LOS INCENDIOS CONSTITUYEN EL RIESGO MAS GRAVE PARA

LOS INCENDIOS CONSTITUYEN EL RIESGO MAS GRAVE PARA LOS
OCUPANTES DE UN EDIFICIO, ADEMÁS DE LOS BIENES INCLUIDOS EN
EL MISMO, E INCLUSO LA PROPIA EDIFICACIÓN.
LAS CONSECUENCIAS DE UN INCENDIO SE RESUMEN EN UNA SOLA
PALABRA: PERDIDAS
LA ESTABILIDAD DEL EDIFICIO DEPENDE DEL COMPORTAMIENTO DE
LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES FRENTE AL DESARROLLO DE UN
INCENDIO, YA QUE EL ENORME CALOR Y LAS ELEVADAS
TEMPERATURAS, PUEDEN PROVOCAR EL COLAPSO DE LOS MISMOS
LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS SE PUEDEN CLASIFICAR
SEGÚN LA INCIDENCIA DEL INCENDIO SOBRE LOS MISMOS Y, POR
TANTO, SOBRE LA ESTABILIDAD DEL EDIFICIO, ASÍ COMO EN LA
PROGRESIÓN DEL FUEGO.
ELEMENTOS ESTRUCTURALES
SON LOS QUE FORMAN PARTE DE LA ESTRUCTURA RESISTENTE Y
QUE ESTÁN SOMETIDOS A CARGAS, COMO PILARES, VIGAS, ETC.
ELEMENTOS SEPARADORES
SON LOS QUE SEPARAN E INDEPENDIZAN DIFERENTES
COMPARTIMENTOS, COMO TABIQUES O MAMPARAS, PUERTAS Y
CUBIERTAS NO ESTRUCTURALES.
ELEMENTOS PORTANTES-SEPARADORES
SON AQUELLOS DONDE SE COMBINAN AMBAS FUNCIONES, COMO
MUROS DE CARGA Y FORJADOS.
MEDIDAS DE PROTECCIÓN PASIVA
SON ACCIONES ORIENTADAS A QUE UN EDIFICIO, DENTRO DE UNA
ARQUITECTURA Y USO DETERMINADOS, PRESENTE MAYOR
RESISTENCIA A QUE SE GENEREN INCENDIOS Y, EN TODO CASO, A
REDUCIR LA VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE LOS MISMOS. DE
ESTE MODO
SE FACILITA LA EVACUACIÓN ORDENADA DE LOS
OCUPANTES (VICTIMAS POTENCIALES)
Y SE PODRÁN
UTILIZAR LOS MEDIOS DE PROTECCIÓN ACTIVA PARA
REDUCIR EL INCENDIO (DISMINUCIÓN DE DAÑOS)
EN ESTE CONTEXTO, LAS LANAS MINERALES AISLANTES (LANAS
DE VIDRIO Y DE ROCA), JUEGAN UN PAPEL IMPORTANTE, SEGÚN
LOS DOS ASPECTOS DIFERENTES DEL COMPORTAMIENTO FRENTE
AL FUEGO DE LOS MATERIALES Y DE LOS ELEMENTOS
CONSTRUCTIVOS DEL EDIFICIO.
REACCIÓN AL FUEGO
LA REACCIÓN AL FUEGO ES UNA CARACTERÍSTICA PROPIA DE UN
MATERIAL O PRODUCTO Y TRATA DE PONER DE MANIFISTO LA
MAGNITUD RELATIVA CON LA QUE PUEDEN FAVORECER EL INICIO
Y DESARROLLO DE UN INCENDIO, ES DECIR, ES LA
RESPUESTA DE UN MATERIAL AL FUEGO MEDIDA EN
TÉRMINOS DE SU CONTRIBUCIÓN AL DESARROLLO DEL
MISMO CON SU PROPIA COMBUSTIÓN, BAJO
CONDICIONES DEFINIDAS DE ENSAYO.
CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DE LOS MATERIALES
EN CASO DE INCENDIO:
(A).- CARGA DE FUEGO
(B).- LOS HUMOS
(A).- LOS MATERIALES ORGÁNICOS PRESENTAN VALORES DE CARGA
DE FUEGO CARACTERIZADOS POR SU PC (PODER CALORÍFICO), QUE
ES LA ENERGÍA CALORIFICA QUE SE LIBERA EN LA COMBUSTIÓN DE
LA UNIDAD DE MASA, INDEPENDIENTE DE SU CLASIFICACIÓN AL
FUEGO.
ESTE VALOR ES CARACTERÍSTICO DE CADA MATERIAL Y NO SE
REDUCE CON LA ADICIÓN DE COMPONENTES IGNIFUGANTES QUE
MEJORAN LA CLASIFICACIÓN AL FUEGO
PRODUCTOS QUE SON M4, PUEDEN PASAR A CLASIFICACIÓN M1
LA IGNIFUGACIÓN ES AQUEL CONJUNTO DE TÉCNICAS
ENCAMINADAS A DESCENDER EL NIVEL DE COMBUSTIBILIDAD
E INFLAMABILIDAD DE UN MATERIAL BAJO UNAS
DETERMINADAS CIRCUNSTANCIAS.
LA IGNIFUGACIÓN SUELE REALIZARSE CON PRODUCTOS,
NORMALMENTE DE NATURALEZA INORGÁNICA (SALES
FUNDAMENTALMENTE), QUE ADICIONÁNDOLOS AL MATERIAL,
ACTÚAN INTERRUMPIENDO LA CADENA DE REACCIONES EN
UNA O VARIAS DE LAS FASES DE LA COMBUSTIÓN
INFLAMABILIDAD ES LA FACILIDAD QUE TIENE UN COMBUSTIBLE
PARA EMITIR GASES QUE ARDAN.
COMBUSTIBILIDAD ES LA CAPACIDAD DEL MATERIAL DE MANTENER
O NO UN PROCESO DE COMBUSTIÓN ENDETERMINADAS
CONDICIONES.
(B).- LA GENERACIÓN DE HUMOS DE LOS MATERIALES
COMBUSTIBLES DURANTE UN INCENDIO SUPONE UNA
PROBLEMÁTICA MUY GRAVE. LOS HUMOS REPRESENTAN UN RIESGO
SUPLEMENTARIO PARA LA EVACUACIÓN DE LAS PERSONAS Y PARA
LA LUCHA CONTRA EL INCENDIO, DEBIDO A LA REDUCCIÓN DE LA
VISIBILIDAD (OPACIDAD) Y A LA DISMINUCIÓN DEL OXIGENO
RESPIRABLE. EN EL LIMITE, SEGÚN EL TIPO DE INCENDIOS Y DE
LOS MATERIALES EN IGNICIÓN, LOS HUMOS PUEDEN CONTENER
GASES TÓXICOS (CO, CNH...) QUE SON LETALES INCLUSO A
BAJAS CONCENTRACIONES
HUMOS
LA OPACIDAD ES LA MEDIDA DEL OSCURECIMIENTO, QUE IMPIDE
EL PASO DE LA LUZ A TRAVÉS DEL HUMO. EN LA REALIDAD DE UN
INCENDIO, HUMOS CON ALTO GRADO DE OPACIDAD, IMPIDEN LA
VISIÓN DE LAS PERSONAS Y RETARDAN EL TIEMPO DE EVACUACIÓN
DE LAS MISMAS (IMPIDE A LAS PERSONAS EL ACCESO A LAS VÍAS
DE ESCAPE). ESTO AUMENTA CONSIDERABLEMENTE EL RIESGO
PARA AQUELLAS Y EL NUMERO POTENCIAL DE VICTIMAS
LA GENERACIÓN DE HUMOS EN CUANTO A LA OPACIDAD ESTA
LIGADA A LAS CARACTERÍSTICAS DE COMPOSICIÓN DE LOS
MATERIALES, SIENDO MÁS INTENSA O RÁPIDA A MAYOR CARGA DE
FUEGO, ESPECIALMENTE EN LOS MATERIALES PLÁSTICOS
LA TOXICIDAD DE LOS GASES ES EL FENÓMENO MÁS DIRECTAMENTE
PELIGROSO QUE PODEMOS OBSERVAR EN UN PROCESO DE
COMBUSTIÓN. TODO EL MUNDO COMPARTE LA IMPRESIÓN DE QUE
ESTA ES LA CAUSA PRINCIPAL DE MORTANDAD EN LOS SINIESTROS
POR FUEGO
EL EFECTO DE TOXICIDAD ESTA RELACIONADO CON LA
CAPACIDAD DE ALGUNOS GASES PRODUCIDOS EN LAS
COMBUSTIONES DE LOS MATERIALES ORGÁNICOS, PARA PRODUCIR
ALTERACIONES FÍSICAS O PSÍQUICAS EN EL SER HUMANO
(INTOXICACIÓN Y ASFIXIA)
ESTE TIPO DE ALTERACIONES PUEDEN SUPONER DESDE LA
REDUCCIÓN DE LA CAPACIDAD DE MOVIMIENTO, HASTA CASOS
AGUDOS DE ENVENENAMIENTO. EN CUALQUIER CASO, IMPIDEN
LA EVACUACIÓN DE LA ZONA DE INCENDIOS POR
MEDIOS PROPIOS.
GASES PRODUCTO DE LA COMBUSTIÓN
MONÓXIDO DE CARBONO
Gas tóxico que se genera en la mayoría de los fuegos.
Fórmula CO. Peso molecular 28 g.
Tiene 200 veces más afinidad con la hemoglobina (sangre) que el O2
Concentración mortal 1% en 1 minuto.
CIANURO DE HIDRÓGENO
Gas tóxico, se genera en la combustión de productos con N como lana, nylon,
poliuretano, seda, resinas de urea, etc
Fórmula HCN. Peso molecular 41 g.
20 veces más tóxico que el CO, inhibe absorción de O2 en la sangre
Concentración mortal 0,05 % en 1 minuto.
ANHÍDRIDO CARBÓNICO O DIÓXIDO DE CARBONO
Gas inerte se produce en casi todos los fuegos.
Fórmula CO2 . Peso molecular 44 g.
Acelera el pulso, y produce mareos y cefalea. > 10 % produce asfixia.
ACROLEÍNA
Gas irritante. Se produce en la pirólisis de polietileno, celulosa, etc.
Fórmula C3 H4 O . Peso molecular 56 g.
Irrita severamente las mucosas, especialmente ojos y pulmones.
ÁCIDO CLORHÍDRICO
Gas ácido altamente irritante. Se produce en la combustión del PVC.
Fórmula HCl. Peso molecular 36 g.
Irrita severamente las mucosas.
Concentración letal algo superior al CO.
RESISTENCIA AL FUEGO (RF)
LA RESISTENCIA AL FUEGO ES LA CARACTERÍSTICA POR LA CUAL SE
DETERMINA LA CAPACIDAD DE RESISTIR EN EL TIEMPO, A LA ACCIÓN
DEL FUEGO. LA CARACTERÍSTICA ES EL TIEMPO: YA QUE CUANTO
MAYOR SEA EL TIEMPO DISPONIBLE, MEJOR SERÁ PARA EVACUAR
PERSONAS O LUCHAR CONTRA EL INCENDIO.
-La estabilidad al fuego (EF) o capacidad portante: es la
capacidad de un elemento constructivo de mantener durante
un tiempo determinado la estabilidad o capacidad portante
de uso para impedir el colapso del edificio en caso de
incendio. Se determina en un ensayo normalizado de acuerdo
con la norma UNE – EN1363-1
- Ausencia de emisión de gases inflamables en la cara no
expuesta al fuego
- Estanqueidad al paso de llamas o gases calientes a la cara
no expuesta al fuego
- Resistencia térmica suficiente para impedir que en la cara
no expuesta al fuego, se produzcan temperaturas superiores
a las establecidas por norma.
- Ausencia de emisión de
gases inflamables en la
cara no expuesta al fuego
- Estanqueidad al paso de
llamas o gases calientes a
la cara no expuesta al
fuego
- Resistencia térmica
suficiente para impedir
que en la cara no
expuesta al fuego, se
produzcan temperaturas
superiores a las
establecidas por norma.
La primera condición representa la estabilidad al fuego
(EF). Si se cumplen las tres primeras condiciones, será
parallamas ( PF, Comportamiento de un elemento
constructivo sea portante o no, que garantiza durante un
tiempo determinado, la estanquidad a las llamas o gases.), y
si se cumplen todas, se denominara resistencia al fuego (RF).
La escala de tiempos normalizada es:
15 , 30 , 60 , 90 , 120 , 180 y 240 minutos.
LA ESTABILIDAD AL FUEGO (EF) DE LOS ELEMENTOS
ESTRUCTURALES DEPENDE EN BUENA MEDIDA DEL MATERIAL
DE LA ESTRUCTURA, Y DE LA REDUCCIÓN DE LA RESISTENCIA
MECÁNICA DE ESTE CON LA TEMPERATURA
LAS ESTRUCTURAS PORTANTES
METÁLICAS DE LOS EDIFICIOS EN LA
ACTUALIDAD, ESTÁN CONSTITUIDAS
POR PERFILES NORMALIZADOS DE
ACERO (ALEACIÓN DE HIERRO Y
CARBONO), QUE TIENEN UNA
ELEVADA CAPACIDAD PARA
ABSORBER LAS
SOLICITACIONES MECÁNICAS
LA ACCIÓN DEL FUEGO SOBRE EL ACERO MODIFICA
LA PLASTICIDAD DEL MISMO Y CON ELLO SE ROMPE
EL EQUILIBRIO DE LAS TENSIONES DE TRABAJO
PREVISTAS, CON LO QUE SE ORIGINA UNA PÉRDIDA
DE LA ESTABILIDAD DE LA ESTRUCTURA
La temperatura a partir de la cual aparece el fenómeno de plasticidad,
permite valorar la resistencia al fuego de los elementos estructurales de
acero. Dicha temperatura es bastante baja y se alcanza con facilidad en
toda la masa de la estructura, debido a la elevada conductividad térmica
del acero,
k = 52
W
m.K
lo que representa un aspecto negativo en cuanto a la resistencia al fuego,
ya que alcanza la «temperatura critica» en pocos minutos.
J
Además su bajo calor específico, que es de 486
kg .K
también es una característica que influye negativamente.
A partir de una temperatura de 250 ºC, se modifican la resistencia y el
límite elástico del acero. A partir de una temperatura de 538 ºC
(denominada "temperatura crítica") la caída de la resistencia
es muy acusada, con lo que la estructura no puede soportar
la carga de diseño. El coeficiente de pérdida de sus propiedades
mecánicas supone que alrededor de los 500 ºC éstas se reducen,
aproximadamente, entre un 45 y un 60 %.
Coeficientes para la reducción de las características mecánicas del
acero a elevadas temperaturas
OTRO EFECTO NEGATIVO ES LA DILATACIÓN PRODUCIDA EN LOS
ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN LA ESTRUCTURA, AUMENTANDO
LAS TENSIONES QUE PUEDEN PRODUCIR EL COLAPSO DE LA
MISMA. RESUMIENDO LA ESTRUCTURA ADEMÁS DE
PERDER RESISTENCIA MECÁNICA, ESTA SOMETIDA A
TENSIONES MAYORES
LAS ESTRUCTURAS DE
ACERO EN LA MAYOR
PARTE DE LOS CASOS NO
CUMPLEN LAS MÍNIMAS
EXIGENCIAS EN CUANTO A
LA ESTABILIDAD AL
FUEGO, YA QUE PARA UN
PERIODO SUPERIOR A 10
MINUTOS LA CAÍDA DE
RESISTENCIA Y LAS TENSIONES
PRODUCIDAS POR LA
DILATACIÓN, ORIGINAN EL
COLAPSO DE LAS MISMAS.
EL HORMIGÓN SOPORTA MEJOR LA
ACCIÓN DEL FUEGO POR SER UN
MATERIAL PEOR CONDUCTOR DEL
CALOR:
CONDUCTIVIDAD TERMICA:
O.81-1.40 W/m.K (ACERO = 52)
Y CON UN ELEVADO CALOR
ESPECIFICO:
880 J/Kg.K (Acero = 486)
LA RESISTENCIA ESTRUCTURAL SOLO
DEPENDE DEL TIEMPO EN QUE LAS
ARMADURAS DE ACERO ALCANCEN LA
TEMPERATURA CRÍTICA.
PARA AUMENTAR HASTA LOS LIMITES REQUERIDOS LA ESTABILIDAD
AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE ACERO, ES
NECESARIO
REVESTIRLOS CON UN MATERIAL AISLANTE TÉRMICO QUE
DISMINUYA DE FORMA EFECTIVA EL FLUJO DE CALOR.
SE PUEDE REVESTIR MEDIANTE PANELES DE LANA MINERALES,
MEDIANTE MORTEROS QUE SE PROYECTAN SOBRE EL ELEMENTO
ESTRUCTURAL O MEDIANTE PINTURAS
EL MATERIAL AISLANTE DE PROTECCIÓN DEBE
CUMPLIR UNA SERIE DE REQUISITOS, COMO SON:
-
ESTABILIDAD A TEMPERATURAS ELEVADAS
(PUNTO FUSIÓN > 1200 ºC)
- REDUCIDA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA (0.036
W/m.K) Y ELEVADO CALOR ESPECÍFICO (840 J/kg.K)
-
FÁCIL MECANIZADO Y MONTAJE
RESISTENCIA MECÁNICA (AUTOPORTANTE) Y
DURABILIDAD
- COMPATIBILIDAD CON EL ACERO Y OTROS
MATERIALES
LOS PANELES DE LANA MINERALES CUMPLEN CON LAS
CARACTERÍSTICAS DESCRITAS:
-SU COMPOSICIÓN (POTENCIADA CON ÓXIDOS METÁLICOS), LES
CONFIERE UNA TEMPERATURA DE FUSIÓN QUE SE SITÚA POR
ENCIMA DE LOS 1200 ºC
-REACCION AL FUEGO: M0 (NO COMBUSTIBLE)
-SU DENSIDAD (165 kg/m3) APORTA UNA BAJA CONDUCTIVIDAD
TÉRMICA A TEMPERATURAS ELEVADAS.
-LOS PANELES FÁCILES DE CORTAR Y PERFORAR, PERMITAN UN
MONTAJE RÁPIDO Y SIMPLE.
-SUS CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS FACILITAN LA FIJACIÓN
MEDIANTE SISTEMAS MECÁNICOS Y ADHESIVOS ESPECIALES, NO
SUFRIENDO DEGRADACIÓN DE SUS CARACTERÍSTICAS CON EL
TIEMPO.
- SU COMPOSICIÓN LES HACE COMPATIBLES CON EL ACERO Y
CON EL ADHESIVO UTILIZADO PARA JUNTAS A BASE DE SILICATO
(YA QUE SU pH ∼ 9 ES SIMILAR AAL PRODUCTO ADHERENTE)
COMPORTAMIENTO AL AGUA
ABSORCIÓN DE AGUA MENOR DEL
0,2%, EN VOLUMEN.
LAS LANAS DE ROCA DE ALTA
DENSIDAD SON PRODUCTOS
HIDRÓFOBOS DE MODO NATURAL.
ESTE EFECTO SE IMPLEMENTA POR LA
ADICIÓN DE HIDRORREPELENTES
INORGÁNICOS, LO QUE PERMITE UNA
ABSORCIÓN DE AGUA CASI NULA DE
LA HUMEDAD AMBIENTE, INCLUSO
CON HR DEL 90%. POR OTRA PARTE,
LA RETENCIÓN DE AGUA POR
INMERSIÓN ESINFERIOR AL 1% EN
PESO.
LA COLOCACIÓN DE REVESTIMIENTOS
DE ALUMINIO REPRESENTA
BARRERAS DE VAPOR MUY
IMPORTANTES, COMO ES ELCASO DE
TOP HEAT 150 Al.
Puntos de fusión o inflamación de algunos materiales de construcción.
PARA LA DETERMINACIÓN GENERAL DE
PROTECCIONES DE ESTRUCTURAS DE ACERO, PUEDE
UTILIZARSE UN MÉTODO DE CÁLCULO TÉCNICOEXPERIMENTAL, DE ACUERDO CON LA NORMA UNE
23820 EXP.
EL MÉTODO PERMITE ESTABLECER UNAS
CORRELACIONES VALIDAS ENTRE LOS FACTORES:
-ESTABILIDAD AL FUEGO (EF) DE UN PERFIL DE ACERO
CONTORNEADO O CAJEADO POR UN MATERIAL
AISLANTE DE PROTECCIÓN
-MASIVIDAD O FACTOR DE FORMA DEL PERFIL DE
ACERO
-ESPESOR DEL MATERIAL AISLANTE DE PROTECCIÓN
EL CONCEPTO «MASIVIDAD» O «FACTOR DE FORMA» DEL PERFIL SE
DEFINE COMO LA RELACIÓN ENTRE EL ÁREA EXTERIOR DEL PERFIL
CON PROTECCIÓN ENVOLVENTE (CONTORNEADA O CAJEADA) POR
UNIDAD DE LONGITUD Y EL VOLUMEN DE ACERO CONTENIDO EN
DICHA ÁREA POR UNIDAD DE LONGITUD. LAS DIMENSIONES SERÁN
m2/m3, ES DECIR m–1.
EN LA PRÁCTICA, PARA PERFILES CONTINUOS
(LAMINADOS NORMALIZADOS) DE LA MISMA SECCIÓN
RECTA, LA MASIVIDAD SE CALCULA MEDIANTE LA
RELACIÓN :
Ejemplo de calculo de la "masividad" o "factor de forma"
Cálculo de la masividad para un perfil HEB 180.
T=14.0 mm
Protección "contorneado" en 4 caras
Cálculo del perímetro de la sección del perfil
Sección del perfil
-- A=2bT+ht = 2x18x1.4 + 18x0.85 = 65.7 cm2
-- A=2bT+(h-2T)t = 2x18x1.4 + (18-2.8)x0.85 = 63.32 cm2
Calculo de la masividad
Protección "contorneado" en 2 caras
Cálculo del perímetro de la sección del perfil
Sección del perfil
Calculo de la masividad
1. Viga vertical (pilar)
2. Panel tipo TOP HEAT
150 N 2a.Panel tipo
TOP HEAT 150 AL
3.Puntas de acero
soldadas de 3 mm de
diámetro y longitud
según espesor del
panel con arandela
autorretención
4.Puntas de acero de 3
mm de diámetro, y
longitud según
espesor del panel,
para TOP HEAT 150 N
5.Adhesivo Pyrocol A, en
todas las juntas con
espesor de 2 mm
6. Banda adhesiva de
aluminio de 75 mm de
ancho para el TOP
HEAT 150 AL
1. Viga horizontal (jácena)
2.Puntas de acero soldadas
de 3 mm de diámetro y
longitud según espesor
del panel con arandela
autorretención
3.Puntas de acero de 3 mm
de diámetro y longitud
según espesor del
panel, para TOP HEAT
150 N
4.Panel tipo TOP HEAT 150
N4a.Panel tipo TOP
HEAT 150 AL
5.Adhesivo Pyrocol A, en
todas las juntas con
espesor de 2 mm
6.Banda adhesiva de
aluminio de 75 mm de
ancho para el TOP
HEAT AL