El fuego, Tema 05

TEMA 5
ACTUACIONES MAS FRECUENTES DEL SERVICIO DE EXTINCION DE
INCENDIOS EN EL SANEAMIENTO Y CONSOLIDACION DE
CONSTRUCCIONES Y TERRENOS.
Antes de estudiar las actuaciones que el servicio de bomberos debe realizar en el
saneamiento y consolidación de una construcción afectada por un incendio, debemos
determinar que daños pueden sufrir los materiales.
La reacción al fuego de un material, determina la mayor o menor facilidad de
combustión del mismo. La escala variará de M0 (material incombustible), M1(material
combustible pero no inflamable), M2 (material combustible y moderadamente inflamable),
M3 (material combustible y medianamente inflamable) a M4 (material combustible y
altamente inflamable).
La resistencia al fuego es un dato que indica la capacidad de un material para soportar
durante un tiempo determinado la acción de un fuego estándar. Este dato se indica con las
siglas RF seguidas de un número 15, 30, 45..., que expresa el tiempo durante el cual dicho
material mantiene las propiedades dinámicas para las que fue diseñado.
ACCION DEL FUEGO SEGÚN EL TIPO DE MATERIAL
Las piedras naturales (mampuestos, sillares, etc.) son M0 y un coeficiente de
conductividad del calor bajo. El fuego causa roturas en las aristas por las tensiones del calor y
en algunos casos deformaciones por el aumento del volumen.
El hormigón, es M0, aunque a partir de los 300ºC (color rosa), pierde hasta un 30% de
la resistencia inicial. A los 600º C (color gris rojizo) cruje y se agrieta por las tensiones
internas, llegando a los 900ºC (color ante) a perder totalmente su resistencia.
El hormigón armado, (compuesto de hormigón y acero), al ser el metal tan buen
conductor del calor, al dilatarse provocará tensiones entre ambos que se agudizarán al
agrietarse el hormigón hasta que se colapse.
Las paredes de fábrica (mampuestos, sillares, ladrillos, bloques...) son M0, pero la
dilatación diferencial entre la cara expuesta al fuego y la no expuesta, puede causar
deformaciones importantes.
El hierro, es M0, ya que ni se inflama ni entra en combustión, pero pierde
acusadamente su capacidad de resistencia a partir de 400º C, con el riesgo de colapso que
conlleva. El otro inconveniente que conlleva el acero es la facilidad de propagar nuevos focos
al transmitir el calor a zonas alejadas.
La madera, es M3, pero con un bajo coeficiente de transmisión térmica, teniendo una
velocidad de penetración de 1cm cada 15 minutos, dependiendo del estado de la madera. Las
propiedades resistentes de la madera sólo se ven afectadas en la capa directamente expuesta al
proceso de carbonización, manteniéndose intactas el resto.
El aluminio, aunque es M0, se colapsa a 200ºC, por lo que su comportamiento frente
al fuego es malo.
El cristal es M0, tiene muy mal capacidad de conducir el calor, por lo que
directamente salta en pedazos
Instalación eléctrica, (este elemento, además de ser causa de un gran número de
incendios, es un riesgo añadido en el momento de la extinción). El riesgo que conlleva es la
propagación del fuego a través de los cableados sobrepasando muros y forjados.
El yeso es un excelente material contra el fuego.
Las pinturas, variarán importantemente su incidencia según el material al que este
asociada, ya que los componentes de la pintura alimentan el fuego, siendo las plásticas peores
al propagar fácilmente el fuego y emitir humos tóxicos.
COMPORTAMIENTO ANTE EL FUEGO DE LAS ESTRUCTURAS.
Las estructuras pueden colapsarse debido a la pérdida de resistencia y al empuje
debido a la dilatación si la intensidad y duración del fuego es prolongada. Según cual sea el
principal elemento constructivo de la estructura ésta responderá.
- Estructuras de madera, las cuales corren el riesgo de colapsarse por perdida de
sección (zona carbonizada), lo cual puede verse acelerado por la existencia de carcomas,
termitas, utilización de elementos metálicos para su ejecución...
Como aspectos negativos podemos señalar que la madera es M3. Contribuye a
aumentar la carga térmica del incendio, participa en su propagación; puede tener vicios
ocultos importantes (carcoma...) y uniones metálicas ocultas.
Positivamente, señalaremos que la madera no pierde sus propiedades resistentes; no
provoca esfuerzos adicionales por la dilatación. La pérdida de sección resistente por
carbonización es fácilmente observable y generalmente las estructuras de madera son de poca
altura y complejidad e isostáticas (el fallo de un elemento produce su hundimiento).
- Estructuras de acero. Generalmente son estructuras hiperestáticas (los
sobreesfuerzos de un elemento son absorbidos por otros). Sus puntos más débiles son las
piezas largas y de poca sección, colapsándose por pandeo (arqueo).
Como datos negativos señalamos que estas piezas pierden resistencia con relativa
rapidez si no están protegidas. Las dilataciones y deformaciones producidas por el calor
provocan empujes y giros no previstos en el cálculo de la estructura que pueden provocar el
derrumbe de ella misma o el desplome de elementos en contacto con ella (muros...). Si la
estructura es compleja, es difícil la predicción de su comportamiento (colapso o hundimiento).
En el lado positivo, no son combustibles ni aumentan la carga térmica, no participando
en la propagación del incendio, aunque pueden transmitir el calor a otro punto. Las
deformaciones son un indicador de su evolución sobre todo en cerchas (bóvedas) visibles.
- Estructuras de hormigón armado. Son estructuras hiperestáticas, que poseen cierta
capacidad de reabsorción de los esfuerzos en caso de alguno de sus elementos, produciéndose
el colapso por el excesivo calentamiento de las armaduras de acero, aunque también por la
perdida de propiedades del hormigón cuando éste se ve afectado en una profundidad
considerable.
Como negativo, diremos que no se producen deformaciones apreciables en la
estructura que hagan intuir un colapso, por lo que éste resultará más impredecible y brusco,
siendo difícil de observar los daños internos, que son los que realmente provocan el desplome.
Como positivo diremos que no son combustibles ni aumentan la cargar térmica, no
propagando el calor. Al ser estructuras hiperestáticas, se puede ir produciendo una
redistribución de la carga gradual al ir dilatándose primero el acero.
- Estructuras de muros de carga. Poseen un buen comportamiento frente al fuego,
debido al espesor de los muros y a la inercia térmica que confieren. En general los forjados
suelen colapsar de forma gradual por zonas o tramadas. El problema se puede presentar por
desplomes agravados por las sobrecargas de agua.
COMPORTAMIENTO DE LAS ESTRUCTURAS SEGÚN EL ESFUERZO.
El efecto que el fuego puede ejercer sobre los materiales, también se puede clasificar
según el tipo de esfuerzo que ocasione:
Esfuerzos de tensión: cuando dos fuerzas iguales, en el mismo sentido y separadas
entre una cierta distancia ejercen una determinada presión, aparece otra en sentido contrario
que es la suma de las dos.
En estas ocasiones podrán aparecer grietas por insuficiencia de sección metálica en las
zonas de máximo momento flector, es decir en el centro de las vigas apoyadas y en los apoyos
y centro de las vigas continuas o empotradas, así como en el apoyo de las vigas voladizo
En el supuesto de aparecer grietas por insuficiencia en su sección de hormigón, las
grietas se manifiestan en las partes comprimidas, produciéndose un desconchón del hormigón,
localizándose en las zonas de momento máximo, es decir en el centro de las piezas apoyadas
y en los arranques y en el centro de las vigas continuas o empotradas y en el apoyo de las
vigas en voladizo.
Esfuerzos de tracción: cuando dos fuerzas actúan en la misma dirección y con igual
magnitud pero en sentido contrario. Las caras paralelas tienden a juntarse y las
perpendiculares a separarse, produciéndose un alargamiento y un estrechamiento de su
sección, pudiendo aparecer grietas superficiales perpendiculares a la dirección del esfuerzo,
aunque por la armadura del hormigón armado es difícil que se rompa.
Esfuerzos de cortadura o cizalla: cuando las fuerzas actúan en sentido contrario y
direcciones paralelas muy próximas, pudiendo aparecer grietas en los apoyos de dichas
fuerzas inclinadas 45º debidas a insuficiencias en la sección del acero.
Esfuerzos de compresión: cuando sobre un elemento actúan dos fuerzas en la misma
dirección, de igual magnitud pero en sentidos opuestos y convergentes, tendiendo a separarse
las caras paralelas ensanchándose su sección y acortándose el elemento.
Este tipo de grietas se suelen dar en elementos verticales o pilares siendo muy finas y
peligrosas, indicando un hundimiento en la zona afectada.
Esfuerzos de pandeo: cuando un elemento estando sometido a compresión es de gran
longitud y sección pequeña, se produce un pandeo (arqueamiento), rompiéndose antes por
efecto del pandeo que por el efecto de la compresión.
Esfuerzos de torsión. Se produce cuando dos pares de fuerzas contrarias actúan en
sentido opuesto. Durante la torsión se originan esfuerzos de cortadura producidos por las
rotaciones en sentido contrario de sus secciones.
La tensión de rotura es la carga por unidad de superficie que se necesita aplicar a un
elemento para producir su rotura.
HORMIGON
ACERO
MADERA
ALBAÑILERIA
Tracción (Kg/cm2)
<25
3000 a 7500
700 a 900
<10
Compresión (Kg/cm2)
Hasta 1000
2800 a más de 7000
400 a 700
Hasta 300
La tensión de trabajo es la carga a la que se hace trabajar a un elemento por unidad
de superficie de su sección. Se mide en Kg/cm2 y será inferior a la tensión de rotura. Si
dividimos la tensión de rotura por la tensión de trabajo, obtendremos el coeficiente de
seguridad del elemento, siendo los más habituales los siguientes: acero (de 1 a 1,2); hormigón
(de 1 a 1,5); albañilería (de 3 a 5); madera (de 5 a 10).
El coeficiente de transmisión térmica, mide la cantidad de calor que atraviesa la
unidad de superficie en cada unidad de tiempo al incrementar un grado la temperatura.
El coeficiente de dilatación térmica, mide la dilatación producida en un elemento por
cada grado de aumento de temperatura y en cada metro lineal. El del acero es de 0,012 mm/ml
ºC, y el del hormigón es aproximadamente el mismo.
APUNTALAMIENTOS
Se define como apeo a la acción y efecto de sostener provisionalmente, con armazones
de madera, metálicos o mixtos, todo o parte de un edificio, construcción o terreno.
ELEMENTOS DE APUNTALAMIENTO.
ELEMENTOS VERTICALES
- Postes: pueden alcanzar gran altura, como los de teléfono.
- Rollizos: son postes pero de menor altura.
- Pies derechos: son piezas escuadradas, tablones o traviesas, unidas o agrupadas
mediante bridas o tornillos.
- Virotillos: son rollizos de pequeña longitud utilizados para apuntalar ventanas.
- Puntales: se colocan entre las sopandas y las durmientes. Suelen ser de madera y
pueden ser postes, rollizos, tablones embridados o puntales telescópicos.
- Zapatas murales: son piezas escuadradas embutidas o adosadas en un muro y que
sirven de elementos de transmisión de carga a piezas inclinadas.
ELEMENTOS HORIZONTALES.
- Durmientes: son piezas escuadradas que, descansando sobre el terreno, transmiten
a éste la carga que reciben de otros elementos verticales o inclinados.
- Sopandas: son piezas que recogen las cargas de los elementos horizontales de la
estructura (viguetas, vigas) para transmitirla a los elementos verticales.
- Puentes: son piezas cuya principal misión es la unión, separación, arriostramiento
o conjunción de ellas entre los elementos verticales o inclinados del
apuntalamiento.
- Codales: son piezas cuya misión es mantener el distanciamiento entre dos
elementos, ya sean del apuntalamiento o de lo que están apeando.
- Agujas: atravesando los muros, los sostienen y se apoyan generalmente en poste,
rollizos o pies derechos.
- Muletillas: son piezas que adosadas o encajadas en los muros sirven para recibir
las cargas de manera uniforme y las transmiten a otros elementos del
apuntalamiento.
ELEMENTOS INCLINADOS.
- Puntales: son elementos que transmiten el esfuerzo que reciben de la sopanda,
solos o con otras piezas al durmiente. Puede utilizarse también en posición
vertical.
- Tornapuntas: transmiten las cargas a otras piezas que han recibido a su vez de
otros elementos del apuntalamiento. En posición inclinada, impiden los
movimientos.
- Riostras: mantienen formando un conjunto rígido y estable otros elementos del
apuntalamiento.
- Jabalcones: transmiten cargas o esfuerzos desde el elemento apuntalado hasta la
zona de apoyo de forma indirecta.
ELEMENTOS AUXILIARES
- Bridas: pletinas unidas por tornillos que unen piezas entre sí.
- Puntas y clavos: de acero.
- Clavos bellotes: son elementos metálicos que fijan las piezas entre sí o estas a los
elementos de la construcción.
- Cimbras: o armaduras provisionales.
- Cuñas, ejiones, etc. Para evitar desplazamientos, o retocar huecos
OTROS ELEMENTOS.
Hasta ahora, la gran mayoría de elementos eran de madera, pero existen elementos
metálicos como tubos de acero con uniones articuladas utilizados para andamios, o puntales
telescópicos, muy prácticos al no tener que cortar o reducir longitudes.
SISTEMAS DE APUNTALAMIENTO
ZANJAS
No siempre las tierras presentan una consistencia dura y el agua hace reblandecer aún
más el terreno, con el riesgo de desprendimientos, debiendo apuntalar (o entibar) las zanjas
con tornapuntas en cada lateral o con codales y zapatas o pies derechos.
MUROS
- Con tornapuntas simples: con puntales que se acodan al suelo y el muro mediante
un durmiente y una muletilla, formando con el muro un ángulo de 60 a 75º y con el
durmiente de 85 a 90º.
- Tornapuntas a varias alturas.
- Apuntalamientos en muros interiores: se apearán las vigas o forjados que apoyan
en el mismo para tratar de recoger todas las cargas que actuaban sobre el mismo.
- Acodalado en muros; para evitar el vuelco del muro afectado, utilizándose el de
enfrente para contener este movimiento mediante elementos horizontales.
- Apuntalamientos en muros de contención. Si la lesión es el vuelco, se apea con
tornapuntas en la parte superior. En caso de deslizamiento se apea horizontalmente
acodalando la base y reforzando el codal con tornapuntas a media altura.
CIMENTACION.
Si hay que reparar una zapata, han de desviarse las cargas liberando la zapata,
quedándose ésta con la carga que le corresponda por su propio peso y el del pilar o muro que
sustente. Para conseguir esto es necesario descargar las vigas y el forjado correspondientes al
nudo en el que se encuentre la zapata. Todo esto se realiza con poste, rollizos, o pies
derechos, como elementos verticales y durmientes y sopandas como elementos horizontales.
Habrá que tener en cuenta que el apuntalamiento deberá descargar de forma simétrica las
cargas para evitar sobreesfuerzos, pudiendo llegar hasta la planta superior si los elementos
apeados no están en condiciones de soportar ese cambio.
PILARES.
La actuación será la misma que en la reparación de una zapata, pero teniendo en
cuenta que si se trata de un pilar de plante intermedia, será necesario apuntalar las vigas y
forjados de pisos superiores e inferiores.
JACENAS
O vigas maestras, se realizara con puntales o pies derechos con sopandas y
durmientes, pudiendo utilizar tornapuntas en caso de movimientos laterales. En todo caso
habrá que apuntalar las plantas inferiores sobre la proyección de los apuntalamientos.
ENTRAMADOS HORIZONTALES
Mediante puntales, rollizos, pies derechos, con sopandas y durmientes
perpendicularmente a los elementos resistentes (viguetas). Los puntos de apuntalamiento
deben coincidir con aquellos en los que el esfuerzo cortante y el momento flector se anulan y
que suele esta próximo a las entradas de las viguetas en las vigas. Si la luz es superior a 4
metros, deberá disponerse apuntalamientos intermedios. Siempre se apuntalaran los pisos
inferiores.
BALCONES Y VOLADIZOS
Igual que los forjados siempre y cuando los puntales se puedan llevar hasta la calle o
al piso inferior.
PUERTAS Y VENTANAS
En huecos pequeños suelen ser suficientes dos virotillos, acuñados con durmiente y
sopanda. En huecos verticales han de adosarse a las jambas pies derechos, debidamente
acodados para evitar pandeos. En huecos grandes se han de colocar cruces de San Andrés,
además de durmiente, sopandas y pies derechos o puntales.
DERRIBOS
Siendo la demolición el trabajo de deshacer o arruinar una construcción, el derribo es
el trabajo de demolición de un edificio.
SISTEMATICA DE ACTUACION
Inspección: o reconocimiento previo del edificio para conocer al máximo sus condiciones y
estado actual, como puede ser la antigüedad del edificio, la estructura general, los materiales
con los que fue construido, los edificios medianeros, etc.
Evaluación de la demolición, determinando el tipo y la prelación de los trabajos.
Organización de los trabajos:
- Delimitación de las áreas de riesgo.
- Petición de personal, vehículos y herramientas.
- Anulación de instalaciones existentes.
- Apeos y apuntalamientos
- Andamios
- Medidas preventivas (protección y consolidación edificios colindantes, protección
personal...).
- Tolvas y medios de evacuación de escombros.
- Trabajos de demolición, según el método elegido.
TIPOS
Demolición elemento a elemento. Es el método más común, dado la existencia de
medianeras, siendo necesario cuando hay personas atrapadas entre los escombros.
Se hará de forma gradual, controlando el ritmo de demolición, procurando no dejar
elementos inestables, procediendo de arriba hacia abajo sin acumular escombros ni
sobrecargar elementos, acompasando el ritmo de retirada de escombros, aligerando las plantas
de forma simétrica, contrarrestando o anulando los posibles empujes horizontales,
apuntalando si es necesario los voladizos y manteniendo o introduciendo los arriostramientos
necesarios.
Demolición por colapso mediante medios técnicos.
-
Por empuje, mediante maquinaria robusta, limitado a edificios de pocas alturas.
Por tracción, debiendo debilitar previamente las zonas oportunas, resista un
método muy útil, debiendo adecuar la tracción ejercida al desplome previsto.
Por mecanismo de bola, mediante una bola de acero de 200 a 500 Kg siendo muy
efectivo en edificaciones con elementos rígidos en los que la bola afecta en cadena.
Mediante lanzas térmicas, siendo el más adecuado para elementos de hormigón
armado. No genera ruidos, golpes ni polvo, pero sí chispas y humos. Consiste en
un tubo de acero de 1 a 2 cm diámetro con una haz de tubos de acero comprimido
entre sí, la punta es puesta al rojo y se envía un chorro de oxigeno al interior,
alcanzando mas de 2000ºC, que reaccionan con el hormigón produciendo escorias.
Demolición por colapso mediante voladura controlada. Tiene la ventaja del bajo
coste, bajo riesgo para el personal, rapidez de realización, pudiendo realizarse incluso en
edificios entre medianeras.