En  esta  sexta  parte  introduciremos  algunos  aspectos  de  las  combus4bilidad  de  los  productos  de  aislamiento.  

1  

2  

La  combus4ón  con  llama  es  la  más  conocida  y  sobre  la  que  se  regulan  actualmente  la  reacción  y  resistencia  al  fuego  de  los  productos  de  construcción  en  Europa  

No   obstante   hay   otras   formas   de   combus4ón,   reguladas   en   algunos   países   y   que  afectan  a  ciertos  productos  de  aislamiento.  

La   combus4ón   sin   llama   y   la   incandescencia   con4nua,   conocido   en   inglés   como  “smouldering”   son   procesos   de   combus4ón   interna   lenta   que   pueden   generar  incendios   más   tarde   a   cierta   distancia   de   la   fuente   de   ignición   original.   Estos  fenómenos  son  de  especial  preocupación  para  los  bomberos.  

En   esta   ocasión   no   es   el   caso   de   los   productos   de   poliuretano,   ya   que   no   existen  evidencias   de   que   el   poliuretano   entre   en   combus4ón   sin   llama   o   muestre  incandescencia   con4nua.   Para   que   esto   ocurra   es   necesario   un   material   poroso  abierto,   caso   de   muchos   materiales   naturales   y   sinté4cos,   como   por   ejemplo  aislantes   a   base   de   virutas   de   madera,   algodón,   lana,   celulosa   o   incluso,   algunos  productos  de  lana  mineral.    

Hasta  ahora,  el  sistema  de  Euroclases  no  consideraba  el  potencial  de  combus4ón  sin  llama  o  incandescencia  con4nua  de  un  producto,  pero  hay  desarrollos  norma4vos  en  curso.  Algunos  países,  como  Alemania  y  Austria,  consideran  este  criterio  importante  para  la  seguridad  contra  incendios.    

 

3  

La  opacidad  de  los  humos  es  una  de  las  clasificaciones  adicionales  para  las  euroclases  de  reacción  al  fuego,  concretamente  para  las  clases  A2,  B,  C  y  D.    El  Marcado  CE  de  los  productos  de  aislamiento  de  poliuretano  lleva  recogido  la  clase  de   reacción   al   fuego   y   la   opacidad   de   los   humos.   En   todos   los   casos   cumplen   los  requisitos   de   humo   establecidos   por   la   norma4vas   nacionales   en   aquellas  aplicaciones  en  que  se  u4lizan.        La   toxicidad   del   humo   no   forma   parte   del   sistema   de   las   euroclases.   Con   la  clasificación  europea  conforme  a  la  Norma  EN  13501,   las  autoridades  han  aceptado  que  el  sistema  recoge  una  limitación  muy  estricta  en  la  contribución  al  desarrollo  del  fuego  y  del  humo,  por  tanto  también  es  muy  limitado  el  riesgo  causado  por  los  gases  tóxicos  de  la  combus4ón  correspondiente.        

4  

Los   elementos   construc4vos   aislados   con   productos   de   poliuretano   muestran   un  excelente   comportamiento   frente   al   fuego  en   supuestos  de   fuego   real   debido  a   su  elevada  estabilidad   térmica.  Además  es   importante   recordar,   que   los  productos  de  aislamiento  de  poliuretano  no  se  funden  ni  gotean  cuando  se  calientan.      La  carbonización  que  se  produce  en  la  superficie  del  aislamiento  protege  el  núcleo  de  la  descomposición,  manteniendo  así   la   integridad  de   la  estructura  durante  un   largo  4empo,  incluso  si  es  fuertemente  atacado  por  el  fuego.      Las  estructuras  aisladas  con  aislamiento  de  poliuretano  pueden  comportarse  mejor  u  ofrecer  un  rendimiento  equivalente  a  las  estructuras  aisladas  con  otros  materiales  de  aislamiento  alterna4vos  comúnmente  u4lizados.        

5  

Aunque  el  PUR  puede  comportarse  bien  en  un  incendio,  los  productos  de  aislamiento  de  PIR  ofrecen  mejores  prestaciones:    -­‐  Una  combus4bilidad  reducida.  -­‐  Mayores  rangos  de  temperatura  de  trabajo.  -­‐  Un  aumento  de  la  formación  de  carbonización.  -­‐  Y  mayor  estabilidad  calorífica.    Por  tanto,  son  más  adecuados  en  general  para  aplicaciones  de  mayor  riesgo.        

6  

En   la   gráfica   de   la   izquierda,   se   muestra   una   compara4va   del   potencial   tóxico   de  diferentes  materiales.    Como  se  puede  apreciar,  las  espumas  rígidas  de  poliuretano  no  cons4tuyen  un  mayor  peligro  que  otros  productos  convencionales  como  la  madera,  el  policarbonato  y  lana.  Además  se  observa,  que  4ene  unos  valores  ligeramente  superiores  a  la  lana  mineral.    En  la  gráfica  de  la  derecha,  se  relaciona  el  potencial  tóxico  de  un  producto  rígido  de  poliuretano  en  función  de  la  temperatura.  Aumentando  de  forma  acusada  a  par4r  de  los  400  ºC.  A  par4r  de  esta  temperatura  es  cuando  se  considera  que  el   incendio  ha  llegado  al  flashover.    La  can4dad  de  humos  producida  no  es  una  caracterís4ca   intrínseca  del  material  de  los  elementos  construc4vos,  sino  que  estará  afectada  por  factores  como  la  can4dad  de  material,  la  can4dad  de  oxígeno  disponible,  la  etapa  de  desarrollo  del  incendio,  la  temperatura  y  el  contenido  de  humedad.  

7  

En  esta  serie  de  ejemplos  se  expone  el  comportamiento  frente  al  fuego  de  los  productos  de  aislamiento  de  poliuretano  en  aplicaciones  habituales.    El  primer  ejemplo  recoge  un  ensayo  de  fuego  en  fachada,  sobre  una  solución  construc4va  de  aislamiento  por  el  exterior  bajo  revoco  (SATE).  EL  aislante  u4lizado  era  plancha  de  poliuretano.    

8  

El  ensayo  de  fachada  se  dispuso  en  configuración  de  esquina  con  una  abertura  (simulando   una   ventana)   en   la   parte   inferior.   Las   llamas   de   un   hogar   de  madera   atacaron   el   recubrimiento   de   la   fachada.   Como   carga   de   fuego   se  u4lizó  un  hogar  de  25  Kg.    Se  realizaron  mediciones  de  temperatura  en  la  superficie  y  detrás  del  enlucido  y  dentro  de   los  paneles  de  poliuretano  a  diferentes   alturas  de   la   fachada.   El  4empo  total  de  ensayo  y  observación  fue  de  60  minutos.      Después   de   la   ignición   del   hogar   de   madera   las   llamas   incidieron   sobre   la  superficie  del   sistema  SATE  de  poliuretano.  El  hogar  de  madera   se  consumió  casi   totalmente   después   de   14   minutos.   Sin   embargo,   se   generó   una  exposición   adicional   al   fuego   por   la   combus4ón   del  marco   de  madera   de   la  ventana  y   la   caja  de  persiana  enrollable.  Después  de  50  minutos  el   fuego   se  había   ex4nguido   totalmente   y   todas   las   llamas   se   habían   apagado   por   auto  ex4nción.            

9  

La   temperatura   alcanzada   fue   de   1   000   °C   en   la   abertura   e   incluso   de   800-­‐600   °C  entre  1  y  3  metros  por  encima  de  la  abertura.  Al  nivel  de  4  o  5  metros  la  temperatura  disminuyó  a  200   °C,   lo  que   correspondió  a   la   altura  máxima  observada  de   la   llama  que  casi  alcanzó  la  parte  superior  de  la  fachada  a  un  nivel  de  5  m.  Sin  embargo,   las  temperaturas  medidas  dentro  de  la  espuma  de  poliuretano  (entre  75  mm  y  150  mm  de  la  superficie  exterior)  permanecieron  bastante  bajas  y  no  excedieron  de  los  25  °C  a  60  °C  comparadas  con  las  temperaturas  en  la  superficie  exterior  de  600  °C  a  800  °C.        Después  del   ensayo   se   re4ró  el   enlucido  del   poliuretano.  No   se  produjo   rotura  del  enlucido.  La  espuma  sólo  estaba  decolorada  y  parcialmente  destruida  en  la  superficie  y  en  una  zona   limitada,  donde   la  temperatura  de   la  exposición  al   fuego  excedió   los  200  °C.  No  se  produjo  propagación  del   fuego  dentro  del  propio  poliuretano  o  fuera  de  la  zona  de  exposición  directa  de  la  llama.          

10  

La  exposición  al  fuego  aumentó  por  la  instalación  de  un  marco  de  madera  en  la  ventana  y  una  caja  de  persiana  enrollable  combus4ble.      A  pesar  de  este  aumento  de  la  carga  de  fuego,  la  fachada  de  SATE  de  poliuretano  mostró  una  respuesta  muy  limitada  a  la  exposición  al  fuego  y  sólo  donde  se  produjo  una  temperatura  de  llama  suficientemente  elevada.      No  hubo  propagación  adicional  de  la  llama  por  parte  de  la  propia  espuma  aislante  de  poliuretano  y  todas  las  llamas  se  apagaron  por  auto-­‐ex4nción        

11  

En  esta  serie  de  ejemplos  se  expone  el  comportamiento  frente  al  fuego  de  los  productos  de  aislamiento  de  poliuretano  en  aplicaciones  habituales.    El  segundo  ejemplo  recoge  un  ensayo  de  fuego  exterior  en  cubierta  metálica  y  se  emplearon  diferentes  materiales  aislantes.  

12  

Europa   no   ha   armonizado   la   norma   de   ensayo   diseñada   para   simular   el  comportamiento   de   cubiertas   planas   metálicas   aisladas   situadas   encima   de   un  incendio  interior  en  desarrollo,  ni  para  fines  de  legislación  ni  a  efectos  de  seguros.      Por  tanto  se  inició  un  programa  de  ensayo  con  el  obje4vo  de  desarrollar  un  método  de  ensayo  a  escala  de  una  habitación  pequeña  para  este  fin.      La   geometría   del   aparato   de   ensayo   es   la   misma   que   para   el   ensayo   de   esquina  (Room  Corner  Test).    Los   suelos   y   paredes   están   fabricados   de   hormigón   aligerado,   mientras   que   la  cubierta  está  construida  y  some4da  a  ensayo  simulando  la  aplicación  de  uso  final    

13  

El  conjunto  completo  de  la  cubierta  se  montó  en  un  bas4dor  cerrado  en  la  parte  superior  del  recinto  de  ensayo.      El  bas4dor  se  fija  con  una  pendiente  del  2%,  con  el   lado  inferior  por  encima  de  la  pared  trasera.  Los  canales   de   la   cubierta   metálica   están   tendidos   paralelos   a   la   longitud   del   edificio.   El   espesor   del  material  de  aislamiento  varía  en  función  de  su  conduc4vidad  térmica  declarada  para  lograr  el  mismo  valor  de  resistencia  térmica,  conforme  a  la  condición  final  de  uso.    Comentarios:    §  Los   resultados   obtenidos   con   los   productos   de   fibra   mineral   no   combus4bles   y   el  

aislamiento  de  PIR  muestran  un  comportamiento  aceptable.    §  No  se  observó  combus4ón  súbita  generalizada  o  flashover,  la  temperatura  en  el  exterior  

del  aislamiento  permaneció  muy  por  debajo  de  los  200  °C  y  no  hubo  infiltración  de  aire.  §  El  aislamiento  se  mantuvo  en  su  lugar  en  la  totalidad  de  la  cubierta  §  El  aislamiento  de  PIR  superó  ligeramente  la  tasa  de  liberación  de  calor.  §  Productos   de  fibra  mineral  mostraron   incandescencia   o   combus4ón   con  brasa,   después  

del  ensayo.    §  Algunos  otros  productos  de  aislamiento  no  pasaron  el  ensayo.      Los  productos  de  aislamiento  de  PIR  usados  en  los  ensayos  también  lograron  la  clase    Factory  Mutual  4450,  considerándose  una  prometedora  correlación  entre  este  método  de  ensayo  y  FM  4450.    

14  

En  esta  serie  de  ejemplos  se  expone  el  comportamiento  frente  al  fuego  de  los  productos  de  aislamiento  de  poliuretano  en  aplicaciones  habituales.    El  tercer  ejemplo  recoge  un  ensayo  de  resistencia  al  fuego  de  una  cubierta  a  dos  aguas  y  se  planchas  aislantes  de  poliuretano.  

15  

En  este  caso  se  ensayó  una  estructura  de  cubierta  a  dos  aguas  aislada  con  plancha  de  poliuretano,  según  la  Norma  EN  1365-­‐2:  1999  (Ensayos  de  resistencia  al  fuego  de  los  elementos  portantes.  Parte  2:  Suelos  y  cubiertas).      El  conjunto  ensayado  consisja  en:  -­‐  correas  de  madera,    -­‐  paneles  de    madera  con  ranura  y  lengüeta  gruesa  de  19  mm  sobre  los  pares,  -­‐  tela  asfál4ca,    -­‐  planchas  de  aislamiento  de  poliuretano  de  100  mm  cubiertos  con  -­‐  tablero  de  virutas  de  madera  (4po  OSB)  de  22  mm.      El  ensayo  fue  realizado  en  el  laboratorio  FMPA  Leipzig  (Alemania)    

     

16  

Esta  fue  la  secuencia  del  ensayo:  -­‐  21   minutos   después   del   comienzo   del   ensayo,   las   planchas   de   madera   se  

quemaron  completamente  y  las  planchas  de  aislamiento  de  poliuretano  quedaron  expuestas  al  fuego.    

-­‐  Solo  después  de  37  minutos,  se  observó  un  ligero  aumento  de  la  temperatura  en  la   superficie   superior   del   banco   de   ensayo   pero   nunca   se   alcanzó   el   límite   de  incremento  de  temperatura.    

-­‐  Después  de  41  minutos,  se  liberó  algo  de  humo  a  través  de  una  junta.  -­‐  En  el  minuto  46  fue  necesario  detener  el  ensayo  para  prevenir  que  la  estructura  se  

colapsara  debido  a  que  las  correas  de  madera  se  habían  debilitado  por  el  fuego.    -­‐  Al   final   del   ensayo,   los   paneles   de   aislamiento   de   poliuretano   estaban  

parcialmente   carbonizados   pero   evitaron   que   el   fuego   alcanzara   las   capas  superiores  del  banco  de  ensayo  

La   estructura   de   la   cubierta   tenía   la   clasificación   REI   45.   Esto   significa   que   se  cumplieron   tres   criterios   crí4cos   durante   un   mínimo   de   45   minutos:   estabilidad   o  resistencia  mecánica  (R),  estanqueidad  del  recinto  (E)  y  aislamiento  térmico  (I).      Las  cubiertas  a  dos  aguas  que  con4enen  materiales  de  aislamiento  no  combus4ble  y  no  celular  poseen   las  cer4ficaciones  REI  30  y  REI  45.  Las  cubiertas  a  dos  aguas  que  con4enen  paneles   de   aislamiento   de   poliuretano  pueden,   por   tanto,   demostrar   un  comportamiento   equivalente,   o  mejor,   que   construcciones   similares   que   con4enen  materiales  de  aislamiento  no  combus4ble  y  no  celular.    

     

17  

En  esta  serie  de  ejemplos  se  expone  el  comportamiento  frente  al  fuego  de  los  productos  de  aislamiento  de  poliuretano  en  aplicaciones  habituales.    El  cuarto  ejemplo  recoge  un  ensayo  de  resistencia  al  fuego  sistemas  de  paneles  estancos  de  entramado  de  madera,  que  u4lizan  poliuretano  y  lana  mineral..  

18  

Este  ensayo  se  realizó  para  comparar  los  sistemas  jpicos  de  paneles  estancos  de  entramados  de  madera  que  u4lizan  poliuretano  y  lana  mineral  según  la  Norma  EN  1365-­‐1  (Resistencia  al  fuego  de  elementos  portantes.  Parte  1:  Paredes).    

Los  ensayos  fueron  realizados  en  el  laboratorio  EXOVA  (Warrington  Fire  UK)  (Reino  Unido).  Informe:  306703  

Las  configuraciones  se  acordaron  con  UKTFA  (UK  Timber  Frame  Associa4on)  y  Exova  (Warrington  Fire  UK)  y  se  usaron  exactamente  los  mismos  materiales  y  fijaciones.    

•  La  cara  interna  expuesta  al  fuego  se  recubrió  con  placa  de  yeso  laminado  12,5  mm.    •  Para  el  recubrimiento  de  la  cara  no  expuesta,  se  u4lizó  OSB  (Tablero  de  virutas  

orientadas)  de  11  mm.    •  Ambas  configuraciones  u4lizaron  madera  blanda  de  calidad  C16,  rastreles  de  

140x38  mm  (cada  600  mm)  y  listón  horizontal  superior  e  inferior.    

El  aislamiento  se  colocó  entre  los  rastreles.  

•  Para  el  ensayo  1  se  u4lizó  Panel  FrameTerm  35  de  140  mm  de  lana  mineral    •  Para  el  ensayo  2  se  u4lizó  PIR  de  80  mm  reves4do  con  lámina  metálica    

La  diferencia  de  espesor  se  compensa  con  las  dis0ntas  conduc0vidades  térmicas  para  dar  una  misma  capacidad  aislante,  requisito  fundamenta  en  la  aplicación  final  de  uso  de  este  0po  de  paneles.  

Ambos  ensayos  se  some4eron  a  una  carga  de  11  kN/m.    

   

19  

Los  resultados  del  ensayo  fueron  los  siguientes    En  el  ensayo  1  de  lana  mineral  FrameTherm  35  de  140  mm,  la  capacidad  portante  se  mantuvo  durante  32  minutos,  es  decir,  el  ensayo  se  detuvo  a  los  32  minutos,  y  el  aislamiento  perdió  su  integridad  después  de  31  minutos.      En  el  ensayo  2,  de  PIR  de  80  mm  con  reves4miento  de  aluminio,  la  capacidad  portante  se  mantuvo  durante  39  minutos,  es  decir,  el  ensayo  se  detuvo  a  los  39  minutos  y  el  aislamiento  perdió  su  integridad  después  de  38  minutos.      En  el  Reino  Unido  todas   las  paredes  exteriores  de  entramado  de  madera  requieren  una  resistencia  mínima  de  30  minutos.  La  configuración  de  lana  mineral  (T1)  logró  32  minutos  y  cumplió  este  requisito.      El  ensayo  2  (configuración  con  PIR)  u4lizó  los  mismos  materiales,  mismas  fijaciones,  mismo   valor  U   (0,27)   con   un   60%  del   espesor   de   aislamiento   gracias   a   una  menor  conduc4vidad   térmica.   Con   39   minutos,   el   nivel   de   resistencia   al   fuego   fue  aproximadamente  el  mismo  y  también  se  cumplieron  claramente  los  requisitos  de  la  norma4va.      

20  

Damos  por  finalizada  la  sexta  parte,  que  ha  servido  para  introducir  algunos  conceptos  ligados  a  la  combus4bilidad  de  los  materiales  aislantes  y  mostrar  algunos  ejemplos  de  cómo  se  comportan  frente  al  fuego  los  productos  aislantes  de  poliuretano.    

21