Por Óscar Mauricio Barajas Pinzón / Ingeniero mecánico / Magíster en Automatización Industrial / Loss Prevention Department – Saudi Aramco / mayo de 2020 / Abqaiq – Arabia Saudita.
Cómo citar este artículo:
Barajas, O. (2022). Protección contra incendios en monumentos y edificios históricos. Revista Protección & Seguridad. pág. 42-46. Consejo Colombiano de Seguridad.
Introducción
Existen edificaciones especiales tales como museos, librerías e instalaciones con alto significado histórico. Estas edificaciones son de densa concurrencia y visita y, a su vez, algunas de ellas almacenan objetos de gran valor histórico y cultural. Muchas de estas piezas artística contienen materiales combustibles, especialmente asociados con incendios Clase A que incluyen materiales sólidos como madera, papel, cartón y plástico. Estas edificaciones constituyen retos especiales en protección contra incendios. Dado el gran valor histórico y económico de los elementos almacenados allí y el alto grado de concentración de personas en estos lugares, es necesario discutir la importancia de implementar sistemas de protección contra incendios que se ajusten a la configuración, necesidades y riesgos asociados.
Fotografía 1. Incendio de Notre Dame. Paris, Francia. Abril de 2019.
El presente artículo busca explicar y describir a grandes rasgos los aspectos más relevantes a considerar cuando se necesita implementar sistemas de protección contra incendio en edificios históricos, museos y bibliotecas.
Referencias documentales y normativas
Deferentes referencias pueden consultarse sobre este tema. Las publicaciones del SFPE han considerado este tópico en el ámbito de diseño basado en desempeño. Muy importante es la norma NFPA 909 “Code for the protection of Cultural Resource Properties – Museums, Libraries, and places of Worship” y NFPA 914 “Code for Fire Protection of Historic Structures”. [1].
Otras importantes referencias son las siguientes:
◥ NFPA 101A “Guide on Alternative approaches to Life Safety”.
◥ NFPA 5000 “Building Construction and Safety Code”.
◥ TORERO, José L. Fire Safety of Historical Buildings: Principles and Methodological Approach. [2].
Contexto histórico
Los siguientes tres ejemplos ilustran el nivel de magnitud del problema,
la identificación de causas comunes y la identificación de las potenciales
consecuencias de estos incendios en edificios históricos:
- El 20 de noviembre de 1992, un incendio se presentó en el Castillo de Windsor (Ver Fotografía 2) durante un proceso de restauración, el incendio no tuvo afectaciones humanas, pero con grandes pérdidas económicas e históricas. Se requirió la intervención de 39 camiones contra incendio y 225 bomberos. El incendio se extendió fácilmente por más de 100 salones históricos, principalmente por ausencia de compartimentación en la configuración de la edificación y se requirieron 15 horas para su control y extinción. El costo final del incendio fue de £40 millones, en daños y gastos. El proceso de restauración se extendió hasta 1997.
- Hace un poco más de un año, el 15 de abril de 2019, la Catedral de Notre Dame (que se encontraba en proceso de restauración) se vio afectada por un incendio en el ático (Ver Fotografía 1). Las llamas envolvieron la parte superior de la catedral, incluyendo sus dos campanarios y la torre central. Gran parte de la estructura de madera que se quemó equivale aproximadamente a veintiún hectáreas de robles, ya que más de 1300 robles se utilizaron para su construcción en los siglos XII y XIII. Más de 400 bomberos fueron requeridos para su extinción. El incendio se controló y extinguió después de 12 horas de intervención. Un bombero y dos policías resultaron heridos durante el proceso. Las principales obras de arte y reliquias se pudieron salvar, sin embargo, el tejado de la nave central y la emblemática aguja en el techo colapsaron como consecuencia del incendio. Una restauración parcial quedará lista para el año 2024 apenas para la inauguración de los Juegos Olímpicos de verano. La restauración completa requerirá 20 años.
La investigación preliminar arrojó que un cortocircuito es la causa más probable. Algunos restauradores consideran que el plomo influyó más en el incendio que la madera y que el intento de apagar el fuego con agua podría haber propagado más el incendio. El reporte final de la investigación oficial aclarará estos puntos. - En la mañana del 31 de octubre de 2019, se presentó un incendio en el emblemático Castillo de Shuri (con más de 500 años de historia) en el archipiélago meridional de Okinawa que afectó 6 edificios del complejo y un área total de 4200 metros cuadrados (Ver Fotografía 3 ). El castillo ya había sido destruido durante la Segunda Guerra Mundial, y después de reconstruido había sido convertido en un parque nacional en 1992. El castillo se encontraba en trabajos de renovación. No se presentó afectación humana por el incendio y se requirieron 30 camiones contra incendios, más de 100 bomberos y 10 horas para su control y extinción.
Como consecuencia de estos dos últimos incendios en la 44ª sesión del World Heritage Committe de la UNESCO, inicialmente programada para junio-julio de 2020, se espera que se consideren propuestas para reforzar la protección de lugares de herencia cultural y tesoros nacionales y hacer un llamado para la instalación de sistemas de rociadores y conexión de mangueras y reemplazo de sistemas eléctricos obsoletos para proteger las instalaciones y a los turistas. Se espera como parte de la reunión, que la UNESCO haga un llamado a los propietarios y administradores de sitios históricos para formular planes de manejo de emergencias, conducir simulacros de emergencia y reforzar medidas contra incendio y monitoreo, especialmente en horas nocturnas [15].
Factores que influyen en el desarrollo de incendios en edificaciones históricas y museos
Fotografía 2. Fire at Windsor Castle – 1992.
Hurley [3], sostiene que los edificios históricamente significativos representan una dicotomía de seguridad contra incendios. Por un lado, es necesario reducir la vulnerabilidad de la edificación al fuego. La reducción de la vulnerabilidad al fuego podría implicar la instalación de medidas de seguridad contra incendios, como sistemas de detección, sistemas de supresión o contención de incendios. Por otro lado, es necesario evitar las actualizaciones de seguridad contra incendios que dañarían el tejido histórico de un sitio patrimonial. Se desea evitar incendios que puedan dañar o destruir un edificio que tiene muchos años. Las características de seguridad contra incendios bien intencionadas no deben dañar ni destruir las mismas características que están destinadas a ser protegidas.
En este orden de ideas, los siguientes factores deben tenerse en cuenta para valorar el riesgo de incendio en edificaciones históricas, monumentos y librerías:
- Ubicación de la edificación.
- Configuración de la edificación.
- Materiales almacenados en el lugar.
- Niveles de seguridad física.
Antes de comenzar cualquier actualización de seguridad contra incendios, primero es necesario comprender y apreciar la naturaleza histórica del edificio. A través de este entendimiento, es posible evitar medidas que, aunque bien intencionadas, causarían daños irreparables. Watts [4] identifica cinco problemas comunes asociados con el cumplimiento de los requisitos de seguridad contra incendios en edificios históricos:
- Lograr la resistencia al fuego requerida.
- Cumplir los requisitos de salida.
- Abordar problemas con las funciones instaladas.
- Evitar intrusiones estéticas.
Se estima que menos del 20% de los museos son modernos, estructuras construidas específicamente, donde se han observado los códigos de construcción de protección contra incendios apropiados. Tales edificios serán capaz de proporcionar protección de primera clase incluyendo [5]:
◥ Compartimentación contra incendios.
◥ Equipo de alarma y detección de incendios de última generación.
◥ Control de humo
◥ Múltiples rutas de salida
◥ Sistemas de extinción a medida.
La integración de medidas apropiadas de protección contra incendios en edificios antiguos siempre exigirá cierto grado de compromiso.
Prevención de incendios en edificios históricos y culturales
McDaniel [6] sostiene que la prevención de incendios en edificios históricos puede implementarse mediante el uso de 4 estrategias:
- Control de fuentes de ignición.
a) Es necesario implementar una política detallada para el control de acceso de personal e ingreso de materiales combustibles e inflamables.
b) Apropiado control de accesos y salidas.
c) Aseguramiento de puertas y ventanas.
d) Implementación de un adecuado sistema de alarma que se active cuando hay apertura no autorizada de ventanas y puertas.
e) Implementación de in sistema circuito cerrado de televisión.
f ) Iluminación interna y externa.
g) Aseguramiento de adecuados turnos de patrullaje.
h) Inspecciones.
- Control de materiales combustibles.
a) Innecesaria acumulación de materiales combustibles cerca de fuentes de ignición como libros sin uso.
b) Almacenamiento de materiales combustibles en bodegas y sótanos.
c) Acabados superficiales de paredes, techos, entretechos y pisos.
- Implementación de sistemas activos y pasivos contra incendios.
a) Sistemas de detección y alarma.
b) Sistemas de comunicación.
c) Sistemas para extinción manual de incendios.
d) Sistema de Rociadores Automáticos.
e) Sistemas especiales de protección tales como sistema de agente limpio.
f ) Sistemas de agua nebulizada.
- Consideraciones especiales en el diseño y configuración de la construcción.
a) Compartimentación.
b) Diseño de medios de egreso.
c) Sistemas de iluminación.
d) Sistemas de espaciamiento flexibles.
Fotografía 3. Incendio del Castillo de Shuri en Okinawa. 2019.
Diseño basado en desempeño como estrategia para evitar incendios en edificios históricos y centros culturales.
En general, es posible considerar los criterios de diseño basado en el rendimiento para cumplir con los objetivos de seguridad de vida de un edificio histórico y al mismo tiempo preservar los elementos históricos. Hurley [3] especifica que el diseño podría hacerse sobre una base de desempeño real, donde el enfoque se centra únicamente en cumplir con las metas y objetivos, o sobre una base comparativa, donde se consulta un código prescriptivo, pero agregando medidas alternativas para cumplir las disposiciones. Este último sigue siendo un diseño basado en el rendimiento, aunque con un enfoque más estrecho.
Karlsson y Quintiere [7] sostienen que el diseño basado en desempeño es una filosofía con la cual los arquitectos, ingenieros civiles e ingenieros en protección contra incendios buscan construir edificaciones y recintos lo suficientemente seguros como para no generar incendios, o si estos se generan, para facilitar la evacuación segura y oportuna de sus ocupantes con mínimas pérdidas.
Los criterios de desempeño son un conjunto de valores umbrales que deben considerarse durante el proceso de diseño basado en desempeño, los cuales se pueden aplicar en edificaciones históricas.
Por ejemplo, los criterios de desempeño para la supervivencia y evacuación segura de los ocupantes de una edificación, medidos a la altura de 1.5 metros sobre el nivel del suelo (durante un periodo de 5 minutos) podrían ser los siguientes [7], [8]:
- La temperatura no debe exceder 65 °C.
- La concentración instantánea de monóxido de carbono no debe exceder 10.000 ppm.
- La concentración acumulada de monóxido de carbono no debe exceder 25% de concentración de monóxido de carbono en hemoglobina.
- La concentración de oxígeno debe mantenerse en un 14 % o más.
El diseño geométrico del recinto y los materiales seleccionados para los acabados de piso, paredes, techo y entretechos deben permitir que [9]:
- La temperatura de gases y vapores del incendio en la parte superior del recinto no excedan los 600 °C.
- El flujo de calor radiado en el suelo del recinto no exceda 20kW/m2. En teoría, esta configuración permitiría la evacuación segura de los ocupantes durante los primeros 5 minutos, con mínimas pérdidas.
Conclusiones
Estas edificaciones constituyen retos especiales en protección contra incendios. Dado el gran valor de los elementos almacenados allí y el alto grado de concentración de personas en estos lugares, es necesario discutir la importancia de implementar sistemas de protección contra incendios que se ajusten a la configuración, necesidades y riesgos asociados.
Un efectivo sistema para manejo de emergencias en instalaciones culturales, museos y sitios históricos incluye monitoreo continuo de los sistemas de protección contra incendios, implementación de sistemas de energía de emergencia, planeación con los cuerpos locales de bomberos y apropiado entrenamiento.
Los siguientes factores deben tenerse en cuenta para valorar el riesgo de incendios en edificaciones históricas, monumentos y librerías:
- Ubicación de la edificación.
- Configuración de la edificación.
- Materiales almacenados en el lugar.
- Niveles de seguridad física.
La prevención de incendios en edificios históricos puede implementarse mediante el uso de cuatro estrategias:
- Control de fuentes de ignición.
- Control de materiales combustibles.
- Implementación de sistemas activos y pasivos contra incendios.
- Consideraciones especiales en el deseño y configuración de la construcción.
También se pueden utilizar los criterios de diseño basado en desempeño para garantizar la evacuación segura de las personas y preservar los trabajos y obras de arte más importantes en una edificación.
En la 44ª Sesión del World Heritage Committe de la UNESCO, inicialmente programada para junio- julio de 2020, se planteará un plan a 5 años para reforzar la protección de lugares que son patrimonio cultural y tesoros nacionales y hace un llamado para la instalación de sistemas de rociadores y conexión de mangueras y reemplazo de sistemas eléctricos obsoletos para proteger las instalaciones y a los visitantes.
Una pregunta importante que debe plantearse es ¿Qué tan preparada está Colombia en este tema? Es importante tener en cuenta que conviene una evaluación crítica en sitios históricos y centros culturales tales como el Museo del Oro, el Museo Nacional, La Casa del Florero, la Biblioteca Nacional, entro otros.
Referencias
[1] NFPA 914, Code for Fire Protection of Historic Structures, National Fire Protection Association, Quincy, MA, 2010.
[2] TORERO, José L. Fire Safety of Historical Buildings: Principles and Methodological Approach. International Journal of Architectural Heritage. 2019.
[3] HURLEY, Morgan H. Fire Protection in Historically Significant Buildings. SFPE Fire Protection Engineering, From the Technical Director, 2014.
[4] WATTS, J. Rehabilitating Existing Buildings. SFPE SFPE Fire Protection Engineering, Spring, 1999, pp. 6 -15.
[5] SIEMENS. Fire Protection in Historical Buildings. Siemens Building Technologies Division. Siemens Switzerland. 2015.
[6] McDANIEL, Danny L. Library and Museum Collections. Fire Protection Handbook. Section 20, Chapter 17. National Fire Protection Association NFPA. Edition 20. 2018.
[7] KARLSSON, Bjorn. QUINTIERE James G. Enclosure Fire Dynamics. CRC Press, Taylor and Francis Group. 2012.
[8] BRYNER, Nelson P. GANN, Richard G. Combustion products and their effects on life safety. Fire Protection Handbook. Section 6 – Characteristics of Materials and Products. National Fire Protection Association NFPA. Edition 20. 2018.
[9] MOWRER W Frederick, ROSENBAUM Eric R. Overview of Performance-Based fire protection design. Fire Protection Handbook. Section 3, Chapter 11. National Fire Protection Association. 20th Edition.
[10] BECK, Vaughan. Performance Based Fire Engineering Design and its application. Centre of Environmental Safety and Risk Engineering. Victoria University of Technology 2019.
[11] ROZAKIS, Laurie. Writing Great Research Papers. Schaum’s Quick Guide. Second Edition. Mc Graw Hill. 2017.
[12] WALLACE, William, JANKOVICZ, Davi and O´Farrel Patrick. Introduction to Business Research. Edinburgh Business School. Heriot-Watt University. 2017.
[13] IEEE, Publishing Services Department, «Preparation of Papers in a two-column format for IEEE photo-off set publications», Instructivo para autores del IEEE. New York. 1983.
[14] IEEE, Publishing Services Department, «Information for authors», Instructivo para autores del IEEE. New York. 1983.
Referencias por Internet
[15] 44ª Sesión del World Heritage Committe de la UNESCO: https://whc.unesco.org/en/sessions/44com/
