Resistencia de la madera ante el fuego: las claves de cómo una materia prima puede ser eficaz y segura para afrontar un incendio

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7 de Julio, 2022

Factores como el área total de superficie expuesta, la dimensión de sus elementos o la protección natural que la materialidad genera mediante una capa superficial de carbón, son algunos de los tópicos a considerar.

La madera cumple un rol fundamental en cuanto a la habitabilidad y la vivienda, complejizando sus estructuras y desempeñando un papel clave en el desarrollo de la arquitectura, la construcción y las técnicas de edificación. Incluso, actualmente, debido a las preocupaciones relacionadas con el cambio climático y las emisiones de carbono, ha crecido su relevancia como alternativa para construir, por lo que su comportamiento ante riesgos como los incendios se hace cada vez más necesario.

Factores de estabilidad y resistencia de la madera ante el fuego

Según Wolfram Jahn, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Mecánica y Metalúrgica de la Universidad Católica, con una trayectoria investigativa ligada a la modelación numérica de sistemas térmicos como de combustión, la dinámica de incendios y otras aplicaciones afines, la madera es, efectivamente, combustible.  

“Sin embargo, toda persona que alguna vez haya tratado de encender una fogata, sabe que no es sencillo hacer arder madera. Una combustión sostenida se logra solamente bajo ciertas condiciones particulares, siendo ése un hecho fundamental para la seguridad contra incendios en construcciones de este tipo”, explica de entrada.

El problema no depende solamente de la materialidad sino también de la geometría de los elementos constructivos / White Arkitekter

Como sabemos, los avances técnicos y constructivos, apoyados por la tecnología y por los estudios teóricos y prácticos, hoy permiten levantar grandes estructuras a través de paneles sólidos de madera. Algunos ejemplos son el CLT, el Glulam, la madera laminada con clavos y la laminada con clavijas, las que además de ofrecer resistencia y estabilidad, le otorgan al material una plusvalía interesante como alternativa para construir.  

Con estos antecedentes, ¿de qué manera una construcción de estas características puede resistir un siniestro de tipo incendiario?

Al respecto, Wolfram Jahn señala que “es necesario tomar en cuenta una capa de sacrificio de carbonización cuando se diseña un elemento estructural de madera. Estimando la duración total de un incendio y conociendo la tasa de carbonización, se puede dimensionar el elemento de madera de manera tal que, al finalizar el incendio, aún quede una sección suficiente para asegurar la integridad estructural del edificio”.

Asimismo, es importante destacar que la alta masividad de los elementos constructivos de madera maciza hace que se requiera de un flujo de calor externo para producir una combustión sostenida. Así, al pirolizar —proceso de descomposición química de materia orgánica y de todo tipo de materiales, causada por el calentamiento a altas temperaturas en ausencia de oxígeno—, se genera una capa de carbón que protege la madera contra el calor de las llamas, aumentando su resistencia al fuego. 

Lo que sí, según explica Jahn, hay que tener mucha precaución con materiales como el CLT, pues éste puede perder su capa protectora de carbón en caso de que tenga problemas de delaminación, afectando negativamente en su resistencia. 

El comportamiento de la madera ante estos riesgos se hace cada vez más necesario por su impulso como alternativa para construir / T.Cell

Reforzando lo anterior, el académico menciona que la llama misma generada por un elemento de madera no provee suficiente calor para mantener la producción de volátiles que la alimenten. Sin embargo, la re-radiación entre superficies que están ardiendo sí puede entregar ese flujo calorífico que sostenga la combustión, por lo que, el área total de superficie expuesta, es un parámetro fundamental para determinar las condiciones de combustibilidad de esta materia prima. Dicho de otra manera, se podría señalar que mientras más masiva sea la dimensión de una estructura, será mucho más difícil quemarla. 

Tal como explica el investigador, el problema de la combustibilidad no depende solamente de la materialidad en sí misma, sino que de las características más bien geométricas de los elementos constructivos, como la masa o su razón volumen-superficie, por ejemplo.  

Pruebas de testeo, estudios destacados y regulación de altura

Contrario a lo que se podría pensar, los ensayos tradicionales de resistencia al fuego no tienen validez para la madera. De hecho, Jahn reconoce que es un tema complejo y que, si bien hay una discusión vigente entre los especialistas al respecto, no ha sido del todo resuelto. Del mismo modo, a la hora de adentrarnos en los casos o estudios emblemáticos que hayan demostrado empíricamente su resistencia, el experto reconoce:

“El problema de la madera no es su resistencia al fuego propiamente tal. El problema es que contribuye combustible al incendio, de manera que éste podría durar sustancialmente más que un incendio en estructura tradicional. Esto puede resultar en que la madera, por más que tenga resistencia al fuego comparable con la de otros materiales, eventualmente no resista y colapse la estructura. Por lo mismo, los esfuerzos de la investigación científica, en particular de nuestra participación en el Centro UC de Innovación en Madera y CENAMAD, apuntan a estudiar la dinámica de incendios en edificaciones de madera para poder asegurar que éstos se auto-extingan, una vez consumido el combustible móvil, no estructural, de un edificio. Si se pudiera asegurar eso, construir edificios de madera en altura no sería un problema”.

La madera maciza puede superar los códigos de seguridad y protección contra incendios / MÖJDOM

En relación a la búsqueda de esa solución, Wolfram Jahn indica que una alternativa es encapsular el material con planchas de yeso-cartón. En ese caso, ésta no contribuye al incendio y, para efectos prácticos, se podría decir que los edificios de madera encapsulada son de materialidad incombustible. 

A modo de muestra, investigaciones y análisis comprueban que la madera maciza no sólo cumple con los códigos de seguridad y protección contra incendios prescritos, sino que puede incluso superarlos. Por ejemplo, en una prueba de fuego, una pared de 18 centímetros de espesor de CLT revestida de yeso, resistió tres horas y seis minutos, entregando una hora más que los requisitos actuales del código anti-incendios. 

En cuanto a la regulación de altura que debe tener una construcción en madera, pensando en un actuar más eficiente ante un incendio, Jahn señala que es “muy poca”. Es decir, existen algunas que permiten edificios de hasta ocho pisos, pero con requerimientos especiales. Es más: todavía, según comenta, se está realizando una investigación pre-normativa para entender de mejor forma las condiciones que permitan una edificación de madera en altura, por lo que todo indica que sería uno de los tópicos a definir y a desarrollar en un futuro próximo.


Escrito por Felipe De la Cerda E.
Fotografía principal cortesía Think Wood

 

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