¿Cómo se evalúa la Resistencia al Fuego?

En el post que os presento hoy vamos a abordar los conceptos básicos sobre la Resistencia al Fuego.

Objetivo de la Resistencia al Fuego

La misión de la resistencia al fuego es determinar el tiempo que un elemento o sistema constructivo es capaz de mantener las características relacionadas con su capacidad portante y/o integridad y/o aislamiento cuando está expuesto a temperaturas similares a las que pueden encontrarse en un incendio totalmente desarrollado (cercanas a los 1000ºC). Además es posible evaluar otras características como por ejemplo la radiación o la estanquidad ante el humo.

Dado que las muestras que se ensayan en resistencia al fuego son sistemas constructivos completos, los ensayos se llevan a cabo en hornos de ensayo especiales donde se instalan unos bastidores con las muestras.

Para alcanzar las temperaturas que simulen las condiciones de los incendios, se emplean las curvas de calentamiento. Hay diferentes tipos de curvas que estarán en función del escenario de incendio que se tome como referencia.

El tipo de curva que se deberá seguir durante un ensayo vendrá descrito en la norma de referencia aplicable al sistema constructivo.

Algunos ejemplos se curvas de calentamiento son:

  • Curva normalizada tiempo/temperatura
  • Curva de calentamiento lento (IncSlow)
  • Fuego semi-natural (Sn)
  • Curva de exposición a un fuego exterior (Ef)
  • Temperatura constante

Características de comportamiento

Las características que se incluyen en una clasificación de resistencia al fuego y que son obtenidas de los ensayos son las siguientes:

R: Capacidad portante del elemento, es la capacidad del elemento constructivo de soportar, durante un periodo de tiempo y sin pérdida de la estabilidad estructural, la exposición al fuego en una o más caras, bajo acciones mecánicas definidas.

Los criterios proporcionados para evaluar un colapso inminente variarán en función del tipo de elemento portante.

E: Integridad del elemento, es la capacidad que tiene el elemento constructivo con función separadora, de soportar la exposición al fuego solamente en una cara, sin que exista transmisión del fuego a la cara no expuesta debido al paso de llamas o de gases calientes. Esto puede producir la ignición de la superficie no expuesta o de cualquier material adyacente a esa superficie.

Para valorar la integridad de un elemento se lleva a cabo mediante las siguientes observaciones:

– Grietas o aberturas que superen las dimensiones establecidas.

– Ignición de una almohadilla de algodón.

– Llama mantenida en la cara no expuesta.

I: Aislamiento térmico, es la aptitud del elemento constructivo para soportar la exposición al fuego en un solo lado, sin que se produzca la transmisión del incendio debido a una transferencia de calor significativa desde el lado expuesto al no expuesto. La transmisión debe limitarse de forma que no se produzca la ignición de la superficie no expuesta, ni de cualquier material situado en la proximidad a esa superficie. El elemento también debe constituir una barrera para el calor, suficiente para proteger a las personas próximas a él.

Para evaluar esta característica, hay dos criterios generales que se deben cumplir:

– Temperatura media en la cara no expuesta.

– Temperatura máxima.

Características de comportamiento opcionales

Además de los anteriores, en determinados elementos o sistemas constructivos se pueden requerir parámetros de comportamiento adicionales o ampliar la clasificación con otros parámetros de comportamiento.

W: Radiación, es la aptitud del elemento constructivo para soportar la exposición al fuego en una sola cara de forma que se reduzca la posibilidad de transmisión del fuego debida a una radiación significativa de calor a través del elemento, o bien desde la cara no expuesta a los materiales adyacentes. En los ensayos donde se precise la característica de radiación, el valor máximo de la radiación no debe exceder 15 kW/m2, medido como se establece en el ensayo normalizado.

M: Acción Mecánica, es la aptitud del elemento para soportar impactos, y representa el caso en el que un fallo estructural de otro componente en un incendio provoca un impacto sobre el elemento considerado. El elemento es sometido al impacto de una fuerza predefinida poco después del tiempo para la clasificación R, E y/o I deseada. Para tener su clasificación complementada con M, el elemento debe resistir el impacto sin perjuicio del comportamiento R, E o I.

C: Cierre automático, es la aptitud de una puerta o ventana abierta para cerrarse completamente sobre su marco y enganchar cualquier dispositivo con pasador que pueda estar instalado, sin intervención humana, mediante la energía almacenada, o mediante la red de suministro de energía eléctrica respaldada por la energía almacenada en caso de fallo de energía eléctrica. Se aplica a elementos que normalmente se mantienen cerrados y que deben cerrarse automáticamente después de cada apertura. También se aplica a elementos que normalmente se mantienen abiertos y que deben cerrarse en caso de incendio, y a elementos que funcionan mecánicamente que también deben cerrarse en caso de incendio.

Los ensayos de aptitud del cierre automático se realizan en condiciones ambiente (y están sujetos a una clasificación de durabilidad en función del uso previsto). El ensayo debe ser del tipo pasa/no pasa. Los requisitos del ensayo se especifican en la Norma EN 14600.

S: Estanquidad al humo, es la capacidad de un elemento para reducir o eliminar el paso de los gases o del humo de un lado a otro del elemento. Hay dos tipos de estanquidades en función de la temperatura. Sa que se asocia a temperatura ambiente y Sm que considera la estanquidad a temperatura ambiente como a 200ºC

G: Resistencia al fuego de hollín, es la capacidad para resistir este tipo de fuego. Esta clasificación se emplea en chimeneas y sus productos asociados

K: Aptitud de protección ante el fuego, es la aptitud que tiene un revestimiento de pared o de techo para proporcionar protección frente a la ignición, carbonización y otros daños del material que se encuentra detrás del revestimiento, durante un período de tiempo especificado. En función del periodo de clasificación, podemos tener K1 para periodos de clasificación de 10 min o K2 para periodos de clasificación de 10 min, 20 min o 30 min.

Periodos de clasificación

Como se indicó anteriormente, los ensayos de resistencia al fuego miden el tiempo que el elemento o sistema es capaz de garantizar las características relacionadas con su capacidad portante y/o integridad y/o aislamiento. Por tanto, los resultados de los ensayos están asociados siempre a periodos de tiempo (en minutos). Los periodos de tiempo disponibles son: 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 o 360.

Bibliografía

UNE-EN 13501-2+A1. “Clasificación en función del comportamiento frente al fuego de los productos de construcción y elementos para la edificación. Parte 2: Clasificación a partir de datos obtenidos de los ensayos de resistencia al fuego excluidas las instalaciones de ventilación.

UNE-EN 13501-3:2007+A1:2010 Clasificación en función del comportamiento frente al fuego de los productos de construcción y elementos para la edificación. Parte 3: Clasificación a partir de datos obtenidos en ensayos de resistencia al fuego de productos y elementos utilizados en las instalaciones de servicio de los edificios: Conductos y compuertas resistentes al fuego

UNE-EN 13501-4. “Clasificación en función del comportamiento frente al fuego de los productos de construcción y elementos para la edificación. Parte 4: Clasificación a partir de datos obtenidos en ensayos de resistencia al fuego de componentes de sistemas de control de humo”.

Diseño de Instalaciones de Protección contra Incendios (PCI)

Sobre Antonio Galán 47 Artículos
Antonio es Licenciado en Química (Univ. Alcalá de Henares), dispone del Postgrado de Perito de Seguros, Incendios y Riesgos Diversos (Univ. Barcelona e INESE) y del Curso Europeo Superior de Seguridad contra Incendios (CFPA-Europe y Cepreven). Además y como complemento a la formación anterior, ha realizado el Curso de Inspección y Evaluación de Multirriesgos en Industrias y el Seminario Modular de las normas NFPA 13, 20 y 25. (Cepreven). En la actualidad, Antonio desarrolla su actividad profesional prestando servicios de consultoría en materia de seguridad contra incendios, especializado en Reacción al Fuego. A nivel nacional, ostenta el cargo de Presidente del subcomité de normalización de los ensayos de Reacción al Fuego de materiales (CTN-23-SC6), es vocal del subcomité de normalización de Ingeniería de Seguridad contra Incendios (CTN-23-SC8), es miembro de la Comisión Técnica del Código Técnico de la Edificación (CTE DB SI-Seguridad en caso de incendio) y colabora habitualmente con la Asociación para la Prevención y Protección de Riesgos (Cepreven) en cursos y jornadas técnicas sobre protección pasiva. A nivel europeo, asiste como delegado español a las reuniones internacionales del CEN/TC 127 "Fire Safety in Buildings" y como experto nacional en los grupos de trabajo europeos incluidos en este comité europeo (WG4 “Reaction to Fire”, WG5 “Roofs” y WG7 “Classification”). En el pasado, su actividad profesional se desarrolló durante 9 años en el laboratorio de ensayos de reacción al fuego de AFITI-LICOF siendo destacable la posición de Director Técnico de Laboratorio y la de profesor del Master en Ingeniería de Protección contra Incendios de la Universidad de Comillas y de la Asociación de Profesionales de Ingeniería de Protección contra Incendios (APICI). Además, tras finalizar su Postgrado de Perito de Seguros, Incendios y Riesgos Diversos, colaboró con un gabinete pericial.