Arquitectura en acero

Francis Pfenniger
Arquitecto editor

Mientras escribo estas líneas, México ha sufrido un nuevo terremoto de gran intensidad, que ha cobrado ya cerca de 300 víctimas fatales. Nuestra solidaridad y afecto con el pueblo mexicano y un saludo especial a los amigos arquitectos cuyas obras hemos podido mostrar en estas páginas. Lo que habíamos seleccionado para este artículo no consideraba este trágico y reiterado sello de la naturaleza, pero aborda en parte, uno de los problemas con los que debemos lidiar en la región y en nuestro oficio: la exposición a algunas amenazas y el manejo del riesgo. Esperamos que México se recupere, como otras veces, con nuevas fuerzas y energía.

Pese a la ensoñación recurrente de contar con una libertad absoluta para desarrollar nuestro trabajo y desplegar la creatividad, trabajar con restricciones es una de las constantes del trabajo de los arquitectos. Las restricciones vienen desde distintos ámbitos y tienen distinto carácter, pero existen. Desde las características geométricas y topográficas del terreno de emplazamiento hasta el vecindario, el barrio o el lugar; desde las características del suelo a la sismicidad del territorio; desde el clima (asoleamiento, radiación, temperaturas, pluviometría, viento, humedad relativa, etc.) hasta la luz, el horizonte, la vista; desde el programa y los requerimientos de los usuarios o mandantes hasta sus posibilidades económicas y financieras; desde las características de los materiales (atributos, desempeños y debilidades, formato y disponibilidad) hasta las disposiciones reglamentarias y normativas que los afectan o se imponen sobre el terreno;  desde principio a fin del proceso proyectual, constructivo y de uso, se está enfrentando una serie de disposiciones, reglamentos, recomendaciones, buenas prácticas o simplemente expectativas propias o de terceros que inciden sobre el proyecto. Conocerlas, aceptarlas, incorporarlas y articularlas en un proyecto que sea único es una de las tareas de la arquitectura que, posiblemente, la hacen tan atractiva como desafiante.

Al listado anterior, deliberadamente incompleto, se suma en años recientes un nuevo riesgo que ha sido materia de estudio y reglamentación en algunos países. Se trata de los incendios extensivos, de pastizales, matorrales y bosques que han afectado a vastas extensiones de territorio en España como en Australia o Nueva Zelandia, Filipinas, California, Bariloche o, recientemente en el sur de Chile. En estos casos, más cercanos y conocidos, el año 2014 un incendio inicialmente de pastizales y matorrales terminó por afectar la parte alta de la ciudad de Valparaíso destruyendo cientos de viviendas, dejando a muchos damnificados y  decenas de personas fallecidas. A principios de este año, un devastador incendio forestal que tuvo muchos focos simultáneos y se desarrolló en un amplio frente cobró 500 mil hectáreas de bosques, muchas viviendas e incluso arrasó con un poblado completo, Santa Olga, cuyo proceso de reconstrucción se ha iniciado con prontitud. Convertido en el símbolo de la catástrofe, Santa Olga nos obliga a reflexionar sobre la forma en que abordamos este nuevo riesgo que parece sumarse a otros que ya afectan este territorio: a los sismos, los tsunamis, la sequía y su contraparte, las lluvias, inundaciones y aluviones, los volcanes. En fin, esta suma de amenazas que se presentan a veces en forma aislada, otras en forma simultánea sobre los territorios de América  que incluye los huracanes y tornados más frecuentes en el hemisferio Norte de nuestro continente.

Foto 1: Pueblo Santa Olga, Chile, consumido por incendio en enero 2017. Foto: wwwefeverde.com

Comentábamos hace poco que Australia ha avanzado en forma significativa en una política para enfrentar los riesgos de los incendios extensivos forestales. Con una normativa que se ha ido actualizando según se avanza en la experiencia y en la investigación, el país cuenta con la Norma AS3959 cuyo alcance es determinar requerimientos a la construcción de edificios en zonas expuestas a los incendios extensivos para mejorar su resistencia al ataque de brasas incandescentes, calor,  llamas o una combinación de los tres ataques. Pese a estas estrategias prescriptivas la propia normativa menciona, dentro de su alcance, que no está en condiciones de asegurar o garantizar que las edificaciones expuestas van a sobrevivir al ataque a todo evento, especialmente por el carácter impredecible del comportamiento del fuego. El objetivo general que fija el estándar es prescribir detalles constructivos particulares para reducir el riesgo de ignición de una edificación mientras el frente del incendio extensivo pasa.

Para ello, en primer lugar establece una clasificación de 6 distintos niveles de BAL (bushfire attack level) en función los umbrales de exposición al flujo de calor. Ellos son de menos severo a más severo BAL LOW; BAL 12,5; BAL 19; BAL 29; BAL 40 y BAL FZ.

Luego, establece un flujograma que establece los pasos a seguir para a) determinar si está situada en un área propensa a los incendios forestales extensivos y b) determinar el nivel de BAL que le corresponde a su emplazamiento para señalar con precisión en qué secciones se encuentran las disposiciones constructivas que le corresponde atender.

 

Fig.1: Diagrama de flujo que muestra el proceso para determinar los requerimientos de construcción

La SECCIÓN 2 se concentra en explicar y exponer la forma de determinar el nivel ataque de incendio extensivo (BAL) que contempla un método simplificado y uno extenso si se requiere de mayor precisión. Es muy largo (y tal vez tedioso) de explicar por lo que nos limitaremos a señalar que los niveles de BAL dependen de básicamente 4 variables: a) Riesgo Relevante de Incendio según la clasificación de FDI (Fire Danger Index), que se señala en la zonificación territorial correspondiente en el Código de construcción de Australia (BCA-Building Code Australia) (ver fig.2); b) clasificación del entorno vegetal (ver fig.3); c) distancia entre la construcción y la masa vegetal medida horizontalmente y d) la pendiente del terreno.

Fig.2: Zonificación territorial correspondiente en el Código de construcción de Australia (BCA-Building Code Australia)

 

Fig.3: Clasificación del entorno vegetal, (BCA-Building Code Australia)

Más allá de lo exhaustivo que resulta esta clasificación de la vegetación lo que llama la atención es la voluntad y disposición de considerar como factores de clasificación desde los grandes grupos de árboles que superan los 40m de altura, hasta praderas no manejadas de alturas inferiores a los 10cm. Todo es material combustible y el riesgo que importa debe ser tomado en cuenta en esta clasificación.

Determinadas las condicionantes de zonificación territorial y entorno vegetal, se puede ir a las 4 tablas correspondientes a cada una de las zonas y determinar cuáles son los niveles de ataque de incendio que corresponden al caso en estudio. Como se puede ver en la tabla siguiente, se definen las distancias máximas desde la edificación a los 6 tipos o clases de masa vegetal  en función de las pendientes del terreno, considerando siempre como de riesgo menor los terrenos planos o aquellos en que se presenta una pendiente ascendente desde la edificación hacia la masa vegetal. Sin embargo, a medida que se presenta una pendiente descendente entre la edificación y la masa vegetal (o sea, que el bosque esté más bajo que la construcción) las exigencias aumentan (o, lo que es lo mismo, las distancias para cada una de ellas aumenta). Esto se explica porque el fuego siempre se propaga con mayor facilidad en forma ascendente.  En la Figura 3.1 se muestran los esquemas incluidos en la AS.3959 que aclaran lo que se considera pendiente ascendente y descendente.

Fig.3.1: esquemas incluidos en la AS.3959 sobre pendiente ascendente y descendente

La tabla de la Fig. 4 permite clasificar los BAL según  las distancias entre la edificación y la masa vegetal variable en función de las pendientes efectivas para una zona FDI40.
 

Fig.4: Tabla para clasificación de niveles de ataque de incendio (BAL) según distancia y pendiente, para zonas clasificadas FDI 100 y FDI 40.

Como se puede observar  comparando ambas tablas, en la zona FDI 100 el nivel de BAL FZ se alcanza si la distancia entre el edificio y la masa vegetal es menor a 19m para terrenos planos y ascendentes en el caso de los bosques (Fila A). Esa misma calificación de BAL FZ se alcanza en una zona FDI 40 recién si la distancia entre el edificio y la masa vegetal es menor a 10m. Lo mismo sucede si se compara, dentro de una misma zona FDI  las distancias bajos las cuales se clasifica en BAL FZ, según aumenta la pendiente descendente: en el caso de la zona FDI 40, estos valores pasan de los 10m para terrenos planos mencionados antes, sucesivamente a 12m (pendientes descendente de 0 a 5 grados); 15m (pendientes descendente de 5 a 10 grados);  19m (pendientes descendente de 10 a 15 grados); y 24m (pendientes descendente de 15 a 20 grados).

La norma que se comenta es exhaustiva en explicaciones y rigurosa en su fundamentación de manera de reducir los equívocos y las arbitrariedades. En parte esto se grafica con su amplia inserción de tablas explicativas, gráficos y esquemas en sus más de 100páginas de extensión.

La SECCIÓN 3 de la Norma AS.3959 está dedicada a señalar, consideraciones generales de la construcción y a explicar algunos conceptos claves para esta norma. Entre ellos, la disposición general del edificio, la idea de apantallamiento (que reduce los requerimientos de protección a las fachas no expuestas al ataque directo del incendio); las consideraciones respecto de tolerancias máximas de encuentros entre hojas y marcos de puertas y ventanas y las disposiciones específicas para persianas de protección frente a los incendios. Además en esta sección se inserta la fig.5. siguiente que aclara en qué secciones se encuentran las disposiciones específicas a cada uno de los niveles de BAL.

Fig.5: Tabla de secciones en que se encuentran las disposiciones específicas a cada uno de los niveles de BAL, (BCA-Building Code Australia)

La SECCION 4 aborda las disposiciones de detalles constructivos que se deben tener en consideración para a lo menos 8 partes de la edificación (en algunos casos, abiertos en sub secciones) para cada uno de los niveles de riego de ataque de incendio (BAL).Luego de hacer una introducción general a cada uno de estos niveles, detalla exigencias y recomendaciones a 6 partes de la construcción. A saber,

a) Soportes de la subestructura;
b) Pisos elevados y radieres;
c) Muros exteriores;
d) Ventanas, persianas y puertas en sus distintas configuraciones;
e) Cubierta y sus pasadas (ventilaciones, aleros, tímpanos, canaletas y bajadas de aguas lluvias, etc.);
f) Obras o espacios anexos como verandas, terrazas y otros y, finalmente  g) Exigencias para el abastecimiento de agua y gas (las que se exige que sean metálicas).

Para fijar la resistencia al fuego exigible a los elementos expuestos al ataque de un incendio extensivo (forestal) la AS.3959 aplica el concepto del FRL (Fire Resistance Level) que determina
1) La resistencia estructural expresada en minutos (la capacidad de soportar las cargas),
2) Su integridad en tanto evitar el paso de llamas y gases tóxicos y
3) Su aislación térmica, todo en función de la norma AS.1530.4.

Esta FRL se expresa en minutos en el mismo orden de las variables que se señalan. Por ejemplo, si los valores indicados son 30/30/30, se debe entender que tanto la resistencia estructural como la integridad en términos de impedir el paso de llamas o gases y su aislamiento térmico, cumplen con el mínimo de 30 minutos antes del colapso o la falla. Del mismo modo,  acepta diferencias en las variables y hasta exigencias nulas en algunas de ellas para ciertos casos. Por ejemplo, las exigencias de FRL para elementos estructurales de la subestructura es de 30/-/- en el caso de la BAL FZ, la más exigente, lo que quiere decir que se le exige resistencia estructural de 30 minutos, pero no se le exigen comportamientos de impedir el paso de llamas o gases ni se le fijan exigencias en términos de aislamiento térmico.

No es del caso entrar en detalle de las exigencias incrementales que se ponen a cada uno de estos elementos o partes de la construcción, pero nos ha parecido de interés destacar el esfuerzo normativo que se hace cargo de un problema que ha afectado, y presumiblemente seguirá afectando, a extensas zonas de territorio. No se trata sólo de una resistencia al fuego considerada como lo hemos comentado, frente al riesgo de un incendio que surge en el interior del edificio si no de la exposición a un incendio que ataca por el exterior, que tiene comportamientos a veces imprevisibles, y que puede afectar a distancia producto del viento y del transporte de material encendido. En este escenario, tal vez más que la resistencia al fuego importan consideraciones de emplazamiento, de protección del entorno inmediato, de distancia a la carga combustible y en lo inmediato, la incombustibilidad, la aislación y el sello. Parte importante de estas consideraciones dicen relación con el tratamiento de la subestructura sobre la que se posa el edificio. En el caso de Valparaíso se pudo observar cómo gran parte de ellas eran atacadas por las llamas desde abajo.

También resulta relevante la compacidad del edificio, en no entregar partes expuestas sobresalientes de fácil ignición. También, la posibilidad de cerrarse, de protegerse con persianas herméticas que cubran exteriormente la totalidad de los vanos. Como es de imaginar, en estas disposiciones se hace referencia con frecuencia a la incombustibilidad del material de la envolvente y de las persianas, materia en la que el acero tiene mucho que aportar. Por ello, las estrategias de protección son muy distintas a las que se aplican (pasivas o activas) en uno y otro caso. Esta amenaza, de origen antrópico o debido a consideraciones meteorológicas que incluso son atribuibles al cambio climático, debería ser materia de estudio y de consideraciones reglamentarias o normativas en los países de la región. 

Pero además las quisimos traer a colación a propósito de lo señalado al inicio de este artículo: trabajar con restricciones. Para ello queremos presentar un caso que nos parece de gran interés: un proyecto de Glenn Murcutt, la casa Donaldson, situada en un entorno de alto riesgo de incendio forestal. Apenas visible desde la calle, la casa de dos niveles se ajusta en altura a la gradiente presentada por la roca del acceso. Con una disposición lineal se abre al norte para las ganancias solares de los recintos y se cierra al sur.

 
La casa se ha situado con el mayor respeto por la vegetación existente, posicionándola de manera de afectar la menor cantidad de árboles posible, incluso ajustando parte de su estructura a permitir el paso de un eucalipto. Un proyecto hecho con el cuidado y sello propios de la obra de Murcutt, respetuosa del entorno y del clima que, atendiendo las exigencias del emplazamiento, logra una integración intensa con el paisaje y la vegetación. Lugares notables son la proximidad de la roca, la adecuación topográfica y vegetal. Un edificio de organización lineal que no renuncia a su condición de ser un objeto construido ajeno inserto en un paisaje natural. En el piso superior, al que se accede bajando desde los estacionamientos a nivel de la calle, está el dormitorio principal y la sala de estar, comer y cocina, en continuidad con la terraza. Este conjunto se abre al norte, a la vegetación y jardín. En el piso inferior se sitúan las habitaciones de los hijos y los estanques y fuentes de agua.

 
La exposición al riesgo de incendio extensivo es evidente en las fotografías, como también lo son las estrategias que Murcutt ha usado en este caso para cumplir con las exigentes disposiciones del Código de Construcción Australiano y la Norma AS.3959 comentada. Para ello, la casa está montada sobre una base de hormigón armado (cumpliendo con las exigencias de resistencia al fuego para la subestructura) y se ha recubierto exteriormente en planchas de zinc de pátina oscura que lo recubre íntegramente, como un manto continuo. De esta forma responde a la recomendación de no dejar aleros o tímpanos expuestos y de reducir al mínimo todas las fisuras o atraques entre los distintos elementos y partes del revestimiento. Los cristales empleados son cristales armados con refuerzo de malla de acero e insertos en estructuras de acero y aluminio, como una forma de protegerse contra el ataque de brasas incandescentes (en contraposición a batientes de madera o de PVC). Como se puede observar, todos los elementos complementarios son de material no combustible (persianas, canaletas y bajadas de agua) del mismo material. Persianas de celosías exteriores de acero controladas eléctricamente permiten controlar el asoleamiento y reducen los requerimientos de climatización artificial. Adicionalmente, estas celosías permiten sellar completamente el edificio en caso de incendio forestal. El agua caliente proviene de colectores solares y sendos depósitos de agua atienden los requerimientos de uso pero sirven también como reserva en caso de incendio.

 
Una casa proyectada y construida con el tiempo y el cuidado que son parte de la forma en que el arquitecto asume su compromiso con el paisaje, el cliente y la arquitectura. Un proyecto que no renuncia a su perspectiva ni a su mirada por las disposiciones reglamentarias que se le agregan si no que, por el contrario, a propósito de estas exigencias, da cuenta de una forma integral e integradora de abordarlas e incorporarlas al edificio. Otra vez Murcutt.

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