INVESTIGACIÓN DE INCENDIOS: INCENDIOS EN LOS EDIFICIOS DE HORMIGÓN ARMADO

MIGUEL CASTRO

En un incendio cuando se inicia un fuego, se le llama punto crítico de ignición, que se sitúa en torno a los 273ºC y hasta aquí, solamente la estructura de aluminio se vería afectada.

Por encima de 40 minutos de fuego equivalente ya estamos hablando de un incendio importante con riesgo para la vida humana.

Para tener una referencia de cómo afectan las altas temperaturas a los materiales, diremos que a los 400°C el acero se vuelve dúctil y a los 600° se produce una bajada brusca de su resistencia.

Port tanto, el hormigón comienza deteriorarse a temperaturas superiores a los 380ºC en periodos prolongados a tiempo. A los 400ºC se produce una perdida de resistencia entre 15-25% según sea áridos calizos o silíceos. Por encima de los 800ºC deja de poseer una resistencia a la compresión viable, y se debilitará en mayor medida al enfriarse cuando se apague el fuego.

Los áridos calizos son menos sensibles a la acción del fuego, por tener menor conductividad térmica.

Cuando quedan las armaduras al descubierto, hay que fijarse si el acero con que fue construido es de dureza natural o estirado en frio.

En los estirados en frio será más grave que al tratarse de dureza natural, puesto que la acción del fuego, produce una disminución del limite elástico y de la tensión de rotura.

El acero tiende a dilatar y el hormigón no. Esto produce compresiones y fisuras, después se produce el enfriamiento y la rotura.

¿ qué efectos producen las altas temperaturas sobre el comportamiento estructural?

- En el caso de una pieza que esté simplemente apoyada, se produce su alargamiento, sin más.

- Si la pieza está coartada en sus extremos, aparecen esfuerzos horizontales que pueden ser de gran magnitud y genera compresiones en la cara inferior de la pieza y tracciones en la cara superior.

A tener en cuenta:

Siempre debe de inspeccionarse la cara superior de un piso que haya sufrido un incendio en la planta inferior.

Caso de pórtico 1.

En el caso de dilatación de un dintel, puede llegar incluso a producirse el agotamiento por esfuerzo cortante en las cabezas de los pilares en los empotra.

Este dilatación de los elementos lineales, no solo traducen esfuerzos de compresión, sino una variación importante de los momentos flectores en los nudos.

Caso de pórtico 2

En el caso de la dilatación de los pilares se produce un importante incremento de los momentos negativos.

En los extremos de las vigas en el nudo que entregan al pilar y una aparición de momentos positivos en los nudos opuestos.

Se llega a una inversión del signo del momento para el que ha sido diseñada.

En el caso del acero pretensado se acusa mucho más:

cuando el hormigón sufre pérdidas del 35% estaríamos hablando de que el acero pretensado pierde un 60-70% de su capacidad

A continuación presento un ensayo de penetración de calor en la masa de hormigón.

Se aplicó una temperatura de 800ºC con indicación en grados de la penetración del calor.

Efecto spalling.-

Consiste en la pérdida significativa del espesor en el recubrimiento del hormigón.

Tiene lugar rápidamente iniciándose a los 100-150ºC como resultado del impacto térmico y el cambio de estado del agua intersticial.

Las moléculas internas de agua se convierten en vapor de agua y debido a la densidad del hormigón, no pueden escapar eficientemente a través de la sección y la presión interna aumenta.

Y cuando esta presión es superior a la resistencia, comienza el proceso de microexplosiones que desprende el recubrimiento y va dejando cada vez más expuesta la armadura.

El despedimiento de amplias lajas de hormigón, de las superficie planas, con armadura al descubierto, indica que la adherencia está destruida.

Pero también hay variables del comportamiento del hormigón al fuego:

- Su tamaño. Cuanto mayor sea su sección, mejor comportamiento.

- El recubrimiento de la armadura. Cuanto mayor sea la distancia al eje el elemento a armar, mejor comportamiento al fuego.

- Porosidad. Cuanto menos poroso sea el hormigón, peor comportamiento al fuego.

Y finalmente, solo quiero aportar un comparativo de los tres tipos de estructuras.

Un saludo.

Miguel Castro (32 años de servicio Jubilado)
Subinspector Bomberos Ayunto. Madrid - España

Escritor del libro "INVESTIGACIÓN DE INCENDIOS EN LOS CUERPOS DE BOMBEROS"