PROTECCIÓN DE LA ESTRUCTURA CONTRA EL FUEGO

El incendio es una situación accidental que puede producirse durante la vida de un edificio, por lo que debe ser considerado en su estudio como una acción más.

La protección contra incendios en nuestro país se encuentra regulada por la norma NBE-CPI96. En ella se conceptúa la seguridad en base a la tipificación de los elementos constructivos según su estabilidad ante el fuego, independientemente de otros factores, tales como los referidos a la intensidad y duración del incendio, a la tipologia del edificio, a su ubicación, al contenido en su interior, etc. Tampoco se tiene en consideración el gran aumento en la seguridad que proporcionan los modernos sistemas de detección y extinción de incendios.

La razón principal de una protección contra incendios es evitar la pérdida de vidas humanas. Generalmente, cuando lamentablemente ésta se producen, es debido a la asfixia y/o la intoxicación causadas por los gases de la combustión, y a veces, a las quemaduras, pero son insignificantes, por no decir nulas. las producidas por colapso estructural. Siendo esto así, las medidas de protección deben dirigirse principalmente a evitar la propagación del incendio y a la correcta definición y señalización de las vías de evacuación necesarias.

1. Efectos del fuego.

Iniciado el incendio en un edificio, por las diferentes causas que pueden originario, el fuego se incrementa y mantiene por la combustión de los materiales del continente (estructuras, cerramientos, instalaciones...), pero sobre todo de los de su contenido.

Los efectos que produce el incendio son:

• La combustión de los materiales. En el caso de estructuras de madera, ésta puede quemarse, pudiendo llegar a perder su capacidad resistente por disminución de sus secciones.
• La generación de calor por la reacción exotérmica de combustión. Este calor puede transmitirse a elementos no combustibles, como las estructuras de acero y de hormigón, provocando un aumento de su temperatura, lo que da lugar a dilataciones excesivas y a la disminución de la resistencia de los materiales.

La producción de gases eventualmente tóxicos. Este es el mayor de los problemas al provocar asfixia y falta de visibilidad, durante la evacuación urgente del edificio.

2. Prevención.

La primera medida para evitar un incendio es la reducción de las cargas de fuego de continente y contenido. Habitualmente esto no se puede conseguir de forma absoluta, por la necesidad de utilización y/ó almacenamiento de materiales combustibles. Por tanto la detección del incendio en un primer momento, mediante detectores de humos u otros, y la creación de compartimentos estancos para evitar su propagación, se convierten en las mejores medidas de prevención.

Por otra parte, el objetivo primordial tras producirse el incendio es salvaguardar la vida de las personas, por lo que deben preverse las necesarias vías de evacuación, diseñadas según el número cJe personas que puedan poblar el edificio y su movilidad, de acuerdo con la normativa vigente (NBE-CPI-96).

En el mismo sentido, las estructuras deben mantener también unas condiciones de seguridad, que no dificulten la extinción del incendio.

3. Estabilidad ante el fuego de los elementos estructurales.

La norma NBE-CPI-96 establece el grado mínimo de estabilidad al fuego de los elementos estructurales en función del uso del edificio y de la altura máxima de evacuación.

El grado de estabilidad al fuego viene determinado por el tiempo que el elemento permanece es• table al fuego según el ensayo definido por la norma UNE 23093. Se expresa por las siglas EF seguidas por un número que indica los minutos de estabilidad. Los tiempos normalizados son 15. 30, 60, 90, 120, 180 y 240 minutos.

En la tabla siguiente se indican los grados de estabilidad mínimos exigibles a los elementos estructurales de edificios de distintos usos, según la NBE-CPI-96:



Otras normas, como las DIN, determinan la categoría del edificio para su protección contra el fuego en función de la llamada carga de fuego calculada, y de acuerdo con ésta establecen el grado de resistencia al fuego exigible a la estructura.

La carga de fuego calculada se obtiene a partir de la carga de fuego unitaria, el espesor de los materiales, la superficie del sector de incendio y el número cJe plantas del edificio.

La carga de fuego unitaria se obtiene sumando los productos de los pesos de los materiales combustibles (continente y contenido) por la cantidad de calor que cada uno produce en su combustión completa y dividiendo el resultado por la superficie afectada. Se expresa en McaI/m2.

Otras normas (CEPREVEN) evalúan el riesgo de incendio en función del pe’igro potencial, exposición al riesgo y medidas de protección adoptadas.

4. Protección contra el fuego de los elementos estructurales.

Para alcanzar los valores de estabilidad al fuego exigibles por la norma, se debe proceder al recubrimiento de las superficies o al ocultamiento de los elementos estructurales en la tabiqueria. fachadas y forjados del  edificio.

Los medios habitualmente empleados para alcanzar la resistencia y estabilidad requeridas en los elementos estructurales, son los siguientes:

• Proyección de mortero de cemento y vermiculita, o de fibras minerales.
• Recubrimientos con placas de vermiculita o yeso.
• Imprimación con pinturas intumescentes.
• Escamoteamiento de la estructura en las fachadas, divisiones interiores de albañilena y forjados de piso.

La velocidad con la que un perfil alcanza la temperatura crítica de fallo, depende de cociente entre el perímetro de las superficies expuestas al fuego y el área de la sección del perfil: U/A (masividad). En vigas que soportan forjados, el perímetro para superficies proyectadas o imprimadas se obtiene mediante la expresión:


El perímetro para superficies recubiertas con placas se obtiene mediante la expresión:


Existen tablas homologadas confeccionadas por los fabricantes que, en función de la masividad (U/A) y del grado de estabilidad requerido, proporcionan el espesor del tipo de protección elegido.

La protección por medio de proyecciones se logra por adherencia al elemento estructural en toda su superficie (Fig. 7.3). La proyección más habituaf se realiza con mortero de cemento y vermiculita. en una o varias capas, y se ejecuta en obra. una vez finalizado el montaje, sobre la estructura sin pintar. La misma protección se encarga de la función anticorrosiva. Es necesario que la cubierta del edificio esté terminada antes de proceder a la ejecución de este proceso para evitar humedades en el revestimiento.



Otros tipos de proyecciones comunes son las de fibra mineral, las de ana mineral y las de vermiculita en solitario.

Todas estas proyecciones necesitan la colGcación de mallas adicionales de refuerzo a partir de espesores de 60 ó 65 mm (Fig. 7.4). Las superficies de aplicación deben estar limpias de grasas, restos de pintura y cascarillas de laminación. El mínimo espesor de recubrimiento suele rondar los 10 mm.



Los recubrimientos con placas de vermiculita, de yeso o de fibras minerales ligadas con resma, se disponen formando un cajón alrededor de los elementos, mediante placas rígidas unidas por adhesivos, ganchos o grapas de conexión (Figs. 7.5 y 7.6). Se ejecutan tras el montaje, y es conveniente el dotar a los elementos estructurales de una imprimación anticorrosiva previa, Los espesores mínimos de las placas son del orden de 20 mm y, habitualmente, es un trabajo más laborioso que la proyección, pero con la ventaja de ser más limpio y no depender del criterio del aplicador a la hora de determinar el espesor.






La protección por medio de pinturas intumescentes es muy utilizada, fundamentalmente en elementos que van a dejar vista alguna de sus superficies, Estos productos se caracterizan por aumentar su volumen, hasta alcanzar el espesor de protección, por la acción del calor producido en el incendio, presentando previamente un aspecto exterior como el de cualquier pintura. Las pinturas para la protección anticorrosiva deben aplicarse antes que la pintura intumescente.

Otra forma de protección de la estructura consiste en embeber, total o parcialmente, los elementos estructurales en otros elementos constructivos con una resistencia al fuego contrastada. Este es el caso de jácenas embebidas en los forjados, que presentan únicamente su ala inferior visible, y de pilares ocultos en las fachadas o en las medianerías. En estos casos, la estabilidad al fuego de los elementos constructivos que rodean a la estructura, debe tenerse en cuenta a la hora de definir el tipo de protección, pudiendo, en muchos casos, obviarse una protección específica para el elemento estructural. Por ejemplo, un tabique sencillo de ladrillo hueco de 4 cm guarnecido por la cara expuesta, tiene una resistencia al fuego de 60 minutos.

En el apéndice 1 de la NBE-CPI-96 se dan datos de resistencia al fuego de elementos constructivos,  Conviene insistir en que la protección contra incendios debe considerarse en todo tipo de edificios, con independencia del material estructural elegido. En el caso concreto del acero, la estabilidad de la estructura al fuego durante un período de tiempo determinado se garantiza por cualquiera de los sistemas descritos. El costo de la protección anticorrosiva y contra incendios en edificios del tipo estudiado, rara vez supera el 1,5% del presupuesto total. Esta cantidad puede ser notablemente inferior cuando los elementos estructurales quedan naturalmente protegidos por las obras de fábrica, siendo tanto menor cuanto mayor número de elementos estructurales queden ocultos.

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