Prueba de fuego -literal- para fachadas BIPV

Las normas de seguridad contra incendios en los edificios suponen un reto importante y han actuado como barrera para el desarrollo del mercado fotovoltaico integrado en edificios (BIPV). Esto crea un panorama complejo en el que se vuelve vital para los fabricantes y proveedores de productos BIPV comprender y adherirse a una multitud de normas en diferentes mercados, y reconocer que las pruebas de seguridad contra incendios de los productos fotovoltaicos convencionales ya son deficientes.

Con esto en mente, un grupo de científicos del instituto noruego Rise Fire Research ha desarrollado una prueba de fuego para fachadas BIPV a pequeña y gran escala. “Faltan pruebas de sistemas BIPV a gran escala y esto debería solicitarse a más proyectos BIPV”, declaró a la revista pv el investigador de Rise, Reidar Stølen. “Sería muy interesante ver más experimentos a escalas realistas. Así que si alguien puede compartir información de otras pruebas de sistemas completos, esto puede ser una forma de avanzar para ver qué parámetros son cruciales para diseñar fachadas BIPV realmente seguras contra incendios”.

En el estudio “Large- and small-scale fire test of a building integrated photovoltaic (BIPV) façade system” (Ensayo de incendio a pequeña y gran escala de un sistema de fachada fotovoltaica integrada en un edificio (BIPV)), publicado en la revista Fire Safety Journal, Stølen y sus colegas realizaron la denominada prueba de fuego SP FIRE 105, que es un método de ensayo de fachadas a gran escala al que hacen referencia las normativas de construcción de Suecia, Noruega y Dinamarca, en fachadas BIPV. Esta prueba evalúa las propiedades ignífugas de un sistema de fachada en lo que respecta a la propagación de las llamas, las partes que caen, la temperatura en los aleros y la radiación hacia el piso situado por encima de la vivienda incendiada.

La prueba se realizó en una fachada fotovoltaica de 4 m × 6 mm basada en estructuras de montaje y marcos de aluminio. Los científicos utilizaron módulos BIPB “comunes” de tamaño personalizado con un frontal de vidrio y una lámina posterior de polímero. Cada módulo se basaba en una caja de conexiones de plástico fabricada con éter de polifenileno y poliestireno de 116 mm × 110 mm × 22 mm con cables de conexión y conectores. “La masa de los módulos oscilaba entre 14,1 kg y 5,6 kg, incluida la caja de empalmes y los cables de conexión”, explican los científicos. “La mayor parte de esta masa era de vidrio y aluminio, pero aproximadamente el 12 % estaba hecho de diferentes materiales plásticos”.

El sistema BIPV de fachada se instaló en una pared de entramado de madera con aislamiento de fibra de madera combustible recubierto de placas de yeso. “Las distancias entre los módulos eran de 20 mm horizontalmente y 40 mm verticalmente”, especificaron los académicos. “Los huecos verticales entre los módulos estaban sellados con un perfil de aluminio, y los huecos horizontales estaban abiertos”.

El grupo de investigación desarrolló un incendio en el sistema en tres etapas. En primer lugar, precalentaron la sala de incendios y la fachada antes del flameo. A continuación, expusieron las dos filas inferiores de módulos a grandes llamas de heptano y después las llamas se propagaron en la cavidad desde la tercera fila hasta la parte superior de la fachada.

El experimento demostró que el gran fuego de heptano procedente de la sala de incendios situada bajo la fachada causó graves daños en las dos filas inferiores de módulos, provocando el colapso de todos ellos en poco tiempo. “Las temperaturas más altas medidas alcanzaron los 850 ºC en la cavidad durante esta etapa”, explicaron los académicos. “Una vez extinguido el fuego de heptano, el fuego pudo propagarse de forma autosostenida más allá de la barrera de la cavidad y hasta la parte superior de la fachada, provocando la caída de más módulos”.

El experimento también demostró que la propagación de las llamas en la cavidad es posible, a pesar de las cantidades muy limitadas de material combustible, y que el fuego también fue capaz de dañar considerablemente el vidrio, el pegamento y el aluminio de la construcción. “Sellar la cavidad con barreras antiincendios puede ser complicado si la resistencia al fuego de los componentes circundantes se ve comprometida”, señalaron los investigadores.

Los científicos concluyeron que los resultados de las pruebas mostraban la importancia de los detalles en el montaje de las fachadas BIPV y de la documentación adecuada de las pruebas de incendio pertinentes de dichos sistemas. “A pesar de cumplir las normas IEC EN 61730 y EN 13501-1, el sistema de fachada completo no consiguió evitar que los módulos se desprendieran de la fachada y propagaran verticalmente el fuego en la cavidad”, explicó Stølen. “Las pruebas del calorímetro de cono también demuestran que la cantidad de materiales combustibles es limitada en los módulos, pero que se inflama con bastante facilidad y arde con un alto índice de liberación de calor”.

En otro trabajo reciente, los investigadores del RISE realizaron una serie de experimentos que indicaban que la distancia entre los módulos solares y las superficies de los tejados podría ser un factor crucial en los incendios de sistemas fotovoltaicos. Un estudio similar, publicado por la Universidad de Edimburgo y la Universidad Técnica de Dinamarca, arrojó resultados parecidos. Los científicos analizaron la dinámica del fuego y la propagación de las llamas en el sustrato situado bajo los paneles. Llegaron a la conclusión de que cuanto menor es la distancia entre los paneles y el tejado, mayor es la probabilidad de que se produzcan incendios mayores y más destructivos.