TECNOLOGÍA
LOS INGENIEROS DE NORTH BAY RECONSIDERAN LA
CONSTRUCCIÓN Y EL DISEÑO DEL HOGAR PARA DEFENDERSE DE LOS INCENDIOS FORESTALES
Por James
Dunn
(North Bay Business Journal, Technology Editor.)
Algunos
propietarios que perdieron grandes estructuras en los incendios forestales de
octubre han contratado a ingenieros locales que buscan nuevas ideas en la
defensa contra incendios incorporada en el diseño.
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| Kevin Zucco, Director Ejecutivo ZFA -Foto James Dunn |
Para uno de esos ingenieros, Kevin Zucco, director
ejecutivo de ZFA Structural Engineers, con sede en Santa Rosa, es
personal. Su padre Greg, fundador de ZFA, perdió su propio hogar en Santa
Rosa en Foothill Dr. La compañía tiene oficinas en Santa Rosa, Napa,
Sacramento, San Francisco y San Carlos.
Un edificio residencial o comercial puede resistir
el fuego. "Tendría un revestimiento exterior no inflamable",
dijo Zucco, "estuco, yeso". La estructura en sí, incluidos los marcos
del techo, serían de concreto, bloques de mampostería o acero.
Un mejor acristalamiento de ventanas es esencial
para sobrevivir al calor y al viento. El diseño del techo debe cambiar
para que las brasas que se eleven por el viento no creen un pozo de fuego sobre
la estructura que encienda cualquier cosa inflamable.
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| Jonh Cook, director principal de MKM Foto James Dunn |
John Cook, director principal de MKM &
Associates Structural Engineers, con sede en Rohnert Park, pasó 30 años
diseñando edificios de oficinas, escuelas, complejos industriales, estructuras
de estacionamiento y viviendas. Cientos de hogares y negocios diseñados
por MKM quemados.
Rociadores exteriores de protección contra incendios
Cook ha comenzado las discusiones sobre los
sistemas de riego con protección contra incendios para los propietarios cuyos
lugares se quemaron. "Esa sería una medida de seguridad adicional
relativamente económica", dijo. "Poner cabezales de riego no es
tan caro. Necesita un generador de emergencia "en caso de falla de
energía.
Cada casa o edificio comercial podría tener su
propio estanque o piscina koi. Si los sensores automatizados detectan el
calor de llamas próximas, tal vez 250 grados, una bomba extrae agua del
estanque y la rocía sobre el edificio. El agua que corría por los costados
de la estructura se acumularía en canales de concreto que transportarían el
agua hacia atrás. Una bomba podría tener respaldo automático: generador o
baterías en caso de falla de energía.
Tal estructura, con un sistema de riego similar a
los utilizados para el paisajismo, podría costar $ 20,000 adicionales pero
evitaría el seguro contra incendios y casi garantizaría la supervivencia de la
casa. Los rociadores interiores ya ayudan a apagar los incendios en interiores,
pero el diseño actual no protege el exterior de un edificio.
"Conozco a personas que salvaron sus casas
fumigándolas" con mangueras de jardín, dijo Cook. "Algunas
personas alrededor del perímetro se aseguraron de que las brasas no se pegaran
a la casa ni se metieran debajo de los aleros. Esto es muy factible
", dijo.
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| Los vientos apuraron la destrucción Foto AP |
"Muchas de las casas más nuevas tenían
sistemas de rociadores interiores", dijo Cook. "No sirvió de
nada" en el intenso calor generado en esta tormenta de
fuego. "La mayoría de los incendios domésticos son de adentro hacia
afuera. Podría haber una manera rentable de instalar rociadores en el
techo como parte de la construcción. Haz que se vean como veletas
adornadas ", dijo.
"La gente está pensando en" formas de
usar agua almacenada en el lugar para combatir un incendio ", dijo Zucco,
como una piscina o un estanque. "Tienen sistemas en los que puedes
colocar una boquilla en tu piscina y disparar" con una bomba a gas, dijo.
"Nunca he oído hablar de uno que se conecta
automáticamente a su casa. Es bastante interesante".
Feo vs. Contra resistencia al fuego
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| Foto James Dunn |
En cuanto al diseño del edificio para que sea
resistente al fuego, "el problema no es, ¿se puede hacer?", Dijo
Cook, pero costó. "¿Cuáles son las ramificaciones arquitectónicas
(feo). Las paredes podrían ser completamente a prueba de fuego. El
edificio todavía se incendiará porque las ventanas explotan. A menos que
encierre ventanas, no va a "detener el fuego".
SINTIENDO EL CALOR
451 ° F: punto de inflamación del papel
572 ° F: punto de inflamación de la madera
600 ° F: el hormigón se degrada
1,221 ° F: el aluminio se derrite
2,200 ° F: incendio forestal extremo
2,750 ° F: el acero se derrite
27 millones de ° F: temperatura central del sol
"Se podrían diseñar postigos" que
protegerían ventanas y puertas, "impenetrables para cualquier incendio, incluido
este fuego", dijo. "¿Cómo se vería eso? ¿Cuánto
costaría? Su estructura de $ 1 millón ahora cuesta $ 1.5
millones. Usted tiene un costo adicional de $ 500,000 por la posibilidad
de que ocurra otro evento como este".
Al asesorar a los propietarios sobre cómo
reconstruir, Cook evalúa la probabilidad de que ocurra otro incendio similar en
los próximos 100 años: análisis de costo-beneficio. "Mi corazonada es
que no sería rentable modernizar todos los edificios o incorporar una
construcción resistente al fuego" en la reconstrucción, dijo.
Fahrenheit
1,221
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| Grupo de viviendas se queman en Santa Rosa Foto Getty Images/Univisión |
Cook visitó muchos sitios quemados. "El
aluminio se derrite a 1.200 (grados Fahrenheit)", dijo. "El
acero se derrite a 2.400 y comenzará a deformarse si está bajo carga a menos de
eso (alrededor de 2.000 °.)" Observó las vigas de acero deformadas.
"Hacía mucho calor", dijo Zucco.
Los ingenieros observan los sitios de construcción
destruidos por el fuego en busca de pistas sobre la temperatura del fuego. "Vimos
charcos de aluminio", dijo.
Examinó hogares personalizados que se
quemaron. "Acero estructural, doblado y caído",
dijo. "El acero se vuelve rojo y pierde su fuerza. Se deforma,
una buena forma de S, no sirve de nada".
Los cortafuegos y el espacio defendible pueden
ayudar a proteger las estructuras. Pero el incendio de Tubbs "saltó
por la autopista 101", dijo Zucco. "No puedo imaginar un mejor
cortafuegos artificial".
El espacio defendible, recomendado como herramienta
de reducción de fuego, no siempre funciona. Kmart en Cleveland Avenue en
Santa Rosa tenía enormes estacionamientos a su alrededor. "Era un
edificio más antiguo", dijo Zucco, con marco de madera y estuco, y señaló
que probablemente las brasas se acumularon en el techo y se encendieron. Su
empresa había sido contratada anteriormente para diseñar reparaciones a fin de
tener en cuenta las filtraciones.
Zucco, con 24 años de experiencia como ingeniero
estructural, es un experto en el uso de paneles de pared de concreto
prefabricado, paredes de tierra apisonada, paneles con aislamiento estructural
y diseño de estación de bomberos.
Si las llamas rompen o derriten una ventana en el
exterior de un edificio comercial, "entonces están adentro", dijo
Zucco. La ventilación también puede absorber rescoldos.
"Hacía mucho viento y calor. Los espacios
del ático son más fríos. A medida que el aire a su alrededor se calienta,
"el ático actúa como un vacío para quemar brasas. "La gente
describió que las brasas subían, daban 180 vueltas y eran absorbidas por los respiraderos
del techo", dijo Zucco. "Entonces tienes un ático lleno de
brasas". Un techo atrae aire en sus puntos bajos y lo ventila en la cima.
Las brasas se sientan en el ático por un par de
minutos y luego todo se vuelve "Whoom - y arde en llamas", afirmó
Zucco. "Se sobrecalienta".
En la construcción con marco de madera, los postes
de madera se queman junto con el papel que se enfrenta con el aislamiento de
fibra de vidrio. "Eso es altamente inflamable", agregó Zucco.
Los códigos del condado de Sonoma para hogares con
interfaz urbano-salvaje estipulan que "los respiraderos del techo y del
ático deberán resistir la intrusión de llamas y brasas en el ático o estarán
protegidos por una malla de alambre no combustible resistente a la
corrosión" que no exceda el espaciado de octava pulgada.
"Se supone que eso cambiará los detalles de
ventilación específicamente para este tipo de condición de fuego",
dijo. "Algunas casas más nuevas tienen eso. Eso ayudo. Pero
la magnitud de este evento fue mucho mayor ".
Foso de
fuego en la azotea
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| Casa arde en Fountaingrove Foto AP |
Los edificios comerciales son vulnerables en la
azotea si los incendios de focos comienzan allí. Muchos edificios
comerciales tienen techos planos hechos de alquitrán o material asfáltico que
se enciende a aproximadamente 500 grados y se auto enciende a 900 grados, de
acuerdo con las hojas de datos de seguridad del material en el asfalto.
Las membranas para techos termoplásticos de
poliolefina (TPO) se han vuelto comunes, dijo Zucco, y ofrecen una mayor
eficiencia energética. TPO tiene un punto de inflamación de 650 grados F.
"Es resistente al fuego", dijo. "Pero a esas temperaturas,
eso finalmente se encendería". Entonces te gusta la estructura de
madera".
Las maderas pesadas se pueden sobredimensionar para
retener la resistencia durante más tiempo en los incendios. "Se
necesita una hora para quemar una pulgada" en el exterior de una madera,
dijo Zucco. Un haz que debe ser de 4 por 6 para la fuerza se puede ampliar
a 6 por 8. Después de una hora en un incendio, "todavía tienes un 4
por 6 adentro".
Si el fuego entra en un edificio y no hay bomberos
en el sitio, a menudo se verá involucrado por completo. Zucco apunta a
elementos de ajuste y acabado del interior de una empresa u hogar, como
alfombras, cortinas, molduras y gabinetes. "Es todo inflamable",
apuntó.
Zucco trabajó en los edificios American AgCredit
(Aviation Blvd.) y Luther Burbank Savings (Third St.) en Santa Rosa, ambos
grandes. "Son más resistentes al fuego", dijo
Zucco. "American AgCredit es tacos de acero con estuco o yeso y
acristalamiento. El acero estructural en el exterior es zinc con protector
solar. No va a encenderse. "El fuego debería" derretir algo para
entrar "al material inflamable, dijo.
El vidrio estructural es más resistente que las
ventanas normales y se puede usar alrededor de las barandillas, pero aún se
derrite a temperaturas cercanas a los 1,000 grados, dijo Zucco. El vidrio
puede fabricarse para resistir temperaturas en el rango de 3.000 grados, como
se usa en las puertas de vidrio de estufas de leña. El vidrio de doble
panel o triple ayuda a resistir el fuego, observó. El vidrio resistente al
fuego en una cantidad significativa en un edificio comercial sería
prohibitivamente caro.
Se está estudiando el material cerámico para su uso
en lugar del revestimiento inflamable, dijo Cook. "Los diferentes
óxidos pueden crear láminas relativamente delgadas", dijo, alrededor de un
cuarto de pulgada. "Últimamente ha habido algunas ideas
ingeniosas", como una casa que parecía troncos, pero que en realidad era
de hormigón. "No se podía saber" ni siquiera a corta distancia,
dijo Cook. "Se ven como madera".
Los muros interiores hechos con bloques de
concreto, ayudan a disminuir la progresión del incendio una vez que ingresa a
un edificio, dijo Zucco. La construcción con pernos de acero, como en el
edificio estadounidense AgCredit, también desalienta el fuego, especialmente
con paneles de viruta en el interior y estuco en el exterior.
Habitación
de pánico a prueba de fuego, enterrada
Desde los incendios, "hemos tenido un par de
clientes de casas personalizadas que desean conocer un sótano como
refugio" de incendios y otros desastres, dijo. "Hemos estado
haciendo mucha investigación de fuego".
Tal sala de pánico segura contra incendios en un
hogar personalizado necesitaría un aparato de respiración para salvar las vidas
de sus ocupantes.
Una habitación incombustible dentro o debajo de una
casa necesitaría mantener a sus ocupantes con vida hasta por ocho horas,
comentó Zucco. "A medida que la casa se quema, se cae y se
derrumba. Terminas con un gran lecho de carbones encima de la casa,
realmente caliente".
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| Granero en Glen Ellen, Sonoma Foto Getty Images |
"Observamos un sitio en el incendio de Atlas
Peak (Napa)", dijo. "Tenían una bodega, una
cueva. Sobrevivió totalmente. El pozo del ascensor se
quemó. Pero la cueva en sí, a 10 pies bajo tierra, está bien. No estaban
en casa". El sitio tenía pocas estructuras cercanas. "Todo se
encuentra sobre una gruesa losa", comentó, en la cima de una
colina. Está ansioso por probar la base de la integridad
estructural. ZFA ya tiene un contrato para reconstruir la casa. El
cliente está dispuesto a ir por encima del código para ser resistente al fuego,
manifestó Zucco. "Algunas personas quieren construir un hobbit
en casa", dijo Cook, "básicamente bajo tierra, con puertas
circulares".
Trabajó con arquitectos que especifican la
construcción de tierra apisonada o techos de césped, ambos resistentes al
fuego. "Una estructura icónica en Fountaingrove que hice con el
arquitecto Gary Tucker. Tuvimos una gran chimenea. La habitación
tenía un techo de césped. Tenía mucho vidrio y rocas alrededor del
perímetro. Se fue. El techo de césped se derrumbó. Lo único que
quedaba era esa chimenea de concreto de tres o cuatro pisos de alto. Todo
lo demás se quemó".
ZFA investigó la construcción de cimientos después
del fuego, comprometido por el calor. Un incendio residencial típico
alcanzará los 1,000 grados, dijo Zucco. "La matriz de cemento en el
concreto comienza a romperse a aproximadamente 600" a pesar de que el
concreto no se quema. "Comienzas a perder fuerza".
Las zapatas y las bases para grandes casas
personalizadas cuestan entre $ 200,000 y $ 300,000, dijo Zucco, especialmente
si ha perforado muelles en una ladera. Lleva meses eliminar una antigua
base y reemplazarla.
La barra de refuerzo de acero, utilizada para
reforzar los muros de hormigón, conduce fácilmente y atrae el calor de un
incendio hacia el interior de las paredes, causando su destrucción. Zucco
dibuja un pie de hormigón. "Como todo esto arde y se
sobrecalienta", expresó, "se mete en pernos de anclaje, barras de
refuerzo, zapatas". La gente quiere guardar las bases para que no
tengan que raspar todo el sitio, volver a nivelarlo todo y volver a colocar las
zapatas. Todavía tenemos que probar los cimientos "en propiedades
quemadas".
Las paredes del vástago, la base de concreto que se
apoya en los cimientos, generalmente sufren una pérdida completa en un incendio
mayor si no hay suciedad en ninguno de los lados, dijo Cook. "Esos
tallos generalmente se disparan", comentó.
Inspeccionó una casa incendiada en el parque
Coffey, donde las paredes del tallo estaban intactas. "En cada perno
de anclaje hay una grieta vertical", expresó Cook. "Cuando todo
estaba encendido, los pernos de anclaje se calentaron y dividieron el
hormigón. En general, el hormigón debajo del nivel va a estar bien",
como los muelles utilizados en las laderas de Fountaingrove.
La madera
contrachapada resiste los terremotos
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| Los residentes de Santa Rosa lloran la pérdida de su casa Foto Getty Images |
La construcción del hotel a menudo utiliza concreto
en el primer piso y luego cambia a la estructura de madera para los pisos
superiores, contó Zucco. Las paredes de madera contrachapada ayudan a
resistir las fuerzas del terremoto. "Pero es todo inflamable". Su
compañía diseñó la renovación del hotel Hyatt en Santa Rosa.
"Eso es estructura de madera, cuatro pisos",
dijo, con el perímetro ignífugo con tacos de madera tratados con productos
químicos ignífugos. Los pernos prisioneros son tratados a presión para
absorber químicos patentados. "Tiene una calificación de tres
horas", aseveró; no se queman en la mayoría de los incendios durante
tres horas. Los productos químicos liberan gases no inflamables y vapor de
agua, lo que retrasa la ignición de la madera.
Los rascacielos o edificios de gran altura usan
acero estructural para brindar ligereza y flexibilidad en los terremotos. El
acero funciona bien en incendios; debe estar aislado para evitar la
deformación.
"Piensa en los sistemas mecánicos del
edificio", acotó Zucco. "Tienen la capacidad de cerrar" en
un incendio. Un sistema HVAC operativo puede aspirar humo, dañando los
conductos y las paredes interiores, lo que requiere semanas para limpiar.
En un país sísmico, el uso excesivo de mampostería
crea vulnerabilidad. "Todo ese peso es malo", dijo
Zucco. "Las fuerzas son mucho más grandes. La construcción
resistente al fuego compite con la construcción del terremoto".
Los clientes de Zucco muestran un gran interés en
el diseño resistente al fuego. "Hemos estado recibiendo preguntas
sobre la reconstrucción", comentó. Más de las tres cuartas partes
quieren resistencia al fuego. "La industria del diseño está empezando
a entrar en ella".
"Puedes hacer que todas las paredes sean 100
por ciento resistentes al fuego", dijo Cook. "Nunca se quemarían".
Pero el diseño tiene que asegurar que las ventanas y puertas no se prendan, que
es lo que sucedió". Se sobrecalentaron y se hicieron añicos".
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