Autor: Carlos Selman Dáccarett   (Dic 2010)

 

1.0     INTRODUCCION

 

La característica de un país sísmico es no tener construcciones de altura. Sin embargo, en América latina,  durante los últimos 50 años se han estado construyendo edificios que superan los 15 pisos, llegando en estos tiempos a límites  sobre 50  pisos para un país sísmico.

En Santiago, capital de Chile, país altamente sísmico,  tenía en 1976 alrededor de 45 edificios de más de 15 pisos, superando en la actualidad los 2000 edificios. A ello se suman Construcciones de Edificios de altura en ciudades como Valparaíso y Viña del Mar totalizando más de  2250 construcciones de esta naturaleza.

 

A principios de la década del 80 se inicia la construcción de uno de los más importantes Edificios de altura de Santiago, ubicado en los faldeos del Cerro San Cristóbal. Era la Torre Santa María, la cual estaba dotada para ese tiempo, de los más importantes sistemas de prevención de incendios, pero no los más adecuados, según los expertos.  En 1981 se produjo en este Edificio uno de los primeros incendios de altura en Chile, el que cobró 11 vidas, impresionando a los observadores, por la dificultad para realizar los rescates  a su debido tiempo.

 

Un año más tarde, un segundo incendio en edificio de altura se producía en Santiago. Esta vez se trataba del Edificio  del Banco de Concepción, en plena etapa de remodelación, dotado de una alta cantidad de carga combustible por materiales de decoración. Un supuesto corto circuito iniciaba un voraz incendio, el que nuevamente demostró la necesidad de tomar medidas preventivas.

Casi inmediatamente de producidos estos dos incendios a comienzos de la década del 80, aparecieron artículos de prensa, comentarios de expertos y del público en general, todos ellos centrados en las urgentes medidas necesarias de ser tomadas para evitar este tipo de desgracias.

 

 Es así como surgió la inquietud de implementar escalas de emergencia o vías de escape en aquellos edificios que no las poseían, en especial dentro de la zona de Santiago Centro. Los edificios  que se comenzaban a construir en esa época consideraban las escalas de emergencia para las correspondientes acciones de evacuación  y escape, puertas corta fuego y otras medidas constructivas, pero no se daba la real importancia  a la prevención de incendio a través de la implementación de equipos  adecuado o debidamente normalizados.

Diez años más tarde, es decir a comienzos de la década del 90, aún no se implementaba una normativa estricta respecto a la obligación del uso de este tipo de sistemas de prevención automática.

 

Otras ciudades de América Latina han vivido situaciones similares al caso chileno antes mencionado.

La ciudad de Sao Paulo con casi 20.000.000 de habitantes. Durante la mañana del 01 de febrero de 1974, un cortocircuito del sistema de aire acondicionado del piso 12 del Edificio Joelma, ubicado en pleno centro de Sao Paulo, genera un voraz incendio.  El  edificio  pertenecía al Banco Crefisul y poseía una alta carga combustible originada por paredes de madera, muebles, gran cantidad de papel, plásticos y otros materiales combustibles que hacen que el incendio se propague rápidamente. 

 

La gran cantidad de personas que trabajaba en ese momento, escaparon por las escalas hacia la parte alta del edificio con la esperanza de ser rescatados por helicópteros, pero lamentablemente no existía helipuerto.  Además de lo anterior las escalas se llenaron de humo, ya que la tecnología de evacuación de ese tiempo no disponía de sistemas de presurización de escalas, lo que hubiese evitado que estas se llenasen de gases producto de combustión.  La cantidad de muertos llegó a 188 personas.

 

En la ciudad de Bogotá , Colombia, se construye en 1970 el edificio Avianca, de 42 pisos, el más alto de Sud América en ese tiempo.  El 23 de Junio de 1973 se produce un gran incendio con cuatro muertos y más de 63 heridos.

En relación a otros siniestros que han cobrado vidas en Latinoamérica y especialmente en países como Perú, Ecuador, Argentina,  Haití y recientemente Chile entre otros,  han sido escenarios de importantes terremotos, con un gran número de víctimas. Con excepción de algunos países, son  aplicadas importantes normas para obtener una  construcción resistente a estos embates de la naturaleza, siendo ellas altamente exigentes en países como Chile para la construcción de altura. ¿Qué sucede con el riesgo de incendio que cobra mayor número de víctimas?

En Estados Unidos, un país con alta exigencia en normativas,   de los casi 1,7 millones de los incendios comunicados anualmente a los departamentos de bomberos, durante  el año 2002 se estima que 3.300 siniestros  claimed the lives of 3,380 civilians. cobraron la vida de 3.380 civiles. Cifra lejos más alta que el resultado de víctimas de un terremoto.

En países en vías de desarrollo, los índices de mortalidad ante incendios son mayores, encontrando en ellos instalaciones de detección de incendio que datan de la década de los años ochenta. Esto se podría ver como positivo ante una preocupación temprana por prevenir siniestros. Sin embargo, una gran cantidad de instalaciones que prevalecen de esa época, se mantienen “supuestamente” vigentes y con mínima o sin atención, a pesar del cumplimiento de la etapa de vida útil de estos sistemas, limitada  de siete a diez años.

A ellas se suma las nuevas instalaciones con equipamiento instalado “por cumplir” sin un diseño que asegure la protección de vidas y de la propiedad.  Se puede sumar las nuevas instalaciones sin un adecuado diseño en seguridad de incendios. Toda esta falencia se traduce en un peligroso Falso Sentido de Seguridad que debe ser resuelto con responsabilidad.

 

Conociendo el alto grado de profesionalismo de los Cuerpos de Bomberos, la eficacia de sus acciones, más aún ahora con la implementación de moderno equipamiento para el combate de incendio,  no se dispone de estadísticas en detalle que permita cuantificar la magnitud de los incendios y los daños producidos.

Algunas estadísticas obtenidas de páginas web de cuerpo de Bomberos muestran por ejemplo las causas de incendio en casas habitacionales en E.E.U.U., las que se pueden extrapolar para determinar los riesgos en regiones.

El siguiente cuadro muestra algunos datos estadísticos necesarios de ser considerados. En un análisis de  datos recopilados por el departamento  de  bomberos en Estados Unidos de América, después de ocurrido un incendio,  se han emitido  algunas conclusiones que podrían ser aplicadas a la gran mayoría de las residencias en el resto de América latina.

 

Estadísticas de causas de incendio en residencias

Causas de Incendios	Porcentaje de Incendios	Personas Fallecidas	Personas Lesionadas	Porcentaje de daños
(Residencias)	%	%	%	%
Equipos de Cocina	22,0	9,3	25,3	8,9
Equipos de Calefacción	14,2	13,2	8,9	12,5
Intencionales o sospechosos	12,7	16,4	10,7	18,5
Otros equipos	10,5	7,6	8,6	11,7
Sistemas de distribución eléctrica	9,3	10,0	7,4	13,9
Herramientas o Aire acondicionado	7,0	3,8	5,3	5,7
Material de fumadores	5,2	22,9	10,9	5,7
Llamas abierta	5,0	3,2	4,0	5,0
Niños Jugando	4,6	8,3	11,3	5,4
Exposición a otros Fuegos	4,3	0,9	0,9	5,2
Otras fuentes calóricas	3,2	4,1	6,0	3,8
Naturales	2,1	0,3	0,7	3,7
TOTALES	100	100	100	100

 

Otra muestra estadística muestra la relación de altura respecto a la cantidad de siniestros

CANTIDAD DE INCENDIOS             240            86            21            12              8

ALTURA DEL EDIFICIO   1                 PISO 2                 PISOS 3 y 4         PISOS 5 a 8         PISOS 9 a 14       PISOS

El cuadro de la muestra anterior  se complementa señalando que el 60% de éstos incendios fueron pequeños y el 34% medianos o grandes. En edificios de vivienda casi el 50% de los incendios se originaron en dormitorios y un 20% en cocinas, mientras que en los edificios de oficinas un 47% se produjo dentro de las oficinas y el 25% restante en el interior de Bodegas y Archivos. En Edificios Comerciales, el 33% ocurre en las áreas de venta, un 25% en bodegas y un 25% en el interior de las oficinas.

 

De manera global y extrapolando los datos anteriores, en un lapso de 10 años se producen en aproximadamente unos 5.000 incendios comprometen a 3.800 viviendas y 1.200  Edificios Comerciales e Industriales. En ellos se producen unos 700 muertos y unos 1.000 lesionados.

 

Estas cifras son comparativamente más altas que con aquellas producidas durante un terremoto destructivo que se produce como promedio cada diez años en América Latina.

 

Se concluye por lo tanto, que hay más pérdidas de vidas humanas y materiales por causa de incendios que por un terremoto.

 

En algunos países  se construyen edificios y viviendas antisísmicas, pero no resistente a fuegos. La legislación técnica  para cálculo estructural antisísmico es muy completa, pero en estos casos no existe una legislación similar de protección contra incendio.

 

1. FENOMENOLOGIA DEL INCENDIO

 

Para aplicar la tecnología de detección de incendio, es necesario primero conocer como se genera un incendio.

El fuego es una reacción química de Oxidación violenta de una materia combustible, con desprendimiento de llamas, calor y vapor de agua más dióxido de carbono. Un incendio es un fuego fuera de control.

Para que se produzca el fuego originalmente era  necesario que ocurriesen  tres factores simultáneamente denominados “Triángulo del Fuego” que representa al combustible en cantidad suficiente, el comburente que corresponde a la presencia de oxigeno y temperatura que genere la ignición. Si uno de estos tres factores está ausente, no se produce fuego.

Sin embargo en estos días los expertos hablan del “Tetraedro del Fuego” al agregar una cuarta condición que es la Reacción en Cadena, es decir una secuencia de reacciones en la que un producto o subproducto reactivo genera reacciones adicionales.

En el momento de su inicio, el fuego produce una variedad de cambios en el medio ambiente en cual  se desarrolla. Cualquier producto de un fuego que cambia las condiciones del medio ambiente puede ser  considerado como “la firma” del incendio y es por lo tanto, utilizado como elemento potencial a ser detectado.

La generación de humo por ejemplo producirá una disminución de la visibilidad o la generación  de calor aumentará la temperatura, ambos factores potenciales detectables. Para que estos factores, considerados como “la firma” que caracteriza un incendio puedan ser detectados, deben generar cambios medibles en algunas condiciones ambientales. Las  magnitudes de estos cambios deben ser mayores que las variaciones normales de una determinada condición ambiental.

 

La magnitud del cambio de una determinada condición ambiental es la señal característica de un determinado tipo de incendio.

 

Todas las otras variaciones normales de una condición ambiental constituyen el “ruido” que debe ser claramente definido respecto a la señal a detectar.

 

EJEMPLO DE VARIACIONES DE CONDICIONES AMBIENTALES A SER DETECTADA

 

 

1.1.1.   REACCIONES EXOTÉRMICAS Y GASES PRODUCTO DE COMBUSTION

 

Durante el proceso de una combustión se generan una serie de productos que son expelidos a la atmósfera. Estos productos pueden ser aerosoles, gases, radiaciones de diferente espectro.

 

La combustión es una reacción exotérmica, es decir una reacción química que produce calor. Se generan además productos de combustión como el humo y gases tóxicos como el Monóxido de Carbono, el cual es incoloro y sin olor, los que tienen una importante participación en un incendio,  entre otros gases.

 

a.    Emisión de MONOXIDO DE CARBONO

 

                    C + ½ 0       ----------------  CO  +  28,8  K/CAL.

 

Según se detalla en la reacción exotérmica anterior, uno de los elementos más participativos en un incendio, es el carbono (C).  Este en presencia del oxigeno (O) del aire, compuesto por el 21% de este gas y con ayuda de una temperatura de ignición, produce monóxido de carbono (Co), más un desprendimiento de calor de 28,8 k/cal.

 

El monóxido de carbono es un gas altamente tóxico que se mezcla fácilmente con la hemoglobina de la sangre durante el proceso de respiración, llegando a producir intoxicación y muerte del individuo cuando se sobrepasan los niveles máximos. El calor disipado, junto el monóxido  de carbono participa en  una segunda reacción exotérmica generando Anhídrido Carbónico (CO2).

 

b.    Emisión de ANHIDRIDO CARBÓNICO

 

En esta segunda reacción, el monóxido de carbono reacciona con el oxigeno aún presente en el aire, todo ello con la contribución de la temperatura existente, produciéndose ahora anhídrido carbónico mas desprendimiento de calor de 68,4 K/cal. Esta vez se ha consumido el resto del oxigeno por la combustión  con el monóxido de carbono generado durante la etapa incipiente de un incendio, produciendo ahora daños por asfixia y alta disipación de calor contribuyendo a una propagación del incendio por esta causa.

 

                    CO  +  ½ O  ---------------      CO2  +  68,4  K/CAL.

 

EFECTOS  DEL ANHIDRIDO CARBONICO CO2      (NO TOXICO)   

 

PORCENTAJE %	EFECTOS
2           3           5         10	AUMENTA EL PULSO 50% AUMENTA EL PULSO 100% RESPIRACION DIFICIL MUERTE

 

  FALTA DE OXIGENO

 

PORCENTAJE %	EFECTOS
21           15           10             6	NORMAL ANOXIA (FALTA DE DESTREZA) PERDIDA DE LA RAZON PERDIDA DEL CONOCIMIENTO

 

 

1.  AGLOMERACION DE PARTICULAS

 

Durante un incendio se generan partículas de material medianamente quemado las que van aumentando su diámetro en la medida que éstas se unen con otras.

Aquellas partículas menores que 0,3 micrones son clasificadas  como invisibles para ciertos detectores. Estas partículas invisibles son denominadas “productos de combustión” y los aerosoles visibles se conocen como el simple “humo”.

Los aerosoles invisibles son los primeros elementos que aparecen durante un fuego incipiente. El calentamiento de algunos materiales durante la etapa de pre-ignición de un fuego produce partículas de diámetro entre los  5 x 10 a 1 x 10 micrones.

 

Diámetros de 5 x 10 a 1 x 10 micrones

(etapa incipiente).

 

Partículas mayores a  5 x 10 a 1 x 10 micrones.

Aglomeración de partículas mayores y sedimentación

sobre una superficie.

Cuando se produce  el calentamiento de los materiales a partir de la temperatura de ignición,  la concentración de moléculas aerosoles invisibles aumenta hasta el punto donde se forman grandes partículas por coagulación. El proceso continua haciendo que las pequeñas partículas de diámetro entre 0.1 y 1.0 micrones desaparecen  por coagulación o evaporación y las partículas mayores de 1.0 micrones se pierden a través del proceso de sedimentación.

 

1. EMISION DE ENERGIA

También una reacción exotérmica desprende energía siendo la infrarroja  (IR) y ultravioleta (UV) las más detectables.

Con una excepción del acetileno y otros hidrocarburos altamente insaturados, la emisión  infrarroja  de hidrocarburos es particularmente fuerte en la región de 4,4 micrones del espectro, debido a la presencia del CO2  y en la región de 0,27 a 0,29 micrones del espectro. El UV es fuerte cuando el combustible es magnesio.

 

1. EMISION DE  OTROS GASES

Durante el fuego, se producen otros gases no contenidos normalmente en la atmósfera. Algunos de ellos contribuyen a la disminución del oxigeno como el CO2.

Algunos de los gases más importantes son el H2 O, CO, CO2, Hcl, HCN, HF, H2S, NH3, y óxidos de nitrógeno.

Altas concentraciones de CO  pueden existir en habitaciones cerradas, donde el incendio  ha avanzado un 1,28%  en 18 minutos  después de la  ignición.  El mismo valor es alcanzado a los 12 minutos cuando la habitación se ha mantenido con la puerta abierto.

 

EFECTO DE OTROS GASES

 

GAS	PORCENTAJE %	EFECTO	ORIGEN
H2S SO2 NH3 C1H NO2	0,04 0,05   0,25 0,15 0,0025	SISTEMA NERVIOSO        IRRITANTE         MUERTE                                           MUERTE         NEUMONIA	GOMA-CUERO                   LANA –GOMA                   PLASTICOS                   P.V.C.                   NITRATO CELULOSA

 

 

1.1.2.   PREVENCION DE INCENDIO y ANALISIS DE RIESGOS

 

Se debe aclarar que los conceptos de Prevención de Incendio y Protección de incendio son totalmente distintos, la Prevención actúa antes de iniciarse un fuego, mientras que la Protección actúa sólo una vez que éste ya se ha iniciado. Esto significa que las medidas de Protección  no dependen de las medidas de Prevención implementadas y viceversa.

Las medidas de Protección contra incendio, dirigidas a disminuir las consecuencias que conllevan un siniestro, pueden clasificarse  en: Protección Pasiva y protección Activa.

 

Protección Pasiva: Son todas aquellas medidas que no requieren para su funcionamiento de la acción directa de personas o de algún estímulo eléctrico y/o mecánico, su acción indirecta sobre el fuego se debe simplemente a su presencia, como por ejemplo:

 

• Protección de la estructura de una edificación frente a un incendio, evitando su colapso durante un tiempo predeterminado.

• Compartimentación de una edificación o sector de ella mediante barreras constructivas destinadas  a contener o confinar el fuego para evitar su rápida  propagación del fuego

• Revestimientos que presentan características limitadas de combustibilidad y bajos valores de propagación.

• Vías de evacuación coherentes con la máxima cantidad de ocupantes, deben ser adecuadas en número, capacidad y distribución.

• Accesos expeditos para la actuación de personal de emergencia (Bomberos)

 

Protección Activa: Son aquellas medidas que para su funcionamiento requieren de la acción humana, eléctrica y/o mecánica, actuando en el lugar de origen del fuego, como por ejemplo:

 

1. Sistemas de detección

2. Sistemas de audio evacuación

3. Extintores portátiles

4. Redes de agua y espuma

5. Sistemas especiales de extinción

 

La gran cantidad de materiales combustibles de algunas áreas, el manejo de equipos e instalaciones eléctricas, los descuidos o fallas humanas aumentados por la congestión de personas que trabajan en determinados lugares, todo esto en recintos de características   constructivas  desfavorables para la prevención  de riesgos, crean condiciones de mucha peligrosidad  por la dificultad de controlar un siniestro y la probable gran intensidad de este.

 

Estas consideraciones  demuestran que la única forma de mejorar las condiciones de seguridad existentes es mediante un adecuado y rápido sistema de detección de incendios que informe oportunamente el lugar en que se ha originado  un incendio a fin de controlarlo en su etapa incipiente.