la resistencia a flexión. Por esta razón, el método de instalación y montaje debe haberse realizado correctamente se pueden llegar a mejorar con creces la capacidad de resistencia al fuego.

En cambio, para obtener de verdad una buena resistencia siempre debemos trabajar panel de lana de roca que puede llegar a resistir más de 120 minutos en contacto con la llama sin perder sus propiedades.

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