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La instalación de sistemas fotovoltaicos en cubiertas planas es cada vez más habitual en el sector de la edificación. Sin embargo, este crecimiento plantea nuevos retos desde el punto de vista de la seguridad contra incendios. ¿Cómo interactúan los componentes de la cubierta fotovoltaica ante un escenario real de fuego?

Para responder a esta pregunta, la Asociación Nacional del Poliuretano (ANPE), en colaboración con el Istituto Giordano, ha llevado a cabo una completa campaña de ensayos comparativos siguiendo la especificación técnica CEI TS 82-89, publicada en mayo de 2023: "Fire risk in photovoltaic systems – Fire behavior of photovoltaic modules installed on building roofs: test protocols and classification criteria".

Metodología de ensayo: escala media y escala real

La investigación constó de dos fases claramente diferenciadas, pero complementarias:

• En primer lugar, se realizaron ensayos a escala media empleando equipos modificados del ensayo SBI (EN 13823), con muestras de 800×600 mm que reproducen la configuración de una cubierta con panel fotovoltaico. En estos ensayos se aplicó el protocolo (c) de CEI TS 82-89, que contempla la instalación de los paneles a cierta distancia del soporte y con inclinación, como ocurre en situaciones reales.

• Posteriormente, se llevó a cabo un ensayo a escala real sobre dos cubiertas de 6×6 metros, en condiciones ambientales controladas y con el mismo sistema de instalación habitual en cubiertas planas (paneles inclinados a 10°, separados entre filas). Esta prueba permitió observar no solo la propagación del fuego, sino también la evolución térmica en profundidad, gracias al uso de termopares instalados bajo la membrana y en el interior del aislamiento.

Ambos ensayos permitieron comparar el rendimiento de dos tipos de aislamiento térmico bajo condiciones idénticas: poliuretano rígido (PU) y lana mineral de roca (MW).

Se puede ver el vídeo completo del ensayo a escala real aquí: Ver ensayo a escala real

Resultados clave

Los resultados de ambos ensayos permiten extraer conclusiones importantes:

• Clasificación CEI 82-89: A pesar de las diferencias en la naturaleza de los productos aislantes, todos los sistemas ensayados —tanto con PU como con lana mineral— fueron clasificados como Clase C según la CEI TS 82-89. Esto indica que la presencia de materiales combustibles bajo una membrana Broof (t2) no implica necesariamente una mayor propagación del fuego si el sistema está bien diseñado.

• Propagación de la llama controlada: En las pruebas a escala real, las llamas iniciadas bajo un panel fotovoltaico no lograron propagarse más allá de la primera fila de paneles. La orientación del viento canalizó las llamas entre el módulo solar y la cubierta, pero no hacia los extremos laterales ni a los paneles posteriores. Esto refuerza la importancia del diseño físico de la instalación fotovoltaica en el comportamiento frente al fuego.

• Comportamiento del aislamiento de PU: En el caso del sistema con poliuretano rígido (B-s1-d0), el fuego penetró aproximadamente 4-5 cm en el espesor del aislamiento, sin afectar la integridad de la barrera de vapor situada debajo. Además, los elementos de relleno (usados para nivelar las ondas del soporte metálico) se mantuvieron intactas, lo que indica una menor transmisión térmica descendente. El poliuretano se comportó como una barrera gracias a su capacidad de carbonización superficial, que limita la propagación de la llama.

• Comportamiento del aislamiento de lana mineral: Por el contrario, en la cubierta con lana mineral de roca (A1), las llamas alcanzaron una penetración de hasta 8-9 cm. La barrera de vapor fue fundida y los elementos de relleno mostraron signos de carbonización. A pesar de su clasificación como material no combustible, su naturaleza fibrosa permite la infiltración de material fundido de la membrana superior, lo que favorece la transferencia térmica y la degradación interna.

Más allá de la clasificación individual

Una de las principales conclusiones del estudio es que la clasificación de reacción al fuego de un componente no puede extrapolarse directamente al comportamiento del sistema completo. El poliuretano, a pesar de no ser incombustible, mostró una mayor estabilidad estructural y térmica en el contexto del sistema completo. Por el contrario, la lana mineral, aunque incombustible por definición, resultó más afectada por la combinación de calor, viento y materiales fundidos.

Además, la geometría de la instalación fotovoltaica desempeña un papel crucial. El espacio que queda entre los paneles y las cubiertas crea una cavidad que favorece la propagación de las llamas si no se controla adecuadamente. Por eso, cualquier evaluación de riesgo debe considerar la interacción entre diseño, materiales y condiciones ambientales reales.