Comparative Safety Assessment of Prescriptive Means-of-Egress Configurations Using Fault Tree Analysis

Cada día, millones de personas transitan por los pasillos y huecos de escalera de los edificios de apartamentos, confiando en que las reglas que rigen estos espacios las mantendrán a salvo si se produce un incendio. En Alemania, y en muchos lugares del mundo, los códigos de edificación actúan como el libro de reglas para esta seguridad. Estas regulaciones son prescriptivas, lo que significa que enumeran diseños específicos que los constructores deben seguir, como exigir dos vías separadas para escapar o asegurar que las cajas de escalera estén protegidas contra el humo. El supuesto subyacente ha sido durante mucho tiempo que, si un edificio cumple con estas reglas, es seguro, y que los diferentes diseños permitidos por el código ofrecen aproximadamente el mismo nivel de protección. Sin embargo, este supuesto rara vez ha sido probado mediante una comparación rigurosa y directa. Si bien sabemos que la seguridad contra incendios depende de una compleja mezcla de disposición del edificio, comportamiento humano y fiabilidad del equipo, las regulaciones no miden explícitamente si un diseño aprobado es realmente más seguro que otro. Este vacío deja una pregunta sin respuesta: ¿proporcionan todas las formas legalmente permitidas de escapar de un incendio un margen de seguridad igual, o algunas configuraciones ocultan un riesgo significativamente mayor que otras?

Para responder a esto, investigadores de la Universidad Técnica de Múnich recurrieron a un método desarrollado originalmente para la ingeniería aeroespacial y nuclear llamado análisis de árbol de fallos. Imagine un mapa de cada posible forma en que un sistema podría fallar, partiendo de un único evento de peor caso en la parte superior y trabajando hacia atrás hasta llegar a los pequeños fallos individuales que podrían causarlo. En este estudio, los investigadores aplicaron esta lógica a la seguridad contra incendios residencial. Definieron un evento específico y crítico: el momento en que un incendio se vuelve tan peligroso que el departamento de bomberos debe rescatar a las personas desde el exterior de sus apartamentos antes de que el fuego sea extinguido. Este escenario se centra en las rutas de escape compartidas —los pasillos y las escaleras— que sirven a todos en el edificio, en lugar de centrarse solo en el apartamento donde comenzó el incendio. Al construir un modelo detallado de cómo podría propagarse un incendio, cómo el humo podría llenar un pasillo, cómo podrían fallar las puertas o cómo podrían reaccionar las personas, el equipo creó un sistema transparente para comparar diferentes diseños de edificios.

Los investigadores no se basaron en datos históricos de accidentes, que suelen ser demasiado escasos para comparar cada posible disposición de un edificio. En su lugar, utilizaron el juicio experto de un experimentado ingeniero de seguridad contra incendios para asignar probabilidades a cada paso del proceso de fallo. Identificaron 93 factores distintos, que van desde la probabilidad de que una puerta falle al cerrarse hasta la posibilidad de que una persona entre en pánico y bloquee una salida. Estos valores no fueron tratados como hechos absolutos, sino como entradas consistentes para ver cómo se comportarían diferentes formas de edificios bajo el mismo conjunto de supuestos. Luego modelaron 21 configuraciones residenciales derivadas del Código de Edificación Modelo alemán. Estas incluían diseños estándar con escaleras internas, galerías al aire libre, escaleras externas y escaleras de seguridad especializadas diseñadas para edificios de gran altura.

Los resultados revelaron una realidad sorprendente: los diseños que son legalmente equivalentes pueden tener perfiles de seguridad muy diferentes. Cuando los investigadores calcularon la "puntuación" de cada configuración —un número que representa la probabilidad de que ocurra el evento superior—, encontraron una amplia dispersión. La configuración más segura, que contaba con una escalera de seguridad interna altamente protegida con múltiples barreras contra el humo y el fuego, tuvo una puntuación de 0,274. En contraste, un diseño estándar con un pasillo protegido y una única escalera interna, que dependía del rescate del servicio de bomberos como respaldo, obtuvo una puntuación de 0,809. Si bien la relación entre el mejor y el peor de los 21 modelos fue de casi tres a uno, la comparación entre las 14 configuraciones de código estándar tratadas comúnmente como alternativas regulatorias mostró una relación de puntuación comparativa de 1,70. Esto significa que, bajo los mismos supuestos expertos, incluso dentro del grupo de diseños estándar considerados intercambiables por los reguladores, algunas configuraciones conllevan un riesgo implícito significativamente mayor que otras.

El estudio también identificó exactamente por qué existen estas diferencias. Las configuraciones que ofrecían dos direcciones distintas para escapar, o que utilizaban galerías al aire libre donde el humo podía disiparse naturalmente, obtuvieron puntuaciones más bajas, lo que significa que eran más seguras. Por el contrario, los diseños que dependían de una sola dirección de desplazamiento o que utilizaban pasillos cerrados donde el humo podía acumularse, eran menos seguros. El modelo mostró que el número de apartamentos conectados a una sola ruta de escape importaba enormemente; cuanta más gente dependiera de un solo camino, mayor sería el riesgo si ese camino quedara bloqueado. Además, la presencia de puertas cortafuegos de cierre automático y barreras de humo desempeñó un papel crucial en la interrupción de la cadena de eventos que conduce a un ocupante atrapado. Los investigadores descubrieron que la clasificación de estos diseños se mantuvo estable incluso cuando ajustaron las estimaciones expertas al alza o a la baja, lo que sugiere que las diferencias son estructurales y no solo un resultado de suposiciones específicas sobre el comportamiento humano.

Este trabajo no afirma que los códigos de edificación actuales sean inseguros o que cualquier edificio que cumpla la norma esté destinado al fracaso. Más bien, demuestra que el concepto de "seguridad equivalente" en las regulaciones prescriptivas es más complejo de lo que parece. El estudio muestra que las configuraciones admisibles prescriptivamente pueden contener márgenes de seguridad implícitos materialmente diferentes, lo que significa que los diferentes diseños permitidos por las mismas reglas no proporcionan necesariamente el mismo nivel de protección. Los investigadores enfatizan que sus números son puntuaciones comparativas, no predicciones absolutas de con qué frecuencia ocurrirán los incendios. Son una herramienta para comprender el riesgo relativo, mostrando que un edificio con un pasillo simple y una escalera es inherentemente más vulnerable que uno con una escalera de seguridad dedicada y protegida contra el humo. Los hallazgos sugieren que los reguladores y diseñadores deben ser conscientes de que no todas las soluciones aprobadas son iguales. Al utilizar este método transparente, es posible evaluar los cambios propuestos en los códigos de edificación o los planes arquitectónicos específicos frente a un estándar común, asegurando que los márgenes de seguridad implícitos de nuestros edificios se comprendan y, cuando sea necesario, mejoren. El estudio concluye que, si bien el sistema actual funciona, una mirada más profunda revela que algunos caminos hacia la seguridad son mucho más seguros que otros, y reconocer esta diferencia es el primer paso hacia una ingeniería de seguridad contra incendios más informada y eficaz.