Comportamiento de las vigas de madera ante el fuego

Algunos materiales que se utilizan para construir las estructuras de los edificios no son combustibles, sin embargo, ninguno de ellos es capaz de resistir satisfactoriamente el fuego de un incendio. Las estructuras metálicas, se dilatan y retuercen rápidamente en un incendio y su resistencia mecánica decrece vertiginosamente con el aumento de la temperatura. El hormigón armado, se agrieta con el calor y más aún cuando se enfría rápidamente al ser mojado por el agua de los equipos de extinción de incendios.

Por su parte la madera se quema porque es un material combustible, fundamentalmente porque está formada por lignina y celulosa.

Aproximadamente un 50% de la madera es carbono, juntamente con otras proporciones de hidrógeno y oxígeno. No obstante, en contra del que se suele pensar, la madera es un material que arde lentamente y se inflama con dificultad.

La combustión de la madera tiene tres fases claramente diferenciadas y que son:

• Calentamiento
• Ignición
• Carbonización.

En todo incendio en el que exista suficiente aportación energética y de oxígeno para poder desarrollarse, la temperatura va aumentando de forma progresiva, haciendo que la madera pierda por evaporación, el agua libre o contenido de humedad de la madera [1] y con ello vaya secándose. En este proceso endotérmico donde el material se va calentando hasta llegar a temperaturas de 100ºC de temperatura. A partir de este momento la temperatura sigue creciendo y se desarrollan gases pirolignosos, porque la madera se oxida y se ennegrece. Cuando se llega a una temperatura cercana a los 275ºC (variable según las especies), se produce la ignición y la reacción pasa a ser exotérmica, con pérdida importante de material en forma de CO2 y volátiles combustibles. Se ha de destacar el hecho de que la madera necesita llegar a esta temperatura en su superficie durante un cierto tiempo, con presencia directa de la llama para que se produzca la ignición. Sin la presencia de la llama seria necesario una temperatura superior a los 400ºC durante un periodo de tiempo superior.

A partir de este punto, la evolución de la combustión se sitúa en una franja (zona de pirolisis) que va avanzando de forma constante hacia el interior, en una situación casi isoterma hacia los 400-500ºC, consumiendo material que aún está intacto y convirtiéndolo en carbón que va formando una capa exterior en todo el perímetro. Este proceso se llama carbonización de la madera y tiene una gran importancia en el comportamiento de la madera frente al fuego.

La carbonización de la madera 

El carbón es un material muy poroso, de baja densidad, con un calor especifico menor que la madera y una conductividad cuatro veces menor, siendo unas seis veces más aislante que el material original. A causa de estas características, la velocidad de carbonización es constante y las propiedades físico mecánicas del interior de la pieza de madera afectada se mantiene relativamente intactas. 

Vigas de madera en el forjado de una vivienda, afectadas por un incendio

Vigas de madera en el forjado de un edificio de uso publico, afectado por un incendio

Debido a este principio elemental, la comprobación de la capacidad portante de un elemento estructural de madera, que realizan todas las normativas internacionales de construcción, se basa en obtener una sección eficaz de cálculo teniendo en cuenta la carbonatación de la madera. La sección eficaz es la sección necesaria para resistir las acciones a que va ser sometida una estructura y por ello sirve para poder peritar o evaluar una estructura afectada por un incendio. Con la sección eficaz más una profundidad eficaz de carbonatación se diseñan, dimensionan y calculan todas las estructuras de madera, ya que la profundidad de carbonización es la que va a garantizar la estabilidad al fuego de un elemento estructural en caso de incendio.

La normativa a aplicar, en el Estado Español, es el Código Técnico de la Edificación[2] -CTE-, que en el apartado E2.1, del Anejo SI-E de resistencia al fuego de la madera, del documento básico DB SI, de seguridad en caso de incendio, establece lo siguiente:

La comprobación de la capacidad portante de un elemento estructural de madera se realiza por los métodos establecidos en DB SE-M, teniendo en cuenta las reglas simplificadas para el análisis de elementos establecidos en E.3, y considerando:

a) una sección reducida de madera, obtenida eliminando de la sección inicial la profundidad eficaz de carbonización, def, en las caras expuestas, alcanzada durante el periodo de tiempo considerado;

                                          def = dchar,n + k0 · d0

dchar,n =profundidad carbonizada nominal de cálculo

d0= de valor igual a 7 mm.

k0 = de valor igual a 1 para un tiempo, t, mayor o igual a 20 minutos y t/20 para tiempos inferiores,en el caso de superficies no protegidas o superficies protegidas cuyo tiempo del incendio la carbonización, tch, sea menor o igual que 20 minutos. Para superficies protegidas cuyo tiempo del inicio de la carbonización, tch, sea mayor que 20 minutos se considerarà que k0 varía linealmente desde cero hasta uno durante el intervalo de tiempo comprendido entre cero y tch, siendo constante e igual a uno a partir de dicho punto.

[1] Se llama contenido de humedad de la madera a la masa de agua contenida en la madera, expresada en porcentaje respecto a su masa anhidra. (Definición del Anejo A del documento básico DB SE-M del Código Técnico de Edificación.-CTE-)

[2] Antes de la entrada en vigor del Codigo Técnico de la Edificiación la normativa aplicable en España para el calculo de estructura de madera era el Eurocodigo nº7. Los Eurocódigos son un conjunto de normas europeas experimentales. Desde el año 1998 se fueron  reconvirtiendo de Normas Europeas Experimentales a Normas Europeas finalizandose el año 2006. Desde el año 2006 la normativa aplicable en España es el CTE.

Los agentes de la edificación en la construcción de casas prefabricadas de madera

Cada vez es más habitual ver viviendas prefabricadas de madera en las urbanizaciones de nuestro país. La proliferación de este tipo de edificaciones es debida a varios factores que hacen que estas edificaciones sean una buena alternativa para quienes deciden actualmente promover la construcción de una vivienda unifamiliar, respecto a lo que sería una construcción tradicional, ya que estas viviendas ofrecen unas características económicas, sociales, funcionales y medioambientales claramente muy competitivas como son; un precio muy económico, una mayor rapidez de construcción, la utilización de un material natural que crea un ambiente de proximidad a la naturaleza y más acordes con los criterios de una construcción más sostenible, que hacen que sea muy atractivo para un consumidor cada vez más sensibilizado y concienciado por los factores medioambientales.

No será este artículo quien cuestione este tipo de argumentos, a los que el presente y muy especialmente el futuro parecen predecir unos buenos augurios. No obstante sí que es importante hacer conocer a los diferentes agentes de la edificación que quieran y deban intervenir en la construcción de este tipo de viviendas, una serie de cuestiones y circunstancias que han ocasionado y que pueden continuar ocasionando perjuicios muy importantes.

PROCESO EDIFICATORIO CARACTERÍSTICO.

En cuanto al proceso edificatorio, la edificación industrializada se diferencian de la edificación tradicional en que su fabricación se realiza con total independencia del solar en el que se tenga que instalar, y de esta manera su proceso constructivo no se adecua a lo previsto en la Ley de Ordenación de la Edificación-LOE-, especialmente en lo referente a las funciones y obligaciones de los diferentes agentes de la edificación.

Este proceso inmobiliario y edificatorio singular se inicia cuando una persona que sintiéndose atraída por la compra de una vivienda de estas características, entra en contacto con el agente que comercializa este tipo de edificaciones.

Generalmente este contacto se realiza en una feria de carácter local o sectorial sobre temas relacionados con la sostenibilidad, el medio ambiente, la arquitectura bioclimática, etc..., en el que, el comercial de las viviendas prefabricadas de madera, ofrece un catálogo de los modelos de viviendas, en función de los requerimientos de cada usuario. En el caso de que el promotor no disponga de un solar previo donde ubicar la construcción, puede ser que el mismo agente comercializador de este tipo de viviendas prefabricadas de madera, se ofrezca como mediador, facilitando una cartera de solares en varias urbanizaciones del entorno.

Una vez el promotor ha tomado la decisión de seguir adelante con la operación inmobiliaria, eligiendo el modelo de vivienda y habiendo adquirido el solar, se firma un contrato de suministro de materiales con el comercial de la vivienda de madera, iniciando así todo un proceso particular y bastante curioso que deben tener bien presente los diversos agentes de la edificación que tengan que intervenir en este tipo de edificaciones.

Como se trata de un edificio que debe servir de residencia habitual, le es de aplicación la Ley de Ordenación de la Edificación-LOE-al igual que pasaría con una vivienda construida según el sistema tradicional de construcción.

En este sentido y como es obvio, el primer paso y requisito previo, se tiene que contratar un arquitecto que redacte un proyecto básico y ejecutivo. La estrategia habitual de algunos agentes comercializadores de casas de madera es utilizar como argumento, que no es necesario pagar unos honorarios muy elevados al arquitecto encargado de la redacción del proyecto, ya que el fabricante de las casas prefabricadas de madera, le facilitará los planos, la memoria, las mediciones y el pliego de condiciones y en el que sólo habrá que poner la carátula, firmarlo y visarlo colegialmente.

Por otro lado, también es habitual que el promotor tenga algún amigo arquitecto dispuesto a ganar muy rápidamente unos honorarios a cambio de un pequeño trabajo, y en caso contrario, el mismo agente le facilitará algún profesional, que en los momentos actuales de crisis no cuesta mucho encontrar. 

Este mismo argumento es el que se utiliza para contratar la dirección facultativa de la obra; pues una construcción industrializada y prefabricada ejecutada por profesionales especializados, conlleva una duración de tiempo reducida y un número muy pequeño de visitas de obra, y por lo que será necesario que los honorarios del director de obra y del director de ejecución sean reducidos y aceptados bajo este mismo prisma que los utilizados para contratar la redacción del proyecto, tal y como se ha comentado anteriormente.

Para poder construir dicho edificio, también hay que contratar un constructor el cual deberá ejecutar la cimentación donde se apoye el edificio prefabricado de madera. En este sentido, es curioso observar cómo estos agentes, comercializadores de las viviendas prefabricadas de madera, facilitan al comprador de la vivienda unos contratos de obra tipo, en el que figura el comprador de la vivienda como promotor del edificio y el constructor que ejecuta la cimentación figura como constructor de la totalidad del edificio a todos los efectos, y en el que el fabricante de la vivienda prefabricada de madera aparece como suministrador de materiales, mientras que el agente encargado de la comercialización de la vivienda no aparece por ninguna parte.

En el caso de que el comprador decida cambiar el tipo de material de cobertura de la cubierta o alguna otra modificación en los acabados del modelo elegido, es posible que se contrate al mismo constructor para ejecutar también esta partida, así como para ejecutar los trabajos de urbanización del resto de la parcela.

Si la vivienda prefabricada de madera cumple con todos los requisitos normativos, no hay ningún problema, sin embargo hay que tener mucho cuidado con este hecho ya que estas viviendas están fabricadas generalmente en algún país del norte o del este de Europa; Polonia, Estonia, Eslovaquia, Finlandia, etc. mediante unos modelos tipo, los cuales no tienen porqué conocer ni aplicar nuestra normativa y muy especialmente el Decreto de Habitabilidad, el planeamiento urbanístico municipal, o las normas técnicas y el CTE, por lo que puede pasar que la vivienda no cumpla la superficie útil mínima de las dependencias, la altura, la anchura de las oberturas, la altura de barandillas, las dimensiones de los escalones, la anchura de pasillo, la compartimentación interior de la vivienda con apertura directa de un baño en una sala de comedor, la pendiente máxima de cubierta, los materiales autorizados para la cobertura de la cubierta, la capacidad aislante de los vidrios, el aislamiento térmico, acústico, etc .

En este sentido hay que recordar de que la mayor parte de los Ayuntamientos exigen la concesión de la licencia de 1 ª ocupación, por lo que no sirve de nada que los planos entregados al Ayuntamiento para la obtención de la licencia se modifiquen para cumplir con los requisitos normativos; pues es el edificio ejecutado el que ha de cumplir estos parámetros y por tanto la inspección de reconocimiento para la concesión de la licencia que realizan los inspectores del Ayuntamiento, detectarán el incumplimiento de estos parámetros básicos obligatorios.

EPÍLOGO

Como ocurre en todas las profesiones, seguramente habrá agentes comercializadores de casas prefabricadas de madera que son buenos profesionales y que comercializan viviendas que cumplen estos requisitos.

Sin embargo este artículo es fruto de varias experiencias en que ha intervenido su autor como perito en la defensa sobre la reclamación judicial que se ha realizado a proyectistas y dirección facultativa, debido al incumplimiento de los requisitos básicos urbanísticos y de habitabilidad.

A razón de lo expuesto, estos profesionales han sido condenados y en algún caso han tenido que responder con su propio patrimonio porque las pólizas de responsabilidad civil de algunas compañías de seguros no cubren el incumplimiento de normativas administrativas básicas (habitabilidad, urbanísticas).

Por todo ello, como epílogo final y siendo la razón que ha motivado la redacción de este artículo, hay que tener presente que hay que ser cauteloso y actuar conscientemente, según la misión que tiene  encomendado cada agente, ante la intervención en este tipo de edificaciones prefabricadas, siendo rigurosos en el cumplimiento de las obligaciones que como mandamiento de la Ley de Ordenación de la Edificación-LOE-se están asumiendo en aceptar cada uno de los encargos.