Fachadas y fuego después de la torre Grenfell

Ignacio Fernández Solla. Arup Spain

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El fuego y la morfología urbana

La lista de ciudades asoladas por grandes incendios es larga a través de la historia: Roma en el año 64, Florencia en 1304, Oviedo y Valladolid en el siglo XVI, Londres en 1666, Boston 10 años más tarde, Madrid en el siglo XVIII, Nueva York en 1835, Chicago en 1871, hasta San Francisco, Detroit y Santander en la primera mitad del siglo XX.

El incendio de Santander, ocurrido en 1941, arrasó gran parte del casco histórico de la ciudad.

Las ciudades afectadas por incendios elaboraron ordenanzas que, entre otras cosas, impusieron el uso de la piedra y el ladrillo en la construcción. La sustitución de la piedra por el hormigón armado en España mantuvo la seguridad contra incendios en su sitio. Las normativas también regulaban la actuación en caso de incendio, desde el modo en que se debía avisar a las autoridades hasta la obligación ciudadana de contribuir aportando cubos de agua para uso de los bomberos [1].

La ciudad industrial, que aumentó el riesgo de incendios debido a la presencia de carbón, gas y después electricidad en las viviendas, introdujo nuevas acciones preventivas para evitar el fuego, sobre todo en la posición y el tamaño de las calderas. La ordenanza de Manresa de 1900 ordenaba a los vecinos abrir puertas a los bomberos, dar paso por sus habitaciones y aportar luz si el incendio se producía de noche. Del toque de campanas como método de aviso se pasó al teléfono.

Los cambios en los materiales de construcción a partir de 1850 tuvieron muy en cuenta su combustibilidad. Así, el ladrillo se especializa a lo largo del siglo, pasando del viejo ladrillo de tejar al ladrillo hueco, hidráulico, prensado, poroso, refractario y otros. La Exposición Universal de Barcelona en 1888 supuso una apoteosis del ladrillo, tanto por su acabado como por su velocidad de suministro: el Gran Hotel se construyó en 55 días con la aportación de 3 millones de ladrillos en las paredes y tabiques, combinados eso sí con 800 toneladas de hierro.

Gran Hotel Internacional Barcelona, de Domènech i Montaner, construido para la Exposición Universal de 1888.

El acero y su combinación con el cemento para formar hormigón armado mantuvieron la estructura de los edificios del siglo XX razonablemente protegida contra el fuego. Sin embargo, los nuevos materiales, tanto en el interior como en el exterior, nos obligan a repensar la manera en la que diseñamos y protegemos nuestros edificios. El fuego vuelve a estar de actualidad. Ahora no termina con barrios enteros, pero sí puede afectar a bloques en zonas densamente pobladas. Y lo está haciendo cada vez más a menudo.

Elementos de la seguridad ante incendios

El código español de Seguridad en caso de Incendio, el CTE db SI (última versión 2017) tiene como misión “reducir a límites aceptables el riesgo de que los usuarios de un edificio sufran daños derivados de un incendio, como consecuencia de su proyecto, construcción, uso y mantenimiento”. Para satisfacer este objetivo, el código desarrolla seis exigencias básicas: 1) propagación interior, 2) propagación exterior, 3) evacuación de ocupantes, 4) instalaciones de protección contra incendios, 5) intervención de bomberos, y 6) resistencia al fuego de la estructura.

De esas seis exigencias, tres tienen que ver con la envolvente: la propagación exterior, la evacuación de los ocupantes y el acceso de bomberos. En este artículo nos fijaremos solo en la primera de ellas.

Cuando hablamos de materiales o sistemas constructivos, es fundamental distinguir entre su resistencia al fuego y su reacción al fuego. La resistencia al fuego mide el tiempo que un sistema constructivo es capaz de actuar como barrera al fuego manteniendo su integridad, mientras que la reacción al fuego mide el comportamiento de los materiales como propagadores del fuego o generadores de humo.

En los ensayos europeos de resistencia al fuego de sistemas de fachada se miden el mantenimiento de la capacidad portante (R), la integridad del sistema constructivo (E) y el aislamiento al paso de radiación (I) durante un tiempo determinado expresado en minutos. Los parámetros que se miden en los ensayos europeos de reacción al fuego son la propagación de llamas (A1 a F), la caída de partículas inflamadas (d) y la emisión de humos (s). Las clasificaciones europeas de resistencia y reacción a fuego son la EN 13501-2 (2010) para resistencia y la EN 13501-1 (2010) para reacción.

Tabla de clasificación según UNE-EN 13501-1 de los materiales de construcción (excepto revestimiento de suelos) según su reacción frente al fuego.

La fachada en la normativa contra incendios

Los elementos de una envolvente (horizontales o verticales) que delimitan un sector de incendio tendrán una resistencia al fuego, según EN 13501-2, tipo REI (t) o bien EI (t), según tengan función portante o no. Para fachadas, en función del uso y altura del edificio, el valor (t) según el CTE oscila entre 60, 90 y 120 minutos. En casos especiales (hospitales y comercial en altura) se exigen hasta 180 minutos de resistencia. Las medianerías entre edificios colindantes tendrán siempre una resistencia EI 120.

Con el fin de limitar el riesgo de propagación vertical del incendio por fachada entre dos sectores, el CTE establece que dichas fachadas deben ser al menos EI 60 en una franja de al menos 1 m de altura medida sobre el plano de la fachada (figura de la izquierda). En caso de existir elementos salientes aptos para impedir el paso de las llamas (figura de la derecha), la altura de dicha franja podrá reducirse en la dimensión del citado saliente.

En el Hospital Infanta Leonor en Madrid, de Ramón Araujo, Arturo Berned y Luis Vidal, el voladizo en el perímetro de los forjados forma una barrera a la propagación del fuego entre plantas.

Por su parte, los materiales de la envolvente exterior tienen una reacción al fuego, según EN 13501-1, clasificada entre A1 y E, según la altura y el tipo de uso. La parte 2 del CTE db SI en vigor establece lo siguiente para materiales de fachada exterior (apartado 1.4):

La clase de reacción al fuego de los materiales que ocupen más del 10% de la superficie del acabado exterior de las fachadas o de las superficies interiores de las cámaras ventiladas que dichas fachadas puedan tener, será B-s3,d2 hasta una altura de 3,5 m como mínimo, en aquellas fachadas cuyo arranque inferior sea accesible al público desde la rasante exterior o desde una cubierta, y en toda la altura de la fachada cuando esta exceda de 18 m, con independencia de donde se encuentre su arranque.

La tabla 1 muestra en detalle la exigencia actual de reacción al fuego en fachadas:

Exigencia en relación con la clase de reacción al fuego de los materiales de fachada. Imagen: Pilar Giraldo.

Según esto, la fachada de un edificio de planta baja más cinco podría no estar sujeta a ninguna exigencia de reacción al fuego ya que, si no fuera accesible, no se requeriría ninguna clase para sus acabados y, si fuera ventilada, podría optarse por interrumpir la cámara con barreras cada 3 plantas y 10 metros, sin exigencia alguna de reacción.

A la vista de los siniestros ocurridos en los últimos años, el criterio vigente del CTE se ha puesto en cuestión, y el propio Ministerio de Fomento inició en 2018 un proceso de modificación de la sección SI-2, Propagación exterior. Esta modificación todavía no se ha hecho oficial pero, por lo que se sabe, la propuesta es aumentar la exigencia de combustibilidad a B-s3,d0 para acabados exteriores con más de 18 metros, y a A2-s3,d0 para aislamientos en cámaras ventiladas de más de 28 metros. La tabla 2 recoge la propuesta, todavía no oficial.

¿Es esto suficiente? En mi opinión, no lo es. Los avances de la construcción y lo que sabemos tras haber realizado muchos ensayos de fuego a gran escala es que podemos y debemos ser más exigentes. Veamos por qué la gravedad de la situación y las oportunidades de nuevos materiales nos empujan a una mayor exigencia.

La torre Grenfell y sus antecedentes

La torre Grenfell es un edificio de viviendas sociales con 24 plantas y 120 apartamentos, situado en el distrito de North Kensington en Londres. Su fachada fue reformada en 2014-15 para mejorar su aislamiento térmico. La torre sufrió un incendio que se inició en las primeras horas del 14 de junio de 2017, al parecer por un cortocircuito en una nevera de la cuarta planta. El siniestro dejó 72 muertos.

El incendio de la Torre Grenfell, situada en el barrio de North Kensinton en Londres, se produjo el 14 de junio de 2017. Se inició en un piso de la planta 4º y tuvo como resultado 72 muertes. Imagen: Natalie Oxford/ AFP

La investigación sobre las causas de la tragedia no ha concluido. Por lo que se conoce hasta la fecha se trató de un conjunto de causas: la gestión negligente del edificio, el fallo de los sistemas de aviso en la torre, la presencia de una sola escalera, no protegida, las instalaciones verticales sin protección a fuego, la ausencia de rociadores y, ​como elemento desencadenante, la elección de paneles de revestimiento y un aislamiento térmico exterior muy combustibles.

El revestimiento del edificio reformado estaba formado por paneles composite de aluminio con alma de polietileno (reacción de clase E o superior), que recubrían un aislamiento de poliuretano tipo PIR o XPS según zonas (reacción entre clases B y E) situado en la cámara de aire. La alta combustibilidad del revestimiento exterior unida a la presencia de huecos explica la rapidez con la que se propagó el fuego, vertical y horizontalmente, a lo largo de todas las fachadas.

Recubrimiento de poliuretano y panel composite instalado en la torre Grenfell. Imágenes 14, 16 y 17 del informe de Luke Bisby, págs. 40-44 (Phase 1 final expert report, 21 Oct 2018).

La cámara de aire entre el composite y el aislamiento tenía barreras horizontales y verticales de tipo intumescente para retrasar el paso del fuego en caso de incendio. Sin embargo, su utilidad resultó muy escasa pues la deformación hacia el exterior de los paneles de aluminio con el calor aumentó el espesor de la cámara de manera incontrolada. Además, en algunas zonas el material intumescente estaba instalado al revés: hacia dentro, no hacia el panel de fachada.

En el incendio, el calor provocó la deformación hacia el exterior de los paneles de aluminio. La cámara aumentó de espesor y las barreras intumescentes perdieron su efectividad. Imagen: Neil Hall/Reuters Fotostation.

Las lecciones que la industria ha extraído de Grenfell, con la parte de investigación ya publicada, son varias [2]. La primera lección es la complejidad de analizar, y mucho menos de predecir, el comportamiento al fuego de un conjunto heterogéneo de materiales de revestimiento, instalados de una forma no precisa. La intención de mejorar el aislamiento térmico se cumplió sin duda en la torre, pero el ahorro en costes cuando se ejecutó la obra y un control insuficiente de la misma, derivados de la falta de compromiso ante la protección al fuego, llevaron al desastre.

¿La torre Grenfell ha sido el único incendio en una fachada de composite de aluminio PE y aislamiento térmico orgánico? En absoluto; hay una lista con decenas de casos en Oriente Medio, Asia, Australia y Europa en los últimos 25 años [3]. ¿Es legítimo poner vidas en riesgo para mejorar una prestación de confort interior y ahorro de energía? Claramente no. ¿La mejora de aislamiento térmico podría haberse llevado a cabo sin aumentar el riesgo de incendio? Sí. ¿Por qué no se hizo? Por una mezcla de ahorro de costes y falta de responsabilidad. ¿Lo estamos haciendo mejor en la gran mayoría de nuestras obras, tanto de nueva planta como de rehabilitación, en todo el mundo? Si la respuesta general es que no, ¿qué acciones deberíamos tomar? Estas son las preguntas importantes.

Implicaciones sobre el parque construido

En varios países, sobre todo Estados Unidos, Australia y Reino Unido, se han redactado criterios de evaluación de riesgos de incendio en fachadas existentes, que pretenden priorizar la actuación a realizar en función del riesgo. La herramienta más completa de evaluación de riesgo de incendios en fachadas es la denominada EFFECT, encargada a un panel de expertos por la NFPA (National Fire Protection Association) y destinada a ser utilizada por las autoridades en todo el mundo. Su objetivo es servir como criterio de evaluación de edificios de varias plantas donde las fachadas puedan incluir materiales combustibles. La herramienta ayuda a las autoridades a realizar evaluaciones iniciales de riesgo de incendio en cada edificio existente, e identificar los edificios con mayor prioridad de inspección.

EFFECT se basa en una metodología de evaluación de riesgo de incendio desarrollada por Arup con revisión por pares y aportes técnicos de Jensen Hughes. No se centra solo en la fachada, sino también en medidas de protección activa en el edificio como rociadores y alarmas, y en los elementos de evacuación y acceso de bomberos. La herramienta es aplicable en cualquier geografía, y se centra en ocupaciones de tipo residencial (hotel, apartamentos) y de oficinas, con más de 18 m de altura. El informe de criterios de evaluación de riesgos es accesible desde la página web de la NFPA.[4]

Naturalmente, la evaluación debe ir seguida de un programa de sustitución del revestimiento en los edificios de mayor riesgo, y/o de otras actuaciones para reducir el riesgo a niveles aceptables. Esta actuación implica grandes inversiones y años de desarrollo, pero la abundancia de materiales combustibles en nuestros edificios residenciales, hoteleros y sanitarios en altura construidos en los últimos 25 años nos obliga a actuar. Hoy el riesgo de fachadas combustibles ya es una parte relevante de la evaluación técnica cuando un inversor estudia la compra de un edificio: si hay materiales combustibles en la envolvente, el valor del activo se reduce para tener en cuenta el coste de su sustitución.

El incendio de la Torre Windsor en Madrid tuvo lugar en 2005 y se inició en la planta 21. La propagación por fachada en trayectoria descendente es un caso anómalo y excepcional. Imagen: El País.

Implicaciones sobre el diseño

En ausencia de una política consensuada que reduzca el riesgo de incendios propagados entre plantas a través de las fachadas, y sabiendo que las normativas nacionales avanzan con lentitud, es necesario crear conciencia al respecto entre los diseñadores y prescriptores.

Parece una tarea difícil, pero afortunadamente la industria de materiales de construcción avanza muy rápido, proponiendo versiones no combustibles en elementos que no podríamos imaginar hace pocos años.

Por otro lado, la reacción al fuego de un sistema de envolvente implica una suma de factores difícil de considerar cuando se hace un ensayo sobre un solo material. En otras palabras, un panel exterior y un aislamiento térmico pueden estar clasificados A2; y sin embargo el conjunto de la fachada puede tener una clasificación B como consecuencia del resto de materiales y de su geometría.

Los puntos que siguen tienen el objetivo de desbrozar el camino hacia una reducción del riesgo sin limitar excesivamente el diseño y sin incrementar excesivamente los costes. Están escritos pensando en edificios de más de 18 metros de altura (planta baja más 5), con o sin uso nocturno, y con una evacuación razonable. El criterio para hospitales o instalaciones críticas debería ser todavía más estricto.

- El diseño debe limitar la propagación de incendios entre sectores de incendios, bien por el interior o bien a través de la envolvente del edificio. Por tanto, debemos limitar la combustibilidad de materiales exteriores en fachadas, yendo más allá de lo permitido por el código local si es preciso.

- Hay muchos paneles de revestimiento exterior de fachada con reacción a fuego clase A1 y A2. Entre ellos están la piedra natural, la piedra sinterizada, la cerámica y la terracota, el aluminio macizo lacado o anodizado, y el acero galvanizado o lacado. Los mayores fabricantes de paneles composite ya tienen paneles clasificados A2, con núcleo mineral en lugar de polímero.

Las empresas de paneles de composite con aislamiento ofrecen productos con buen comportamiento frente al fuego como los paneles Alucobond® Plus con núcleo de elementos minerales con conglomerante de polietileno (clase EN B-s1, d0) o Alucobond® A2 con núcleo de polímero mineral (clase EN A2-s1, d0).

Panel Isofire formado por un doble revestimiento en chapa de acero, con núcleo aislante de lana mineral. Se utiliza tanto para fachadas como para cubiertas.

También cuentan con clasificación A1 o A2 el hormigón prefabricado, el vidrio laminado, el GRC y los paneles cementicios tipo Equitone o Rockpanel FSX, etc. Para edificios de más de 18 metros de altura deberíamos especificar solo ese tipo de materiales en el exterior de las fachadas.

Los paneles Equitone para fachada ventilada están realizados con cemento reforzado con fibras sintéticas y son incombustibles. Equitone Natura en edificio universitario en Wroclaw, Polonia. Arq.: Boguslaw Wowrzeczka i zespol.

Rockpanel® FS-Xtra es una placa de revestimiento de fachada, fabricada a partir de lana de roca basáltica comprimida con aglutinantes sintéticos termoendurecidos, con reacción al fuego de clase A2-s1,d0.

Paneles de GRC de Prehorquisa en la Ciudad de la Justicia de Córdoba. Arq: Mecanoo + AYESA. Para edificios de más de 18 metros de altura es aconsejable especificar en el exterior de las fachadas materiales con reacción a fuego clase A1 y A2 como los paneles GRC.

Paneles de GRC PlanasArk como revestimiento del bloque de apartamentos Torre Baró, Barcelona. Arq: MiAS Arquitectes.

- Existen varios aislamientos térmicos para cámaras de fachadas ventiladas de clase A1 o A2. Entre ellos están la lana de roca, la fibra de vidrio, el vidrio celular y el dióxido de silicio. No parece problemático utilizar solamente aislamientos térmicos no combustibles, ya que su coste y su conductibilidad térmica los hacen adecuados.

En cámaras de fachadas ventiladas conviene utilizar preferentemente aislamientos térmicos no combustibles, como lana de roca, fibra de vidrio o vidrio celular. En la imagen, placas de vidrio celular Foamglas® en el Kunsthaus en Graz. Arq: P. Cook y C. Fournier, 2003.

Panel aislante térmico mineral de dióxido de silicio Calostat®, aplicado en rehabilitación.

- Los perfiles para ventanas y puertas de aluminio y de acero tienen en general una reacción al fuego clase A1 o A2. El empleo de perfiles de madera maciza o laminada en ventanas y muros cortina para edificios en altura debería estudiarse y ensayarse en cada caso, antes de su aceptación. No se debería emplear PVC o policarbonato celular en ventanas o fachadas de edificios en altura.

Perfiles de acero de Palladio SpA para carpinterías, con reacción al fuego clase A1 o A2.

- Los recubrimientos en polvo para metales y el PVDF (liquido) pueden resultar en una clasificación A2 para materiales metálicos que con otro acabado serían A1. Es conveniente vigilar el espesor del recubrimiento, y que sea menor de 0,5 mm (500 micras).

Los recubrimientos en polvo para metales y el PVDF (liquido) pueden reducir la clase de los materiales originales en cuanto a su reacción al fuego, por lo que es conveniente vigilar el espesor del recubrimiento. Interpon D en paneles de fachada y perfiles de aluminio del Centro de conferencias de Lucerna. Arq: Jean Nouvel.

- Los sistemas de revestimiento aislante exterior tipo SATE en viviendas de más de 5 plantas deberían evitar los aislamientos a base de paneles orgánicos, usando en su lugar lana de roca, fibra de vidrio o vidrio celular.

A la izquierda, paneles de lana mineral Volcalis, resistente al fuego. A la derecha, sistema de aislamiento térmico por el exterior Webertherm acustic con panel rígido de lana de vidrio. 

- Las membranas impermeables, barreras de vapor, sellantes y juntas tienen un papel fundamental en la reacción al fuego de las fachadas. Debemos prescribir membranas continuas con clasificación A2 en la medida de lo posible, o bien diseñar la fachada para que las membranas se encuentren protegidas por materiales no combustibles.

A diferencia de una lámina impermeabilizante estándar (izquierda), ante la acción del fuego la lámina Effisus Breather FR resiste la llama (derecha) y por tanto no contribuye a propagar el incendio.

- Las juntas perimetrales contra el fuego entre fachada y estructura, situadas entre dos sectores de incendio, deben alcanzar la misma resistencia al fuego que la requerida para la estructura interior. La junta perimetral se diseñará para que permanezca en su lugar si la fachada se desprende durante el incendio. El sistema debe estar ensayado contra incendios y contar con una aprobación para su uso.

- Los rociadores interiores, incluso si se instalan cerca de la fachada, no son suficientes para compensar la propagación de incendios a través de materiales combustibles en fachada.

Parece una lista exigente, pero no lo es tanto si pensamos en la alternativa: mantener edificios con una elevada propagación de fuego a través de sus fachadas. El coste de esa alternativa, después de Grenfell, es simplemente insufrible.

Ha llegado el momento de restringir nuestras opciones de revestimientos, aislamientos y otros componentes en fachadas a materiales más seguros, y de manera voluntaria. Como consecuencia de lo anterior estaremos empujando a la industria de construcción a poner en el mercado nuevos materiales no combustibles o de limitada combustibilidad. Y, como en todas las ocasiones anteriores, la industria responderá. Ya lo está haciendo.




[1] Ordenanzas de Lérida de 1866. Tomado de Horacio Capel, “La morfología de las ciudades II”, Ediciones del Serbal, Barcelona 2005.

[2] Ver https://www.grenfelltowerinquiry.org.uk/ .En los informes de Barbara Lane, Luke Bisby y José Torero se discute el papel de la envolvente.

[3] Ver, por ejemplo http://theconversation.com/cladding-fire-risks-have-been-known-for-years-lives-depend-on-acting-now-with-no-more-delays-111186

[4] Ver https://www.nfpaeffect.com/signup


Editado por:

David Mimbrero. Tectónica

Publicado: Jun 3, 2019

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