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