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19/11/2018

Pruebas de comportamiento al fuego

Estudio del riesgo de incendio asociado a productos de aislamiento basados en materiales de origen biológico

El mercado de la construcción evoluciona rápidamente, incorporando nuevos materiales que proporcionan un mayor confort y una sostenibilidad acorde con los deseos de la sociedad actual. Sin embargo, no todos los materiales son válidos desde el punto de vista de la seguridad contra incendios, por muy buenos que sean en relación con el confort, como tristemente se demostró en el incendio de la Torre Greenfield o como demuestra, en lo relativo a la sostenibilidad, el estudio llevado a cabo por el CNPP el año pasado. Las pruebas se realizaron del 19/06/2017 al 22/06/2017 en los laboratorios que el CNPP dispone en Vernon, en la Normandía francesa, por encargo de la Fédération Française de l’Assurance (FFA), ante la proliferación de estos nuevos materiales en el mercado francés.

CONTENIDO DEL ESTUDIO

El estudio consistió en una prueba de comportamiento de fuego bajo campana calorimétrica de alguno de éstos materiales, junto con una muestra de lana de roca y otra de poliestireno expandido con retardante, que se utilizaron como referencia de un material de buen comportamiento al fuego, la lana de roca, y otro, el poliestireno, como elemento de mal comportamiento al fuego.

El objetivo del ensayo fue evaluar la inflamabilidad y propagación del fuego en el aislamiento térmico realizado con productos basados en materiales biológicos en comparación con materiales tradicionales

El protocolo de ensayo utilizado consistió en un test de propagación a media escala “Corner Test”, basado en el test SBI (Single Burning Item) de la norma de reacción al fuego EN 13823

ESTRUCTURA DEL ENSAYO

Los ensayos se llevaron a cabo en la campana calorimétrica del laboratorio del CNPP, siendo sus principales características (Ver figura 1):

  • Base: 3 m x 3 m
  • Altura de la campana: 2.2 m (base a 3.6 m del suelo)
  • Diámetro del conducto de extracción: 400 mm
  • Máximo flujo de extracción de aire: 12 000 m3/h

 

Las maquetas de prueba consistieron en una estructura de soporte no combustible de 25 mm de espesor sobre la que se fijaron los productos de aislamiento a ensayar, permitiendo ensamblar el material a ensayar mediante un panel pequeño y otro grande formando una esquina, como se aprecia en la figura 2.

 

Los materiales ensayados se aprecian en la siguiente tabla:

INSTRUMENTACIÓN DE MEDIDA Y OBSERVACIÓN

El ensayo fue grabado mediante dos cámaras CCTV y se tomaron medidas de las siguientes magnitudes:

  • Medida en el quemador de ignición: flujo / presión de propano
  • Sensores de Temperatura (en humo y alrededor de la muestra)
  • Flujo Térmico en las proximidades de la muestra
  • Tasa de flujo de humo y concentraciones de O2, CO y CO2
  • Pérdida de Masa

PROTOCOLO DE ENSAYO

Como ya se ha indicado con anterioridad, el protocolo de ensayo utilizado consistió en un test de propagación a media escala “Corner Test”, basado en el test SBI (Single Burning Item) de la norma de reacción al fuego EN 13823, en concreto, el proceso del ensayo fue el siguiente:

  • Aplicación del quemador (propano a 30 kW) durante 21 minutos en la esquina de la muestra
  • Observación de la propagación de la llama, observación de la caída de partículas y gotas encendidas
  • Después de la retirada del quemador, observación de la propagación del fuego y medidas hasta la supresión completa o extinción manual si es necesario (1 h máximo después de la ignición)

RESULTADOS

Los resultados obtenidos se presentan en la siguiente tabla :

En las gráficas que se presentan a continuación se refleja el flujo térmico de la muestra más favorable, la lana de roca, y la de la lana de oveja, que es la que peor comportamiento experimenta. Nótese que esta última se consume rápidamente, a los 9 min toda la muestra ha ardido completamente.

El resultado final de cada uno de los ensayos puede apreciarse en las siguientes fotografías:

Vista de la Muestra tras la supresión (t = 1h)

CONCLUSIONES

Los ensayos pusieron de manifiesto los siguientes puntos:

  • El ensayo sobre materiales de referencia tradicionales, no combustible (lana de roca) y altamente combustible (poliestireno), pusieron de manifiesto un comportamiento ya conocido: Los valores obtenidos para los diferentes parámetros que caracterizan la velocidad de liberación de calor y la cantidad de humo son lógicamente bajos para la lana de roca y más altos para el poliestireno
  • Excepto la lana de madera, todos los materiales tienen un tiempo de ignición de más de 10 segundos y caídas de material ardiente o incandescente en los primeros 10 minutos.

Sin embargo, a diferencia del poliestireno, no se ha observado que la caída de gotas ardiendo pueda generar una mancha incendiada con estos productos.

Si tenemos en cuenta la propagación lateral, se pudieron observar los siguientes hechos:

  • La combustión llegó al borde del panel grande únicamente para el cáñamo, la lana de madera y la lana de oveja
  • No es el caso del poliestireno, cuya área sometida a las llamas del quemador se derritió rápidamente, deteniendo así la propagación

En cuanto a la generación de calor, Los materiales biológicos no se derriten y generan una superficie de llama más grande y, por lo tanto, una liberación de calor sustancialmente mayor que el poliestireno en las condiciones de prueba. La lana de oveja destaca con valores 3 o 4 veces más altos que la guata de celulosa y el doble que la del cáñamo y la lana de madera

Considerando la generación de humo, podemos concluir que la capacidad de generación de humo de las muestras analizadas se encuentra entre la de lana de roca (casi cero) y la de poliestireno (producción sustancial de humo). Se observa que la lana de oveja es diferente y obtiene valores cercanos a los obtenidos por poliestireno

Comparación de la Clasificación:

Teniendo en cuenta la clasificación obtenida, podemos realizar las siguientes precisiones:

  • En las condiciones de prueba, los productos biológicos probados pueden, en el mejor de los casos, clasificarse en la clase D (guata de celulosa) pero, en su mayoría y en el mejor de los casos, en la clase E, como el poliestireno.
  • La clasificación relacionada con la generación de humo sería s2 para todos los productos probados, a mitad de camino entre la lana de roca (s1) y el poliestireno (s3).
  • La clasificación relacionada con la generación de partículas / gotas ardientes indicaría una clasificación d2 (como el poliestireno) o, al menos, sin clasificación (lana de madera).