Paneles de protección contra incendios PANACOR PANEL ROCK

PANACOR PANEL ROCK. PANELES ACUSTICOS DE PROTECCION PASIVA CONTRA INCENDIOS PARA TÚNELES.

La preocupación por las consecuencias de los incendios en los túneles, de las cuales hemos sido testigos a raíz de los ocurridos en Mont Blanc, San Gotardo, Tauern y Ka-prun, con 221 víctimas mortales, a los que se suman otros como el del Canal, que, sin causar muertes, provocan grandes pérdidas (solo en este túnel fueron de 211 millones de euros, contando tanto las reparaciones como las pérdidas de tiempo de operatividad), está llevando a un imparable proceso de búsqueda de la seguridad contra incendios (SCI) en dichas construcciones. Por ello, cada vez más se estudia la extracción de humos y salidas de emergencia, la protección de instalaciones eléctricas y, algo muy importante, la propia estructura de hormigón del túnel. Es por esto que las soluciones de protección pasiva contra incendios que tienen una incidencia muy positiva en la mejora de la resistencia al fuego de los túneles.

El principal objetivo de la seguridad contra incendios en túneles debe ser la seguridad de los usuarios, proporcionándoles tiempo y vías seguras de evacuación. Además, objetivos considerados secundarios, como la protección estructural, deben ser también prioritarios, ya que conllevan el proporcionar más tiempo y más posibilidades de salvación a los usuarios envueltos en el incendio y más tiempo para la llegada de los bomberos, además de evitar que, debido a su colapso, la magnitud de la tragedia aumente por afectar a otras instalaciones. Otras protecciones deben ser consideradas también de alta importancia en este sentido, como la ventilación, la evacuación de humos, etc.

Las diferentes normas europeas sobre incendios en túneles coinciden en aceptar que la evolución de la temperatura con el tiempo en un incendio producido en el interior de un túnel difiere notablemente de la que se puede dar en un edificio sobre rasante. En este último caso, los estudios de evolución de la temperatura han llevado a implantar internacionalmente un modelo matemático reproducible en laboratorio en el cual se representa un incendio de combustibles celulósicos y se alcanza una temperatura de 1000º C en 90 minutos. Este modelo, denominado “Curva de Fuego Estándar”, está definido por la norma internacional ISO 834 y se recoge también en la española UNE 23.093. Es de aplicación en los ensayos de resistencia al fuego que se realizan en nuestro país de acuerdo con los requisitos establecidos por la NBE-CPI/96, así como en los futuros ensayos euro-peos desarrollados por CEN de acuerdo con lo especificado en la Directiva Europea 89/106/CEE sobre Productos de la Construcción.

Los estudios realizados en Alemania establecen, sin embargo, que en un incendio dentro de un túnel las temperaturas ascienden mucho más rápidamente, alcanzándose hasta 1200º C en los primeros 5-10 minutos, e incluso este ascenso podría llegar a 1300º C, considerando un fuego de hidrocarburos confinado, según estudios holandeses. En Francia se aceptan también estos criterios de desarrollo de fuego. Debemos aclarar que estos estudios se refieren principalmente a túneles carreteros. Sin embargo, la experiencia de incendios en túneles de ferrocarril (Túnel del Canal) permite adoptar también dichos criterios de desarrollo del incendio en ese tipo de túneles.

Un escenario de fuego debe contemplar:

  • La velocidad de calentamiento (índice de incremento de temperaturas).
  • La temperatura máxima esperada.
  • La duración del incendio.
  • El periodo de enfriamiento posterior.

Todos estos aspectos tienen gran in fluencia en el efecto del fuego sobre los diversos elementos que constituyen el propio túnel, así como en su comportamiento. Dado que en protección pasiva es de gran importancia conocer el grado de protección de una determinada solución constructiva en su as-pecto de resistencia al fuego (tiempo en minutos que es capaz de cumplir su función cuando se somete a la acción de un “incendio normalizado”), de-ben establecerse normas de ensayo específicas que permitan garantizar que los componentes del túnel van a cumplir con las exigencias de seguridad previstas por los correspondientes reglamentos.

Tomando como base esta premisa, en Alemania se ha desarrollado un modelo de curva de ensayo, denominada ZTV-RABT, que alcanza 1200º C en cinco minutos y mantiene esta temperatura por periodos que pueden variar desde 30 a 120 minutos, seguido de otro de enfriamiento controlado durante 110 minutos. Similarmente, en Holanda, el Rijswaterstaat ha desarrollado una curva específica para túneles, en la que se alcanzan hasta 1350º C con un periodo de calentamiento inicial de hasta 1200º C en muy pocos minutos, y que representa el incendio que supone en un túnel la combustión incontrolada de un camión cisterna cargado con 50.000 litros de petróleo ardiendo durante 120 minutos. En Francia se ha adoptado una curva de hidrocarburos modificada más severa que la de hidrocarburos normal, usada para ensayos de sistemas destinados a plantas petroquímicas. En la figura 1 se pueden comparar las distintas curvas mencionadas.

Figure 1

Ante semejantes acciones térmicas, es evidente que los materiales se van a comportar de modo diferente que frente al fuego representado por la Curva Estándar, lo que se ha podido comprobar tanto en estudios de labora-torio como en la realidad de los incendios acontecidos.

El hormigón armado, en varias de sus composiciones, es el principal elemento constitutivo de muchos túneles y falsos túneles tanto carreteros como ferroviarios. Este material puede verse muy afectado por el fuego, especialmente por la velocidad de calentamiento y las máximas temperaturas alcanzadas.

El efecto de la temperatura en la pérdida de capacidad resistente tanto del refuerzo como del propio hormigón se puede ver en la figura 2.

Figure 2

Las transformaciones físicas y químicas que tienen lugar en el hormigón, incluyendo su fusión a los 1200º C, conducen inevitablemente a su colapso y destrucción, haciéndolo irrecuperable al final del siniestro, con lo que debe procederse a su sustitución. En todo caso, se considera que al alcanzar los 300 ºC, el hormigón pierde una significativa parte de su capacidad resistente y ha de ser sustituido después de sufrir los efectos de un incendio.

Otra consecuencia muy importante es el desconchamiento por efecto spalling. La extraordinaria rapidez con que se calienta el hormigón genera el paso a vapor del agua contenida en la masa con velocidad explosiva. Como generalmente los hormigones usados tienen el poro pequeño, este vapor no puede liberarse adecuadamente, lo que pro-duce una presión capaz de destruir las capas más externas de hormigón, dejando expuestas las armaduras y aumentando el riesgo de colapso del túnel. Los momentos en que el spalling ocurre es en los 20-30 minutos iniciales del incendio, siendo las causas más importantes de este efecto la velocidad de calentamiento (sobre todo cuando pasa de 2-3º C/minuto), la permeabilidad del material y el nivel de saturación de poro (especialmente por encima del 2-3% en peso de hormigón del contenido en humedad); esto tiene como resultado que los hormigones de altas prestaciones y baja permeabilidad son los más vulnerables a este efecto.

El spalling ha sido estudiado en algunos laboratorios, como el ensayo realizado por el SINTEF noruego en diciembre de 1988, en el que se comprueba este efecto con acciones térmicas de fuego de hidrocarburos, observándose una disminución casi total cuando el hormigón recibe una protección adecuada.

Varios sistemas se han propuesto para minimizar los efectos de la acción del fuego sobre el hormigón, pero el que ha probado ser más efectivo es el de la barrera térmica. La función de esta barrera, como es obvio, es proteger de la acción directa del fuego el sustrato, limitando el flujo de calor a su través y, por tanto, disminuyendo la velocidad de calentamiento y el tiempo en que se alcanza la máxima temperatura permitida.

Las barreras más utilizadas son las formadas por morteros de cemento con malla o bien por placas especiales fijadas mecánicamente al sustrato. Estos sistemas con anclajes mecánicos eliminan problemas de adherencia, carecen de efecto spalling y no son sensibles a la humedad. Este tipo de productos ha sido extensivamente ensayado en los laboratorios más importantes de Europa –TNO (Holanda), MPA Braunschweig (Alemania), CSTB (Francia), etc.–, con resultados que con-firman la obtención de los grados de protección requeridos.

Las protecciones previstas (y sus sistemas de fijación) deben tener características demostradas de comportamiento en caso de incendio, así como otras que le permitan resistir las acciones propias de su situación y normal uso del túnel, como las variaciones de presión debido al paso de vehículos a alta velocidad, que pueden llegar a ±800 Pa en túneles de carretera, a ± 1.100 Pa en túneles de ferrocarriles de transporte y hasta ± 5.000 Pa en túneles de ferrocarriles de alta velocidad.

Estas características demostradas de-ben probarse mediante los correspondientes informes de ensayo. En el caso de la resistencia al fuego, este tipo de ensayos consiste en preparar una muestra de hormigón y su protección lo más parecida posible a como se instalará realmente, con tamaños de 4x3 m, y so-meterla en una instalación (horno) adecuada a la acción de un programa térmico normalizado como los anterior-mente expuestos, midiendo durante todo el proceso las deformaciones del hormigón, la aparición del fenómeno spalling y los gradientes de temperatura en la cara inferior del material y en la armadura de refuerzo, controlado por un determinado número de termopares de control adecuadamente situados en la masa del hormigón.

Los requisitos que debe cumplir el sis-tema de protección dependen del tipo de túnel, el uso y la legislación al res-pecto de cada país. A continuación se exponen algunos de los más frecuentes:

Requisitos ZTV alemanes:

  • Máxima temperatura en la cara inferior del hormigón
  • Permanencia de la protección durante el periodo de ensayo.
  • Efecto spalling mínimo y poco pro-fundo.
  • Temperatura en el sellado de la junta de dilatación entre 60º C y 150º C según el material.

Requisitos RWS holandeses:

  • Resistir al menos dos horas los efectos de la Curva RWS en dos ensayos diferentes.
  • Máxima temperatura permitida en la cara inferior del hormigón
  • Temperatura en las juntas de dilatación inferior a 60º C.

La emisión de un informe de ensayo por el laboratorio clasifica y avala la so-lución ensayada para su uso en la protección de túneles y puede ser complementado por otro tipo de ensayos, como ciclos de hielo deshielo, resistencia a gases de los tubos de escape, ensayos de abrasión (Test Taber) y, especialmente, a la tensión dinámica provocada por el paso de vehículos a gran velocidad, que en túneles carreteros se considera de hasta ±800, mientras que para el caso de ferrocarril puede tener variaciones desde ±1100 Pa para tráfico ferroviario de transporte local y de hasta ±5.000 Pa para trenes de alta velocidad, en ciclos que pueden oscilar dependiendo del tipo de túnel considerado y su volumen de tráfico.

Otros elementos críticos en los que puede ser decisiva la acción de la protección pasiva es la ventilación y control de humos. El principal problema con cada incendio es el de la extracción de humos, dados los problemas que originan. Todos los bomberos saben que para atacar con éxito un incendio subterráneo es de capital importancia ob-tener una buena extracción de calor y humos, que son las causas directas de la mayoría de desgracias personales de este tipo de siniestros. Por esto, el adecuado diseño e instalación de conductos de extracción que resistan los efectos del fuego y mantengan su función durante un periodo de tiempo determinado es fundamental. Lo anteriormente expuesto es también válido cuando hablamos de los sistemas de ventilación, especialmente en áreas de seguridad, con lo que también debe contemplarse la ejecución de conductos resistentes al fuego.

En los casos en los que las conducciones se integran en la estructura del túnel, los elementos de separación son de hormigón y se les aplica todo lo anteriormente dicho en el apartado anterior. Las protecciones mediante barrera térmica (con placas, por ejemplo) se utilizan para prevenir el daño a dichas separaciones, que comprometería su función de conducción. La extracción de humos puede llevarse a cabo también mediante conductos independientes realizados en materiales resistentes al fuego, que permitan mantener su funcionamiento correcto y su estabilidad durante un periodo determinado. Por supuesto, estos sistemas constructivos deben pasar igualmente los correspondientes ensayos de acuerdo con norma específica para conductos.

La conclusión que podemos sacar de lo anteriormente expuesto es que la protección pasiva debería indudablemente ser tenida en cuenta a la hora de diseñar túneles para hacerlos más seguros.

Y con ese objetivo PANACOR ha desarrollado mediante un largo proceso de I+D+i un sistema de protección basado en un revestimiento mediante paneles acústicos metálicos que no sólo consigue proporcionar un mínimo de 2 horas de resistencia al fuego siguiendo la curva de hidrocarburos, sino que además consigue atenuar el ruido generado por la circulación viaria evitando las molestias del tráfico a los residentes. En el siguiente vídeo se pueden observar las 2 horas que duración el ensayo a cámara rápida:

Beneficios de sistema de protección pasica contra incendios PANACOR PANEL ROCK
  • Incombustible: soporta 1100 ° C durante 2 horas.
  • Resistente a la intemperie: impermeable a las heladas y a la lluvia .
  • Excelente rendimiento acústico - Probado según BS EN 354: 2003 en condiciones típicas de revestimiento de túneles .
  • Producido en una gama de colores para combinar con casi cualquier color RAL.
  • Se puede hacer en tamaños personalizados.
  • Los paneles pueden ser flexibles para permitir el montaje con curvaturas.
  • Se puede limpiar sin necesidad de detergentes.
  • Respetuoso con el medio ambiente.
PANACOR PANEL ROCK EN EL PASEO DEL BAJO EN BUENOS AIRES. PANELES DE PROTECCIÓN CONTRA INCEDIOS Y ALTA ABSORCIÓN ACÚSTICA CONTRA EL RUIDO.

Después de un extenso desarrollo, PANACOR, se adjudicó el contrato para revestir el túnel con paneles acústicamente absorbentes en un marco de montaje a medida. Un panel para la pared y para el techo de los pasos superiores.

El sistema proporciona una alta absorción de sonido de banda ancha, con alta seguridad contra incendios, durabilidad similar a la piedra y una gama de colores para agregar una bonificación estética a la instalación.

Los paneles PANACOR PANEL ROCK eliminan la reverberación. Esto mejora sustancialmente la eficiencia de la forma del túnel, reduciendo el ruido en la parte abierta del túnel para proteger a los residentes locales.

Debido al alto rendimiento de baja frecuencia, nuestro panel también reduce las resonancias modales potenciales.

Figure 3

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Información técnica

Propiedades físicas: Tamaño estándar: L x 1000 x 100 mm (otros tamaños utilizados para adaptarse a los servicios), con una longitud máxima de 11 metros. Peso: 22.5kg / m2.

Resistencia al fuego: Probado por APPLUS para la seguridad contra incendios en túneles. Ensayado siguiendo el procedimiento indicado en la norma EN 1364- 1:2015 y expuesta a la curva de hidrocarburos indicada en la norma UNE EN 1363-2:2000. La prueba implica la exposición de una construcción de pared completa a 1200 ° C durante 2 horas para observar su comportamiento al fuego en términos de aislamiento térmico e integridad. La temperatura de los termopares se encuentra en todos los casos por debajo de los límites que pueden llegar a provocar el efecto spalling.

Resistencia al impacto: EN 1794-1 'Dispositivos de reducción del ruido del tráfico rodado - rendimiento no acústico - impacto de la piedra': "Los elementos cumplen con los requisitos indicados en la norma".

Absorción acústica: EN ISO 354 y EN 1793-1

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Colores

Cualquier color de la carta RAL es posible:

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El encaje en un entorno urbano

Como puede ver en las imágenes inferiores, la autopista atraviesa una zona totalmente urbanizada. Argentina comienza a tener una gran demanda de barreras contra el ruido, ya que suele ser difícil construir nuevas carreteras en áreas donde el entorno proporcione una reducción del ruido natural.

En este caso, la carretera inicialmente se soterró para permitir la salida de las mercancías del puerto sin atravesar la ciudad de Buenos Aires incrementando el tráfico, pero también para romper la propagación directa del ruido del tráfico de la autovía hacia los residentes sin la necesidad de utilizar grandes pantallas acústicas que puedan obstruir las vistas.

Sin embargo, a diferencia de la luz, la energía del sonido puede difractarse alrededor de los objetos, por lo que al reducir la reverberación del ruido, nuestros paneles hacen que el diseño sea mucho más eficiente.

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Fabricación

Un proyecto de esta escala e importancia ha requerido la capacidad de producir rápidamente y con un control de calidad escrupuloso. Esto ha significado desarrollar en la fábrica un proceso de producción optimizado por lo que ahora tenemos la infraestructura para atender proyectos de casi cualquier escala.

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Montaje

La fijación para los paneles montados en las paredes incluyen secciones en perfiles omega horizontales a medida para fijar rápidamente los paneles. Estas secciones también incluyen anclajes de esos perfiles omega a las paredes del túnel. Los paneles son fijados mecánicamente, mediante tornillos autoperforantes.

Figure 19: El techo utiliza un sistema muy similar, los paneles tienen más puntos de fijación.

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Figure 23