PROTECCION ESTRUCTURA METALICA CONTRA EL FUEGO

CONCEPTOS DE PROTECCION PASIVA

PROTECCION PASIVA.Conjunto de materiales y su correcta aplicación cuya finalidad principal es evitar la aparición del incendio, evitar su propagación y favorecer su extinción

Los sistemas de protección pasiva intervienen en los condicionantes edificatorios. Se integran en el propio edificio, formando parte de él Son permanentes, siempre “están ahí” Precisan poco o ningún mantenimiento Con su presencia, su adecuado diseño, y su correcta aplicación, complementan la protección activa:

PROPORCIONAN TIEMPO para la evacuación y la extinción.

MINIMIZAN LOS DAÑOS MATERIALES, salvaguardando, por tanto, vidas y bienes.

LOS MATERIALES Y SISTEMAS DE PROTECCION PASIVA ACTUAN:  Proporcionando acabados y elementos que no provoquen el incendio o que no lo propaguen.

 Manteniendo la estructura del edificio estable en condiciones de incendio, evitando su colapso.

 Compartimentando en sectores de incendio para limitar la propagación del fuego, o potenciando la compartimentación existente.

 Eliminando los humos que el incendio pueda provocar  Disminuyendo o evitando el riesgo que presentan las instalaciones del edificio.

REQUISITOS NORMATIVOS DE ENSAYOS Y CLASIFICACION DE REACCIÓN Y RESISTENCIA AL FUEGO. NOMENCLATURA

El más importante agente es la NORMATIVA. Exige a los edificios las condiciones de REACCION Y RESISTENCIA AL FUEGO Los prescriptores DEBEN tener en cuenta esos requisitos. La inspección debe tener en cuenta QUE SE CUMPLAN antes de otorgar licencias. Los FABRICANTES deben garantizar al mercado que sus Soluciones cumplen con la Normativa.

SITUACIÓN ACTUAL DE LA NORMATIVA

CTE

RD 312/2005

RSCIEI

Normas de ensayo y clasificación

Edificación

FABRICANTES de productos y/o sistemas

Edificios Industriales

EXIGENCIAS NORMATIVAS SOBRE LOS ENSAYOS: CTE.El CTE exige en su punto 5.2 el marcado CE a los productos que se incorporen con carácter permanente a los edificios. Además se refiere a los DB para características técnicas específicas. El DB SI, en su Introducción, Sección V, párrafo 1 establece las condiciones de Reacción y Resistencia de acuerdo con las clasificaciones y Normas de ensayo establecidas en el RD 312/2005

Los Laboratorios de ensayo, mientras no aplique el marcado CE, deben estar acreditados de acuerdo con el RD 2200/1995 modificado por el 411/1997

EXIGENCIAS NORMATIVAS SOBRE LOS ENSAYOS: RSCIEI (Reglamento de Industria) Tal y como está redactado actualmente, sigue los requisitos de la NBE-CPI/96. El cumplimiento de los requisitos de Pasiva de la Normativa debe justificarse documentalmente: 1.- Certificación (en preparación) 2.- Mediante informe de ensayo según Normas específicas 3.- Contraste con Apendices

Hace, no obstante referencia a las EUROCLASES En la Guía de aplicación se adapta la clasificación y ensayos al RD 312/2005

CONVERSION EN EUROCLASES REAL DECRETO 312/2005 Entró en vigor el 2 de julio de 2005. Establece las clasificaciones de Reacción y Resistencia. Establece las Normas de Ensayo de Reacción. Establece las Normas de Ensayo de Resistencia que serán de aplicación (UNE EN) por familias de productos

Incluye una adaptación de las Exigencias Reglamentarias a las Euroclases. Por tanto, a partir de ese momento, quedaron aprobadas las Normas UNE EN y derogadas las UNE citadas en la NBE-CPI

REACCION AL FUEGO DEFINICION: Respuesta o comportamiento al fuego de los materiales y su contribución al desarrollo y propagación de un incendio.

FACTORES DE REACCION: Combustibilidad. Inflamabilidad

RESISTENCIA AL FUEGO DEFINICION: Tiempo durante el cual un sistema constructivo determinado mantiene en condiciones de fuego normalizadas determinadas características

CARACTERISITICAS DE RESISTENCIA: Capacidad portante Integridad. No aparición de fisuras, roturas, desprendimientos Aislamiento térmico para impedir que se alcancen temperaturas normalizadas en la cara no expuesta

CLASIFICACION EUROPEA EN EUROCLASES: Definida por Norma EN 13501 como norma de Clasificación:  Emisión de Informe de Clasificación  5 Partes: • Parte 1. Reacción al Fuego • Parte 2. Resistencia al Fuego (Elementos en general) • Parte 3. Resistencia al Fuego (Instalaciones de Servicio) • Parte 4. Resistencia al Fuego (Control de humo y calor) • Parte 5. Cubiertas Es de extrema Importancia el estricto control en la constitución de muestras y condiciones de ensayo, por sus repercusiones en el marcado de productos CE

NORMAS DE ENSAYO: RESISTENCIA AL FUEGO

Listado de Normas de Ensayo para cada elemento de construcción según necesidades de familias de producto

NORMAS AGRUPADAS SERIE EN 1363. Condiciones Generales de Ensayo ( 3 normas)

SERIE EN 1364. Elementos No Portantes ( 5 normas) SERIE EN 1365. Elementos Portantes (6 normas) SERIE EN 1366. Instalaciones de Servicio (11 normas) SERIE ENV 13381. Contribución a la Resistencia al Fuego (7 normas)

SERIE EN 1634. Puertas ( 3 normas) SERIE EN 1187. Cubiertas (1 norma / 3 partes) SERIE EN snft. Fachadas con Fuego Seminatural SERIE EN 13501. Clasificación (1 norma / 4 partes) SERIE EN ExAp. Guía de Extrapolación por Análisis (1 norma / 20 partes)

CARACTERISITICAS GENERALES DE LAS NORMAS EN 1.- Buscan el mayor realismo del ensayo 2.- Son normas específicas por familias de productos. Ya no se usa la misma Norma para sellados que para puertas, por ejemplo. 3.- Los ensayos se endurecen: Condiciones de fallo mas severas, termopares en puntos críticos… 4.- La temperatura del horno se mide con termopares placa, más inertes. Durante los primeros 15-20 minutos de ensayo son mas duros que los antiguos de punta. 900 800 600

C_Patrón

500

Media_Horno

400

Media_Punta

300 200 100 0 0: 00 :0 0 0: 02 :0 0 0: 04 :0 0 0: 06 :0 0 0: 08 :0 0 0: 10 :0 0 0: 12 :0 0 0: 14 :0 0 0: 16 :0 0 0: 18 :0 0 0: 20 :0 0

Temperatura

700

Tiempo

CARACTERISITICAS GENERALES DE LAS NORMAS EN 5.- Admiten el ensayo bajo diversas curvas de fuego o acciones térmicas: Programas Térmicos Normalizados 1200

1000

600

Hidrocarburos NPD 400

Estándar Exterior 200

Cal. Lento

Tiempo (min)

240

230

220

210

200

190

180

170

160

150

140

130

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

0

Temperatura (ºC)

800

CARACTERISITICAS GENERALES DE LAS NORMAS EN

6.- Las normas incluyen “Campo de Aplicación”, por el que el elemento puede ser modificado sin variar la clasificación 7.- La Norma EN exep., para Extrapolaciones por Análisis, estudia como preservar un grado de Resistencia al Fuego en aplicaciones concretas de cada producto, incluso indicando las modificaciones

Extrapolación por Análisis (ExAp) Campo de Aplicación Directa Prototipo

Ensayo de protección a viga de acero con pintura

Final de ensayo de protección a pilares de acero con pintura

CLASIFICACIONES DE RESISTENCIA CLASIFICACION BÁSICA

R:

Resistencia mecánica. Capacidad de soportar cargas.

E:

Integridad. No aparición de fisuras, roturas, etc que permitan pasar llamas.

I:

Aislamiento Térmico en cara no expuesta. EQUIVALENCIAS (Aproximadas):

R

=

EF

E

=

PF (sin carga)

EI

=

RF (sin carga)

REI

=

RF (con carga)

PROTECCION DE ESTRUCTURAS ESTRUCTURA METÁLICA

NORMAS DE ENSAYO DE PROTECCION DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES:

Familia de Normas UNE ENV 13381. PARTE 1.- Membranas protectoras horizontales PARTE 2.- IDEM Verticales PARTE 3.- Protección de elementos de hormigón (Forjados, pilares y vigas) PARTE 4.- Protección de estructura de acero con placas, morteros (y pinturas) PARTE 5.- Protección de elementos mixtos: forjados de chapa colaborante. PARTE 6.- Protección de pilare rellenos de hormigón

PARTE 7.- Protección de estructuras de madera. PARTE 8.- Protección de estructuras de acero con pintura (NUEVA)

Ventajas de la estructura metálica: Resistente Esbelta

Rápida de instalar Incombustible A1

EN CASO DE INCENDIO: - La capacidad de soportar carga disminuye con la temperatura. - Al alcanzar la Tª Crítica, pierde su capacidad portante, y colapsa.

RESISTENCIA AL FUEGO DE PERFILES METALICOS SIN PROTEGER

Con Norma Europea:

R: Mantenimiento de la Capacidad Portante DEFINICION: Aptitud de un elemento constructivo portante de permanecer inalterado en su función de soportar cargas

Estructura Metálica: Tiempo que una determinada estructura tarda en perder su capacidad portante en condiciones normalizadas Tiempo que se tarda en alcanzar la Tª Crítica

FACTORES QUE AFECTAN A LA PROTECCION FACTORES DEL SOPORTE: 1.- Carga soportada (Tª Crítica) 2.- Tipo de perfil (Factor Hp/A) 3.- Situación en obra (viga, pilar, cercha…)

FACTORES DE LA PROTECCION:

A) Densidad B) Aislamiento () C) Humedad

Espesor

D) Adherencia FACTORES NORMATIVOS: Norma NBE CPI/96 Reglamento de Industria: RSCIEI

FACTOR DE FORMA. DEFINICION Factor que relaciona el área de entrada de calor al perfil a proteger y el volumen de acero a calentar, por unidad de longitud.

Factor Hp/A=

Perímetro de la sección expuesto al fuego Area de la sección

El Area de la Sección (en m2) depende únicamente del tipo de perfil considerado (IPN 200, HEB 500…) El Perímetro expuesto al fuego depende de: Tipo de perfil Situación del perfil en obra (nº de caras expuestas)

Protección en contorno o en caja

Cuando se usan placas, el factor Hp/A se calcula en cajeado:

El Area de la Sección es siempre el mismo para cada perfil.

Programas Térmicos Normalizados 1200

En el horno se aplica el programa térmico normalizado apropiado. La Temperatura se mide con termopares tipo placa.

800

600

Hidrocarburos

400

Estándar Exterior 200

Cal. Lento

240

230

220

210

200

190

180

170

160

150

140

130

120

110

90

100

80

70

60

50

40

30

20

0

0

10

Temperatura (ºC)

1000

Tiempo (min)

SE OBTIENE UNA TABLA DE ESPESORES: Esta tabla es individual para cada producto

ENSAYO DE PROTECCION DE ESTRUCTURAS DE ACERO. Norma de Ensayo ENV 13381 PARTE 4 Según RD 312/2005 Se ensayan: 2 vigas largas cargadas 2 vigas cortas sin carga Un nº de pilares cortos entre 4 y 20 Un pilar largo con o sin carga (dependiendo del sistema) Son tres o cuatro sesiones de ensayo Se mide la evolución de la temperatura en la superficie metálica Se aplica un método de cálculo estadístico

Protección Estructural en el CTE

Protección Estructural en el RSCIEI

Posibles modificaciones por: Cubierta ligera, presencia de rociadores, presencia de evacuación de humos, etc.

PROTECCION DE ESTRUCTURA METÁLICA

EN CASO DE INCENDIO: - La capacidad de soportar carga disminuye con la temperatura. - Al alcanzar la Tª Crítica, pierde su capacidad portante, y colapsa.

Dependiendo de la carga aplicada, la Tª Crítica oscila entre 400 y 700 ºC. Usualmente, se toma como valor medio 500 ºC

ES NECESARIO PROTEGER LA ESTRUCTURA Y AUMENTAR EL TIEMPO DE RESISTENCIA

PRODUCTOS Y SISTEMAS

PROTECCION CON MORTEROS DEFINICIÓN: Sistema de protección a base de productos de tipo hidráulico con cargas especiales.

COMPOSICIÓN: Ligantes hidráulicos: Cemento, Yeso, Cal Cargas minerales: Perlita, Vermiculita, Fibras minerales

Aditivos: Retenedores de agua, endurecedores, potenciadores de adherencia…

TIPOS: Fibras proyectables. Morteros hidráulicos proyectables

FIBRAS PROYECTABLES Fibras minerales Densidad Kg/m3

220-250

Fibras con cemento 400-800

Conductividad térmica (aprox.)

0,032

0,032

Espesores aprox.

1 a 7 cm

1 a 6 cm

Uso de malla

Opcional

Opcional

Kcal/mhºC

Color

OTRAS:

Blanco grisaceo

Gris

Alta flexibilidad.

Baja resistencia mecánica, mejor con cemento

MORTEROS DE VERMICULITA Yeso, Perlita y Vermiculita

Cemento, Perlita y Vermiculita

Densidad Kg/m3

500-800

500-800

Conductividad térmica (aprox.) Kcal/mhºC

0,05

0,10

Espesores

1 a 6 cm

1 a 6 cm

Uso de malla

Opcional

Necesaria

Color

Blanco

Gris

OTRAS: Alta Resistencia Mecánica, especialmente el de cemento

MORTEROS PROYECTABLES: SISTEMA  Perfil  Imprimación  Mortero SUPERFICIE: Limpia, sin óxido, imprimada. APLICACIÓN: Manual y/o proyección ACABADOS: Rugoso o alisado. Admiten pinturas MALLA DE REFUERZO: Puede ser necesaria en ciertos casos

Válido hasta R 240 Mecánicamente resistente. Algunos resisten chorro de agua. Rápidos y fáciles de instalar, por proyección.

LAS MALLAS METALICAS SON OPCIONALES EN GENERAL. SU USO ES NECESARIO EN LOS CASOS SIGUIENTES MALLA DE TIPO NERVOMETAL: - Para potenciar adherencia - En vigas Boyd - En perfiles dobles con platabandas

MALLA DE TIPO GALLINERO: - Para refuerzos internos, en casos especiales:

Vibraciones Aumentar Resistencias

EQUIPO PARA PROYECTABLES VIA SECA

EQUIPO PARA PROYECTABLES VIA HUMEDA MEZCLA MANUAL

MAQUINA DE MEZCLA AUTOMÁTICA Tolva de alimentación del mortero Motor del sinfín de la tolva

Motor del mezclador continuo Cámara de mezcla del mortero y el agua

Salida de la mezcla a la manguera.

Cuadro eléctrico

Debe incluir compresor y manguera de aire hasta la boquilla de la manguera

Toma de agua con medidor y control de flujo

PROTECCION CON PINTURAS DEFINICIONES: PINTURA IGNIFUGA: Pintura con Reacción al Fuego M1. No contribuye al incendio, pero no protege al soporte. PINTURA INTUMESCENTE: Sistema de protección reactivo. Sus componentes, al calentarse, generan una espuma aislante, mediante reacciones endotermicas.

TIPOS DE PINTURAS INTUMESCENTES: PINTURAS AL DISOLVENTE PINTURAS AL AGUA PINTURAS MIXTAS (Contienen disolvente, pero se diluyen y se limpia con agua)

INTUMESCENCIA: Capacidad de un material de hincharse con la temperatura formando una capa aislante del calor

SISTEMA DE PINTURA  Perfil metálico  Imprimación Anticorrosiva  Capas de Pintura Intumescente Aplicación mediante rodillo, pistola airless o brocha.  Capa de acabado

Sistema completo: Imprimación, Intumescente y Acabado Sistema para R 30 La preparación de la superficie es importante

Tabla de micraje de pinturas. Algunas pinturas llegan hasta R120

Por encima de 60 min. se requieren espesores demasiado altos para resultar económicos.

PROTECCION ESTRUCTURAL DIRECTA CON PLACAS

DEFINICION DE PLACA: Elemento autoportante sólido de forma trapecial y sección rectangular en la que dos de sus dimensiones predominan sobre la tercera.

Pallet de placa de silicato PROMATECT®

VENTAJAS DE LAS PLACAS:

• Gran versatilidad de aplicación • Trabajo en seco • Instalación rápida y limpia

• Espesores controlados • Muy buenos acabados • Funcional desde el momento de la instalación

El factor Hp/A se calcula en cajeado:

El Area de la Sección es siempre el mismo para cada perfil.

PILARES:  Perfil metálico  Placas. Espesor según factor Hp/A  Juntas entre placas. Pueden requerir tratamientos específicos

 Elementos de fijación: grapas, tornillos, etc. Pueden requerir estructura auxiliar.

PROTECCION DESDE R30 A R 180

VIGAS:

 Perfil metálico  Placas. Espesor según factor Hp/A  Tabicas auxiliares de soporte  Tiras para proteger las juntas. Solo con placa simple.  Juntas entre placas. Pueden requerir tratamientos específicos  Elementos de fijación: grapas, tornillos, etc. Pueden requerir estructura auxiliar.

SISTEMAS DE TECHOS PARA PROTECCION ESTRUCTURAL

ENSAYO DE TECHOS. CRITERIOS DE Tª



 Tª sobre la protección (techo) > 140 ºC + Tª amb. como media, > 180ºC + Tª amb. como máxima EI XX (RF XX) Techo Independiente o de membrana

ENSAYO DE TECHOS. CRITERIOS DE Tª



 Tª en el intradós < 400ºC (absoluta) R xx para forjados de chapa colaborante < 530ºC (absoluta) R xx para estructura de acero < 600ºC (absoluta) R xx para vigas y forjados de hormigón

ENSAYO DE TECHOS. CRITERIOS DE Tª



 Tª sobre la viga de acero < 500 ºC (absoluta) R xx (EF xx) para estructura de acero Techo estable al fuego

ENSAYO DE TECHOS. CRITERIOS DE Tª 

 Tª sobre el forjado > 140 ºC + Tª amb. como media, > 180ºC + Tª amb. como máxima Clasificación REI xx (RF xx) del forjado protegido.

TECHO ESTABLE Diseñado para proteger del fuego estructuras y forjados de hormigón, bovedilla y chapa. Sistema de instalación muy sencillo, de tipo tradicional (perfiles de chapa galvanizada y varillas) Estable hasta 180’ Combinado con el forjado alcanza clasificaciones hasta REI 180

EI 60 TECHOS INDEPENDIENTES Diseñados para servir de compartimentación para fuego desde abajo. Incluyen la característica de aislamiento térmico (I) Clasificables EI, hasta 120’

EI 120

Sencillos de montar, ligeros. Admiten registros, huecos para luminarias, etc.

JUSTIFICACION DE COMPORTAMIENTO: CERTIFICACION

MATERIALES: REQUIERE NORMA ARMONIZADA DE PRODUCTO

MARCADO

SISTEMAS CONSTRUCTIVOS: REQUIERE DITE (Documento de Idoneidad)

MARCADO

VIA DITE

- ENSAYOS CON NORMA UNE-EN DE RESISTENCIA PARA EL USO PREVISTO - ENSAYOS DE EXPOSICION AMBIENTAL - NIVEL 1 DE CERTIFICACION. REQUIERE ORGANISMO NOTIFICADO - OBTENCION EN CUALQUIER PAIS DE LA COMUNIDAD. VALIDO PARA TODOS CUANDO ENTRE EN VIGOR

ORGANISMOS NOTIFICADOS EN ESPAÑA PARA DITE’s.Instituto de Tecnología de la Construcción de Cataluña - ITeC

Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc).

RESPONSABILIDAD DEL INSTALADOR La aplicación de todos los sistemas de Protección Pasiva son trabajos delicados y de responsabilidad. La aplicación de estos productos debe ser confiada a profesionales, con personal preparado.

De la correcta aplicación depende el resultado final del sistema de protección.

HASTA EL MARCADO CE LOS APLICADORES DEBEN APORTAR LOS DOCUMENTOS SIGUIENTES:

•Certificado de Aplicación conforme a Ensayo •Variaciones, detalles especiales y posibles exclusiones por necesidades de obra y prescripción. •Alcance de los trabajos realizados •Informe de ensayo de la Solución empleada

•Documentación técnica del producto utilizado •Certificado de Control de Calidad de la instalación, que incluya medición de espesores...

TECNIFUEGO-AESPI Asociación de empresas del sector prepara guías de instalación específicas por tipos de producto:

Objetivo: Definir aspectos relativos a la instalación y el mantenimiento de los distintos sistemas de Protección Pasiva: -Requisitos que debe cumplir el instalador -Responsabilidades del instalador -Responsabilidades del fabricante -Documentación necesaria para el instalador

-Mantenimiento. GUIAS (En preparación).Placas

Morteros Pinturas tienen Normas UNE específicas.