UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL

DESCRIPCION Y ANALISIS DE INCENDIOS IMPORTANTES PARA PROPONER CRITERIOS DE DISEÑO

MEMORIA PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO CIVIL

MARIO IGNACIO SAILER LANTADILLA

PROFESOR GUÍA: DAVID CAMPUSANO BROWN

MIEMBROS DE LA COMISIÓN: GABRIEL RODRIGUEZ JAQUE MIGUEL BUSTAMANTE SEPULVEDA

SANTIAGO DE CHILE ENERO 2007

RESUMEN DE LA MEMORIA PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO CIVIL POR: MARIO SAILER LANTADILLA. FECHA: 25/01/2007 PROF.GUIA: Sr. DAVID CAMPUSANO BROWN. “DESCRIPCIÓN Y ANÁLISIS DE INCENDIOS IMPORTANTES PARA PROPONER CRITERIOS DE DISEÑO" La amenaza de un incendio en un edificio es una situación eventual indeseable pero que debe ser considerada como posible durante el diseño, tal como se considera la eventualidad de un sismo. Se ha desarrollado en estudios anteriores extensa investigación, principalmente determinando la capacidad de resistencia al fuego de los materiales utilizados en la construcción. Se han desarrollado métodos de protección, algunos de gran eficacia. Sin embargo existe otra área ,con estudios menos desarrollados, la que se refiere al comportamiento global de las construcciones desde el punto de vista de su diseño. El objetivo general de este trabajo es contribuir a mejorar los diseños futuros, mediante el estudio de casos reales de incendios ocurridos en edificios de uso comercial, industrial o similares. Todos estos casos se caracterizan por tener amplios espacios y alta densidad de carga combustible contenida. Los casos que se estudian se han extraído de informes de liquidaciones de seguros contra incendio que estaban contratados para estos edificios y su contenido. Se escogieron aquellos que aportaban información relevante respecto a la causa, propagación y efecto sobre los materiales. El análisis de los casos presentados permite observar que el fenómeno de aireación o tiraje tiene importancia fundamental en la potencia que alcanzará el incendio (energía disipada por unidad de tiempo) y estará directamente relacionada con la magnitud de los daños que encontraremos en un edificio siniestrado. Se concluye que es deseable un diseño de espacios que controlen el suministro de oxígeno para que en el caso de producirse un incendio, éste sea de la menor potencia posible, aumentando el tiempo que permita el desalojo y que los daños generados sean menores. Una forma habitual de diseño de edificios para uso industrial o comercial en nuestro país es el de estructura resistente vertical formada por pilares y/o muros, una zona amplia interior sin divisiones que generen barreras para el fuego y una cubierta de techo liviana. Esta situación desde el punto de vista de los incendios es la más perjudicial. Al iniciarse un incendio el fuego tiene acceso fácil a toda la carga combustible. No existen barreras. Rápidamente desaparece la cubierta de techo y el fuego recibe todo el oxígeno necesario para su propagación. De esta manera se genera un incendio de gran magnitud, muy peligroso para los ocupantes y personal de bomberos y muy destructivo para los elementos materiales del edificio. La realización de un buen diseño pensado para tener un buen comportamiento frente a un incendio debe incluir variados factores. En primer lugar, elementos de prevención: Disposición adecuada de la carga combustible, procedimientos seguros, sistemas de detección y extinción, conocimiento de los iniciadores potenciales. En segundo lugar, se debe ser muy cuidadoso en el diseño de los espacios. Se deben incorporar barreras verticales y horizontales que eviten la propagación y controlen la aireación y oxigenación. En tercer lugar, es indispensable cumplir con las exigencias de la normativa chilena acerca de la protección de los materiales. Se puede resumir, que se trata de un evento que enlaza múltiples factores, y mejores serán las soluciones en la medida que se logre un diseño integrado. Pareciera que la manera práctica de lograr este objetivo integral, sería la revisión y aprobación de los proyectos por profesionales calificados, en un Registro similar al creado para las revisiones sísmicas.

1

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a mi familia que fue un importante apoyo durante el desarrollo de este trabajo y durante toda mi carrera. Agradezco a Don David Campusano por permitirme realizar este trabajo bajo su guía y entregarme todo su conocimiento y apoyo. A Don Gabriel Rodríguez por mediante sus acotaciones ayudarme a concretar un mejor trabajo.

2

Tabla de Contenidos Página 1

Introducción y Antecedentes Generales

7

1.1 Introducción

7

1.2 Orientación de este trabajo

7

1.3 Ejemplos de casos reales

8

1.4 Criterios de clasificación de casos

7

1.5 Definiciones Básicas

9

1.5.1

Incendio

9

1.5.2

Combustión o Fuego

10

1.5.3

Resistencia al fuego

11

1.5.4

Estabilidad al fuego

12

1.5.5

Estanqueidad al fuego

12

1.5.6

Fuego Normalizado

12

1.5.7

Masividad o factor de forma

13

1.5.8

Poder calorífico

15

1.5.9

Carga combustible

15

1.5.10 Densidad de carga combustible

16

1.6

16

Exigencias de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones

3

2

Comportamiento de los materiales a la acción del fuego

20

2.1 Comportamiento del acero estructural frente a la acción del fuego

20

2.2 Comportamiento del hormigón armado frente a la acción del fuego

23

2.3 Comportamiento del hormigón pre y postensado frente a la acción del fuego

26

3

28

Casos

3.1 CMPC Tissue - Talagante

29

3.2 CMPC Mulchén

36

3.3 CMPC Tissue Puente Alto

45

3.4 Edificio Diego Portales

48

3.5 Falabella Lyon

56

3.6 Falabella Mall Vespucio – La Florida

60

3.6 Imprenta Seminario

62

3.7 Los Tres Montes – Mini Market – Bar Restaurant

68

3.7 Bodegas Mathiesen S.A.C.

72

3.8 Multitiendas Johnson’s

77

3.9 Pacific Star

80

3.10 Standard Wool

83

3.11 Supermercado San Francisco – Rengo

105

3.12 Resumen Casos

118

4

4

Análisis del comportamiento de los materiales como elementos estructurales

121

4.1 Radieres

121

4.2 Soportes verticales

122

4.3 Revestimiento perimetral

124

4.4 Estructura de entrepiso

124

4.5 Estructura de techo

127

4.6 Cubierta de techo

127

5

Análisis del comportamiento de la estructura y la recuperación de la capacidad estructural

128

5.1

Análisis de un incendio desde un punto de vista energético

128

5.2

Análisis del comportamiento de una estructura según su planimetría

130

5.2.1

Estructuras de cubierta liviana

130

5.2.2

Estructuras de uno o varios niveles con losas o diafragmas horizontales

132

6 Conclusiones y Comentarios Respecto del Diseño

134

6.1

Prevención

134

6.1.1

Sobre la disposición de la carga combustible

134

6.1.2

Iniciadores potenciales de un incendio

135

6.1.3

Implementación de procedimientos seguros

137

6.1.4

Sistemas de detección temprana

137

6.1.5

Sistemas de extinción

138

6.1.6

Capacitación del personal

140

6.2

Diseño de los espacios

140

6.2.1

Ventilación abierta

141

5

6.2.2

Barreras verticales

142

6.2.3

Control de aireación y ventilación

143

6.3

Selección de los materiales y su protección

144

6.4

Factores legales y financieros que estimulan un buen diseño

145

7 Conclusiones y Comentarios respecto del comportamiento de los Materiales

146

7.1

146

Respecto del comportamiento de los materiales

7.1.1

Respecto del comportamiento del acero estructural

146

7.1.2

Respecto del comportamiento del hormigón armado

147

7.1.3

Respecto del comportamiento del hormigón pre y postensado

148

7.1.1.1

Cables pretensados

148

7.1.1.2

Cables postensados

149

7.2

Protección pasiva específica para los materiales

150

7.2.1

Protección para el hormigón armado

150

7.2.2

Protección para el acero estructural

151

Comentario Final

153

Bibliografía

154

Anexo A: Cálculo de barrera horizontal para el caso del edificio Diego Portales

156

Anexo B: Capítulo 9.3 Fire Resistance. PCI Design Handbook Traducción del manual del Precast Concrete Institute

6

161

CAPITULO 1:

INTRODUCCION Y ANTECEDENTES GENERALES

1.1 INTRODUCCION El incendio es un evento indeseable que puede causar grandes pérdidas materiales e incluso vidas humanas. El desarrollo natural de la ingeniería, dirigida a diseñar y construir ingenios humanos y preservarlos, está en continuo avance para mejorar los conocimientos y métodos para lograrlo. En el presente trabajo se examinan casos de incendios reales, para observar las causas, el desarrollo del siniestro y sus consecuencias, para de la observación lograda, conclusiones que permitan

obtener

desde la práctica proyectar criterios para intentar mejorar los

diseños futuros. Más que soluciones definitivas, se pretende determinar problemas que podrán ser abordados con mayor precisión en futuros trabajos de investigación. Por lo tanto el presente trabajo es más bien de observación y de conclusiones cualitativas que cuantitativas, ya que en los incendios mismos no hay posibilidad de mediciones excepto por la observación de sus efectos, que nos permite deducir rangos de temperatura y tiempos. Las conclusiones se han separado en dos capítulos. En el sexto se incluyen aquellas respecto al diseño, y en el séptimo las conclusiones respecto de los

efectos observados en los

materiales componentes de las construcciones afectadas.

1.2 ORIENTACION DE ESTE TRABAJO Se ha decidido orientar este trabajo hacia estructuras de uso comercial e industrial, principalmente bodegas y usos de edificios de alta carga combustible. Estos edificios tienen mucho riesgo de sufrir incendios los que al ocurrir son generalmente catastróficos o generan un daño grave a la estructura.

7

1.3 EJEMPLOS DE CASOS REALES Para realizar el estudio se ha trabajado con casos de incendios reales ocurridos en edificios industriales, comerciales y similares situados en distintos lugares de Chile a partir del año 1994. Todos ellos se caracterizan por tener una alta carga combustible. Se han escogido casos variados que presentan distintas técnicas de construcción y distintos materiales con el objetivo de tener ejemplos representativos que permitan entender los métodos de propagación de un incendio en este tipo de construcciones y obtener datos cuantitativos y cualitativos del comportamiento de los materiales y sus métodos de protección en incendios reales.

1.4

CRITERIOS DE CLASIFICACION DE CASOS

Los casos han sido fichados y clasificados para tener un ordenamiento que permita comparar de mejor forma los resultados. Se han clasificado de acuerdo a dos criterios; según su diseño y según su materialidad. •

Según su Diseño: De acuerdo a este criterio los casos se han clasificado en: a.- Estructuras de cubierta liviana que derivan en abiertas hacia arriba. a.1.- Sin barreras verticales interiores resistentes al fuego. a.2.- Con barreras verticales interiores. b.- De uno o varios niveles con losas o barreras horizontales resistentes al fuego.

8

•

Según el Material Estructural: De acuerdo a este criterio los casos se han clasificado en: a.- Estructuras soportantes verticales y horizontales de acero b.- Estructuras soportantes verticales de hormigón armado y horizontales de acero c.- Estructuras soportantes verticales y horizontales de hormigón armado.

1.5 DEFINICIONES BASICAS Para poder comprender el origen y los factores que llevan a que el fuego en una estructura se convierta en un evento sin control, es necesario conocer distintos conceptos relacionados con la combustión y características de los materiales. A continuación se darán a conocer una serie de conceptos y definiciones que permitirán en el transcurso de este trabajo describir y analizar casos de incendios reales. Estos conceptos se encuentran definidos en la norma NCh 933 Of.97 – Prevención de incendio en edificios – Terminología.

1.5.1

INCENDIO (NCh 933 Of.97 – Prevención de incendio en edificios – Terminología)

Un incendio se define como un fuego no controlado de grandes proporciones que puede surgir súbita o gradualmente y puede llegar a ocasionar lesiones o pérdida de vidas humanas, animales, graves deterioros en la estructura o deterioro ambiental.

9

1.5.2

COMBUSTION O FUEGO (NCh 933 Of.97 – Prevención de incendio en edificios – Terminología)

La combustión o como comúnmente se le llama, fuego, es un fenómeno químico exotérmico, durante el cual se genera luz y calor. Puede destacarse la combustión ígnea, la cual no genera llama por lo que tampoco genera luz. Esta reacción se produce entre un combustible y un comburente cuando la temperatura alcanza el nivel de ignición. De esta manera entonces deben existir tres elementos para que se produzca una combustión:

-

•

Material combustible

•

Oxígeno (comburente)

•

Temperatura de ignición

Material combustible: Un material combustible se define como un sólido, líquido o gas

que puede ser oxidado rápidamente. Actúa como agente reductor, es decir, es capaz de reducir un agente oxidante. Al reaccionar el material combustible con el oxígeno del aire a una temperatura específica, la cual depende de las características del material, se desprende calor y luz, se consumen elementos como carbono, hidrógeno y azufre que componen el material y se generan residuos tales como humos y cenizas. -

Oxígeno (comburente):

En la combustión el oxígeno actúa combinándose con el

combustible produciendo la oxidación. Una oxidación es una reacción química en la cual una sustancia se combina con el oxígeno. El oxígeno se encuentra naturalmente en el aire, y es de él de donde se alimenta un incendio. En una construcción, por más cerrada que ésta sea, siempre existirá aire suficiente para que se inicie el fuego, sin embargo en estructuras abiertas o que derivan a ser abiertas esta condición se ve favorecida acelerando la reacción y ocasionando fácilmente un fuego sin control.

10

-

Temperatura de ignición:

Para que se inicie una combustión, debe aumentar el nivel

de energía, desencadenando un aumento en la actividad molecular de la estructura química de una sustancia. La temperatura de ignición es una característica propia de cada material y es la temperatura a la cual se inflaman los gases desprendidos previamente por el material combustible.

Al iniciarse la combustión se genera más calor formándose una reacción en

cadena que provoca que continúe el proceso de liberación de gases por parte del material combustible, los cuales se encienden y perpetúan la combustión hasta reducir el material a cenizas incombustibles. La velocidad de la reacción dependerá de las características de los tres factores antes nombrados. Mientras mayor sea el estado de subdivisión del combustible, mayor será la velocidad de combustión. Y por el contrario, mientras más denso sea el material la combustión se realizará de manera más lenta. De la misma manera la cantidad de comburente afectará también la reacción. Al aumentar la cantidad de oxígeno la combustión se verá favorecida. De esta situación se desprende que al poder controlar al menos uno de estos factores se puede controlar la combustión y por ende evitar o detener un incendio en proceso.

1.5.3

RESISTENCIA AL FUEGO (NCh 933 Of.97 – Prevención de incendio en edificios – Terminología)

Cualidad de un elemento de construcción de soportar las condiciones de un incendio, durante un cierto tiempo (ver NCh935/1). Esta cualidad se mide por el tiempo en minutos durante el cual el elemento conserva la estabilidad mecánica, la estanqueidad a las llamas, el aislamiento térmico y la no emisión de gases inflamables, ver NCh935/1 y NCh935/2. La evaluación de la resistencia al fuego de cada material debe ser hecha en un laboratorio aplicando un incendio normalizado. Cada incendio es un proceso diferente de otro, donde intervienen distintas variables como el tipo y la disposición espacial de los materiales combustibles, la ventilación, las posibles barreras o compartimentaciones que puedan existir, el carácter o la disposición de los medios contra incendios o la rapidez y eficacia de los servicios de bomberos. Por esta razón es necesario

11

uniformar la medición de la resistencia para todos los materiales, haciéndose necesaria la utilización de un modelo de incendio.

1.5.4

ESTABILIDAD AL FUEGO (NCh 933 Of.97 – Prevención de incendio en edificios – Terminología)

Comportamiento de un elemento constructivo sea estructural o no, que garantiza durante un tiempo determinado su estabilidad mecánica frente a la acción del fuego.

1.5.5

ESTANQUEIDAD A LA LLAMA

(NCh 933 Of.97 – Prevención de incendio en

edificios – Terminología) Capacidad de un elemento separador expuesto al fuego por una cara, para no permitir el paso de llamas desde la cara expuesta hacia la cara no expuesta (ver NCh935/1 y NCh935/2)

1.5.6

FUEGO NORMALIZADO

Para realizar estudios de resistencia al fuego en materiales es necesario utilizar un modelo de incendio único que permita comparar la respuesta de distintos elementos. Este modelo representa la variación de la temperatura con respecto al tiempo y condiciones de ensayo. La utilización de un modelo único de fuego se debe a que cada incendio es distinto de otro. En esto influyen diversas variables que afectan el desarrollo de un incendio y de cómo el fuego actúa sobre el material. El fuego normalizado que se considera para este tipo de estudios es el establecido en la Norma NCh 935/1. En ella se define la curva de evolución de la temperatura en función del tiempo , con una tolerancia de +- 15% en los primeros 10 minutos, según la siguiente fórmula: T – To = 345 log10 (8t + 1) donde: t

= tiempo expresado en minutos contado desde el comienzo del ensayo.

T

= es la temperatura del horno en el instante t, medida en ºC.

To

= es la temperatura inicial del horno, medida en ºC, la que está comprendida

entre 0 y 40 ºC. Las condiciones simuladas representan condiciones de intensa gravedad del incendio.

12

Figura 1: “Curva Temperatura vs Tiempo de Fuego Normalizado”.

Fuente: Argentina. Charreau G.L. Instituto Nacional de Tecnología Industrial. Efecto del fuego sobre los hormigones. Curva temperatura vs tiempo de fuego normalizado.

1.5.7

MASIVIDAD O FACTOR DE FORMA

La Masividad es un factor que nos indica la susceptibilidad a los cambios de temperatura de un elemento que está expuesto total o parcialmente al fuego. Este concepto es aplicable principalmente en el cálculo de la protección necesaria en los distintos elementos que forman una estructura. Se calcula como el área (m2) que está expuesta al fuego dividida por el volumen (m3) envuelto por esta área. En general las estructuras de acero se construyen con perfiles normalizados de sección continua, por lo que la masividad se puede calcular en ellos como el perímetro (m) de la cara expuesta dividida por el área (m2) de la sección. Así un perfil más esbelto tendrá masividad más alta que un perfil menos esbelto, lo que nos indica que debe ser más protegido para evitar el daño en su estructura. Este concepto va de acuerdo a lo que se puede intuir. Un perfil esbelto será más susceptible al calentamiento y al posterior daño que uno menos esbelto.

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Ejemplo de cálculo de masividad: Como ejemplo de cálculo se considerará un perfil IPE200x100 (22.4) Dimensiones del perfil:

a.- Perfil expuesto al fuego en todo su contorno: Perímetro de la sección del perfil (cm) : P = 10 x 2 + 200 x 2 + (10 – 0,56) x 2 = 20 + 40 + 18,88 = 78,88 cm = 0,7888 m Área de la sección: A = 28,5 cm2 = 0,00285 m2 Masividad: M = 0,7888 / 0,00285 = 276,77 m-1 b.- Perfil expuesto al fuego parcialmente: Perímetro de la cara expuesta del perfil: P = 20 +10 + (10 – 0,56) = 39,44 cm = 0,3944 m Área de la sección: A = 28,5 cm2 = 0,00285 m2 Masividad: M = 0,3944 / 0,00285 = 138,39 m-1

14

1.5.8

PODER CALORIFICO

(NCh 933 Of.97 – Prevención de incendio en edificios –

Terminología) El poder calorífico es la cantidad de calor por unidad de masa o de volumen producida por la combustión de una sustancia, sólida, líquida o gaseosa (ver NCh1914/2). Expresa la energía máxima que puede liberar la reacción química total entre un combustible y un comburente y es igual a la energía que mantenía unidos los átomos en las moléculas de combustible, menos la energía utilizada en la formación de nuevos compuestos (gases resultantes de la combustión o gases quemados).

1.5.9

CARGA COMBUSTIBLE (NCh 933 Of.97 – Prevención de incendio en edificios – Terminología)

Llamamos carga combustible de un edificio a la cantidad total de calor que se desprende por combustión completa al incendiarse totalmente un edificio o parte de él . Esta energía calórica proviene de la suma del poder calorífico de cada uno de los materiales que componen los elementos que se encuentran dentro del edificio, material de terminaciones y el material que forma la estructura. Puede distinguirse carga combustible media y carga combustible puntual. La carga combustible media se calcula como la carga combustible total dividida por el área del edificio. La carga combustible puntual se calcula sobre un área de 4 m2. Se expresa en J o sus múltiplos MJ o GJ. También en kcal o Mcal (ver NCh1916).

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1.5.10 DENSIDAD DE CARGA COMBUSTIBLE

(NCh 933 Of.97 – Prevención de incendio

en edificios – Terminología) La densidad de carga combustible se define como la carga combustible de un edificio o parte de él, dividida por la superficie de planta del mismo. Se suele expresar en MJ/m2 o Mcal/m2 (ver NCH1916). 1MJ / m2 = 238.85 Kcal / m2 1 MJ = 0.053 Kg madera equivalente de 4000 Kcal / kg

1.6 EXIGENCIAS DE LA ORDENANZA GENERAL DE URBANISMO Y CONSTRUCCIONES En la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones, en el Capítulo 3, Título 4, referido a la Arquitectura, se explican las condiciones de seguridad requeridas contra incendios. Estas exigencias se refieren principalmente a los tiempos de resistencia al fuego para los elementos de construcción de un edificio. Las resistencias requeridas van desde los 15 a los 180 minutos. Estas se representan nombrándolas desde F-15 hasta F-180 pasando por una graduación normalizada. F-15, F-30, F60, F-90, F 120, F-150, F-180. El número indica la cantidad de minutos que el elemento debe mantener su resistencia frente a un fuego normalizado. Los elementos de construcción están clasificados en elementos verticales, verticaleshorizontales y horizontales. De acuerdo a esta clasificación son exigidas las resistencias al fuego de cada elemento. Para aplicar esta disposición, se debe considerar además el destino y número de pisos del edificio, su superficie edificada o la carga de ocupación, o la densidad de carga combustible según corresponda. Estas consideraciones se señalan en las tablas 1, 2 y 3 del Capítulo 3, Título 4 de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones. De acuerdo a esto, la construcción se clasificará en tipo a, b, c o d, con lo que se ingresa a la tabla de resistencia requerida para cada elemento de construcción.

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Tabla: “Resistencia al fuego requerida para los elementos de construcción de edificios”.

Los destinos nombrados en la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones, que se ajustan a las características de este trabajo son: Tabla 1: -

Locales Comerciales.

Tabla 3: -

Establecimientos Industriales.

-

Supermercados y Centros Comerciales.

-

Establecimientos de Bodegaje.

17

Tabla 1. Cap.3, Título 4. Ordenanza General de Urbanismo y Construcción.

18

Tabla 3. Cap.3, Título 4. Ordenanza General de Urbanismo y Construcción.

Para el uso de esta tabla se debe conocer la carga combustible media o puntual máxima. Estos conceptos aparecen explicados en el punto 1.5.10 CARGA COMBUSTIBLE.

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CAPITULO 2: COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES FRENTE A LA ACCION DEL FUEGO Se hace muy importante conocer las características y comportamiento ante el fuego de los materiales más usados en la construcción de estructuras de uso industrial y comercial para poder entender el proceso de daño de la estructura y el desarrollo y propagación del fuego. Estos materiales son principalmente perfiles de acero estructural, elementos de hormigón armado y elementos de hormigón pre y postensado. A continuación se presenta una explicación del proceso de daño del fuego y las altas temperaturas sobre estos materiales y las características de su comportamiento.

2.1 COMPORTAMIENTO DEL ACERO ESTRUCTURAL FRENTE A LA ACCION DEL FUEGO El acero es el material más usado en la fabricación de estructuras metálicas. Es una aleación de hierro y carbono en porcentajes muy precisos que determinan las propiedades mecánicas del mismo. Tiene cualidades muy beneficiosas para la construcción. Posee una alta resistencia, homogeneidad, facilidad en sus uniones (soldabilidad, uniones apernadas), permite la construcción de estructuras más livianas, etc. Sin embargo entrega una falsa sensación de seguridad debido a que sus propiedades mecánicas se ven gravemente alteradas por la temperatura. La resistencia al fuego del acero se ve determinada principalmente por la temperatura a la cual se presenta el fenómeno de plasticidad en él. El acero durante un incendio alcanza un comportamiento plástico a baja temperatura y más aún, este fenómeno se extiende a toda la estructura debido a su alta conductividad térmica ( 47 – 58 W/mK), donde W es la medida del calor transferido por unidad de tiempo ( W = joule / seg ), m la unidad de longitud (metros) y K la escala de medición de la temperatura (Kelvin). A partir de una temperatura de 250 º C , se modifican la resistencia y el límite elástico del acero. Alcanzando una temperatura de alrededor de 540 º C (denominada "temperatura crítica") la caída de la resistencia es muy acusada, con lo que la estructura no puede soportar la carga de diseño.

20

En los gráficos de la figura 1 puede comprobarse que, por ejemplo, en un acero A-42-27 a 600° de temperatura interna, aplicándole una tensión de 400 kg/cm2, se obtiene la misma deformación que aplicándole 2.600 kg/cm2 a 20° de temperatura. La variación del módulo de elasticidad con la temperatura se expresa con la siguiente ecuación: E = 2,1 x 106 [-17,2 · 10-12 (Ttp)4 + 11,8 · 10-9 (Ttp)3 - 34,5 · 10-7 (Ttp)2 + 15,9 · 10-5 (Ttp) + 1 ] kg/cm2.

Esta ecuación es válida para temperaturas del perfil 0° ≤ T tp ≤ 600° C.

Figura 2: “Evolución del módulo de elasticidad al variar la temperatura en un perfil de acero”

Fuente: España. Ministerio del Trabajo y Asuntos

Sociales. Estructuras metálicas:

Comportamiento frente al fuego. Evolución del módulo de elasticidad al variar la temperatura en un perfil de acero.

21

Figura 3: “Diagrama de tensión del acero para distintas temperaturas vs su módulo de elasticidad”.

Fuente: España. Ministerio del Trabajo y Asuntos

Sociales. Estructuras metálicas:

Comportamiento frente al fuego. Diagrama de tensión del acero para distintas temperaturas vs su módulo de elasticidad.

Debido a la alta conductividad térmica del acero, el debilitamiento del material es generalizado, por esta razón durante un incendio las fallas en la estructura se producen no sólo en las zonas expuestas al fuego sino también en áreas vecinas, lo que puede llevar incluso al colapso total. Además del debilitamiento del material, se suma un efecto de aumento de volumen por efecto del alza de la temperatura, lo que aumenta las tensiones internas. Es así que durante un incendio en una estructura metálica nos encontramos con una estructura más débil y con mayores esfuerzos, lo que se convierte en una situación muy desfavorable.

22

2.2 COMPORTAMIENTO DEL HORMIGON ARMADO FRENTE A LA ACCION DEL FUEGO El comportamiento frente al fuego del hormigón armado es más complejo que el del acero. Esto se debe a que es un material compuesto y los distintos materiales que lo componen no reaccionan de la misma manera. El hormigón es un material compuesto, polifásico, formado por mezcla de áridos aglomerados mediante un conglomerante hidráulico como es el cemento. Su comportamiento a compresión es bueno, sin embargo es muy malo a tracción, por esta razón se incorporan en él barras de acero, principalmente en las zonas que se encuentran a tracción, lo que da origen al hormigón armado. Principales características del hormigón armado: –

Buen comportamiento mecánico.

–

Resistente a la corrosión en ambientes húmedos y alcalinos.

–

Buen comportamiento a la fatiga.

–

Costo bajo y posibilidad de mejora importante de sus características mecánicas con costo reducido.

–

Masivo y rígido (buen comportamiento dinámico).

–

Prácticamente no necesita mantención.

–

El tiempo necesario para la ejecución de las estructuras de hormigón es largo en comparación con el de las estructuras metálicas.

–

Baja conductividad térmica.

–

Coeficiente de dilatación térmica similar entre el hormigón y el acero que forma la armadura.

(Coeficientes

de

dilatación

térmica:

Hormigón:

α

=

1

x10-5.

Acero: α = 1,1 x10-5.) –

Buen comportamiento frente al fuego.

El buen comportamiento del hormigón armado frente al fuego se debe principalmente por su baja conductividad térmica (1,63 W/mK). Gracias a esto el avance del daño en un elemento de hormigón armado expuesto al fuego se produce más lentamente, conservando sus propiedades mecánicas durante mayor tiempo que una estructura de acero. La dificultad que tiene el calor de traspasar el hormigón provoca que siempre el interior del elemento de hormigón esté a menor temperatura que la desarrollada por el incendio.

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La acción del fuego sobre el hormigón y sobre la armadura que él contiene se traduce en una pérdida de resistencia y un aumento del módulo de elasticidad. Al estar sometido a temperaturas entre 300º C y 600º C toma una tonalidad rosácea por alteración de los compuestos de hierro y pierde hasta un 60 % de su resistencia inicial a la compresión. Hasta los 900º C, toma un color gris claro, ya que se han comenzado a degradar los compuestos del

conglomerante endurecido. El hormigón se vuelve poroso y friable. Al

enfriarse la superficie y mientras el hormigón se mantiene caliente en su interior, se produce una serie de fisuras que se cortan ortogonalmente (fisuración en piel de cocodrilo) y pierde entre un 60% y 90% de la resistencia inicial. Por encima de los 900º C, el hormigón adquiere un tono blancuzco a amarillento y carece de resistencia residual. El descascaramiento o spalling, es uno de los efectos del fuego sobre las estructuras de hormigón y de éste se distinguen tres tipos : - Descascaramiento del agregado - Descascaramiento explosivo - Desprendimientos El descascaramiento del agregado se debe al estallido y fractura de las partículas del agregado como resultado de cambios físicos o químicos bajo temperaturas elevadas. Por regla general, este descascaramiento es de poca extensión y se limita sólo a la superficie. El descascaramiento explosivo por su parte, corresponde a esfuerzos de tensión provocados por el vapor de agua que se produce por la humedad interna y por los esfuerzos de restricción debidos a la elevación de temperatura ocurrida durante el siniestro. Los esfuerzos de tensiones causados por el movimiento de vapor de agua dependen en gran parte del contenido de humedad y esto es función de la edad del hormigón, así los hormigones jóvenes que se vean afectados durante la etapa de construcción mostrarán evidentemente un contenido de humedad mas alta, por ello es que allí las tensiones inducidas serán mayores comparativamente con aquellos hormigones más maduros.

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En hormigones armados, este descascaramiento explosivo provoca la exposición de las armaduras de refuerzo. El descascaramiento por desprendimiento es el resultado del desprendimiento de secciones de diversa geometría, ocurridas con ocasión del siniestro, normalmente son el resultado de siniestros de larga duración y se asocian a cambios volumétricos. La capa de recubrimiento constituye una gran protección para las barras de armadura que se encuentran dentro del elemento de hormigón. El hormigón que forma el recubrimiento actúa como aislante térmico, dada su baja conductividad. En la siguiente tabla se muestra el aumento de temperatura para una barra de acero que se encuentre en contacto directo con el fuego y para una que se encuentre protegida por un recubrimiento dentro de una losa de hormigón de 10 cm de espesor, para distintos espesores de recubrimiento, para temperaturas que alcance un incendio en función del tiempo de acuerdo a una curva de fuego normalizado.

Tabla 1: “Temperatura de la armadura dentro de una losa H.A. e = 10 cm vs tiempo”.

Fuente: Burón Maestro M. 2005. Resistencia al fuego de las estructuras de hormigón. España.

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La pérdida de resistencia del hormigón no es igual para el acero al alcanzar una misma temperatura. En el acero este fenómeno es mucho más acusado. A continuación se muestra la pérdida de resistencia del hormigón y del acero que compone la armadura en función de las temperaturas que alcanzan: Tabla 2: “ Pérdida de resistencia de la armadura de refuerzo y del hormigón en función de la temperatura que alcanzan durante un incendio”.

Fuente: Burón Maestro M. 2005. Resistencia al fuego de las estructuras de hormigón. España.

2.3 COMPORTAMIENTO DEL HORMIGON PRE Y POSTENSADO FRENTE AL FUEGO Llamamos hormigones pre y postensados a aquellos hormigones a los cuales se les han introducido tensiones de compresión, previo a su puesta en servicio utilizando cables de acero tensos en su interior. Se diferencian principalmente en su proceso de construcción. En los hormigones pretensados los cables han sido tensados antes del hormigonado del elemento. En los hormigones postensados el elemento es hormigonado primero dejándose vainas corrugadas por los cuales se introducen los cables, posterior al proceso de fraguado y cuando ya ha alcanzado un alto nivel de endurecimiento los cables son tensados obteniéndose un efecto de compresión del elemento. El comportamiento de este hormigón ante el fuego es similar al hormigón armado convencional, pero la diferencia está en los daños que ocurren en los cables de tensado y las consecuencias de éstos en el elemento.

26

A baja temperatura, entre los 100 y 150º C, se inicia el daño por spalling. Este daño se debe a la migración del agua intersticial por efecto de las altas temperaturas. La presión interna que genera esta migración provoca el desprendimiento de material en la superficie. Esta situación puede ser tan grave, que incluso puede degradar el recubrimiento por completo. Al aumentar la temperatura y superar los 300º C se presenta una alta pérdida de resistencia en el hormigón. Cuando el calor logra superar el recubrimiento se inicia el daño en los cables de acero que tensan el elemento. Si esto ocurre, los cables rápidamente pierden la tensión ocasionando una deformación excesiva por efecto de las cargas sobre el elemento.

La resistencia de un elemento de hormigón armado o precomprimido, dependerá del espesor del recubrimiento de las barras de armadura o de los cables tensados y de las características del material de agregado.

27

CAPITULO 3:

CASOS ESTUDIADOS

A continuación se presentan casos de incendios reales en estructuras de uso industrial, comercial y similares. Se caracterizan principalmente por tener una alta carga combustible. En este archivo de casos se encontrarán estructuras de distinta clasificación y representantes de distintas soluciones estructurales. Los materiales utilizados en su construcción son diversos y se podrá observar el desempeño de estos en distintas situaciones de incendio.

28

CASO

: SINIESTRO CMPC BODEGA TISSUE - TALAGANTE

UBICACIÓN

: TALAGANTE

FECHA SINIESTRO

: 2004

CLASIFICACION POR AIREACION:

ESTRUCTURA CUBIERTA LIVIANA SIN BARRERAS VERTICALES.

CLASIFICACIÓN POR ESTRUCTURA:

ESTRUCTURA VERTICAL Y HORIZONTAL DE H.A.

INTRODUCCION: Se trata de un galpón utilizado como bodega de almacenamiento de productos terminados elaborados por la empresa. Estos productos consistían principalmente en papel higiénico tipo Confort en todas sus variedades los cuales se encontraban apilados en “bloques” formados por palets. Los bloques mediante los cuales se ordenan están formados por 4 palets en altura lo que está dado por el peso que resisten los rollos de papel confort. La estructura es un galpón formado por cuatro líneas de pilares los cuales soportan vigas prefabricadas de hormigón. Estas vigas forman un techo a seis aguas.

CROQUIS PLANTA ESTRUCTURA:

29

CARACTERISTICAS GENERALES DE LA CONSTRUCCION:

-

PISO: El piso es un radier de hormigón afinado.

-

ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: El soporte vertical está dado por cuatro líneas de pilares de hormigón armado prefabricados. Sobre ellos descansan vigas, las que se ubican de a tres a lo ancho, apoyadas en sus extremos sobre cada uno de los pilares. Además, están unidos longitudinalmente entre si por vigas de sección rectangular en su extremo superior.

-

REVESTIMIENTO PERIMETRAL: Perimetralmente está revestido con planchas de acero pre pintado tipo PV-6 de Instapanel colocadas horizontalmente sobre pilares de hormigón armado apoyados entre los pilares y entre los marcos.

-

VIGAS Y LOSAS DE ENTREPISO: No existe.

-

ESTRUCTURA DE TECHUMBRE: La estructura de techo está formada por vigas prefabricadas de hormigón armado, alargada en cada extremo con cabezales en sitio de 2,5 m y conectados a la sección central con cables postensados sin adherencia. Estas vigas son del tipo doble T y son de altura variable, observándose en ellas grandes orificios en el alma para alivianar peso. Las vigas cubren una luz de 30 metros. Las costaneras son de hormigón pretensado, de sección de 7 cm en el alma, y arriostramientos de hormigón.

-

CUBIERTA DE TECHO: La cubierta es de chapa de acero plegada tipo PV-6 de Instapanel.

30

DESCRIPCION DE LOS DAÑOS:

-

DAÑOS EN PISOS: No se observan daños apreciables en el radier de hormigón. No hay daños causados por el incendio ni tampoco por caída de elementos ya que no hubo colapso de la estructura ni caída de elementos mayores.

-

DAÑOS EN ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: En los pilares de hormigón armado se observa en muchas zonas la pérdida del recubrimiento debido al choque térmico por el agua de extinción, quedando a la vista la armadura.

-

DAÑOS EN REVESTIMIENTO PERIMETRAL: El revestimiento de planchas de acero pre pintado tipo PV-6 de Instapanel colocadas horizontalmente resultó totalmente deformado por efecto de la temperatura en algunas zonas.

-

DAÑOS EN ESTRUCTURA DE TECHUMBRE: Si bien existe daño en las vigas de hormigón armado que forman la estructura de techo, este daño no es suficiente para provocar el colapso de la estructura. Se observan fisuras y desprendimiento de la capa de recubrimiento principalmente en la zona central inferior de las vigas que es el lugar donde están sometidas a mayor flexión.

Los mayores daños se presentan en las

costaneras que sirven de apoyo a la cubierta de techo, presentando una deformación lateral. Al ser elementos más esbeltos el daño por efecto del fuego fue mayor. Muchas se encuentran muy deformadas, fisuradas y con su armadura al descubierto. Tres vigas precomprimidas sufrieron deformaciones laterales y fisuración en el cordón inferior y las cabezas de alargue. Estas vigas se ensayaron con una prueba de carga, que resultó satisfactoria. Sin embargo se estimó prudente reemplazarlas. Se observó que en estas vigas, los cables postensados inferiores, con recubrimiento de aproximadamente 3 a 4 cm perdieron la grasa mineral , que por presión rompió la vaina de PVC, debido a la temperatura alcanzada y se escapó por fisuras en el cordón inferior, sin alcanzar a fallar por tracción los cables mismos.

31

DAÑOS EN CUBIERTA DE TECHO: La estructura de techo se encuentra destruida completamente por efecto de las altas temperaturas y por la deformación de las viguetas que forman el techo. OBSERVACIONES: Se puede apreciar un buen comportamiento del hormigón armado de los pilares, con recubrimientos de 2 a 3 cm. Se debe considerar que los estribos ( 8 mm ) están a 15 y 20 cm, lo que deja a las barras longitudinales algo más protegidas, y envueltas en el hormigón del núcleo. Los elementos de secciones delgados, costaneras de alma 7 cm y vigas alma de 10 cm, con una sola malla central, resultaron más afectadas.

32

ARCHIVO FOTOGRÁFICO:

Pérdida de recubrimiento en pilares. Se puede ver parte de los estribos.

Pérdida de recubrimiento en pilares. Armadura a la vista.

33

Daño en vigas y viguetas. Fisuración y desprendimiento de recubrimiento en zonas de alta flexión.

Pérdida total de la cubierta de techo.

34

Daño en revestimientos laterales por efecto del calor.

Estado de la estructura luego del retiro de escombros. No se observan daños en el radier de piso.

35

CASO

: CMPC PLANTA MULCHÉN

UBICACIÓN

: KILÓMETRO 537, CARRETERA Nº 5 SUR, MULCHÉN

FECHA SINIESTRO

: 09 DE NOVIEMBRE DEL 2003

CLASIFICACION POR AIREACIÓN:

ESTRUCTURA

DE

CUBIERTA

LIVIANA

SIN

BARRERAS VERTICALES. CLASIFICACIÓN POR ESTRUCTURA:

ESTRUCTURA VERTICAL Y HORIZONTAL DE ACERO.

INTRODUCCION: Se trata de un aserradero, ubicado en el kilómetro 537 de la carretera Nº 5 Sur, que forma parte de un conjunto de varias construcciones ubicadas al poniente del cruce con el acceso a la ciudad de Mulchén, distante a 120 km al norte de Temuco. Estas construcciones son utilizadas para albergar los diferentes procesos de elaboración de madera de pino en diferentes secciones para ser comercializadas en el mercado externo. La planta pertenece a la Compañía Manufacturera de Papeles y Cartones ( C.M.P.C ) en su división correspondiente a maderas. Todas las construcciones que componen la planta han sido ejecutadas en diferentes períodos y en su gran mayoría son de estructura metálica con revestimientos de planchas de acero galvanizado. Las únicas construcciones de estructura y revestimientos de madera son las oficinas administrativas, el casino, los baños del personal y el galpón de mantención. El edificio afectado por el siniestro corresponde al aserradero. Esta construcción se ubica en el centro de la plataforma principal y está compuesta de varios galpones que en su conjunto forman una figura similar a una T. Esta forma es una respuesta al proceso productivo que se caracteriza por ser predominantemente lineal.

36

CARACTERISTICAS GENERALES DE LA CONSTRUCCIÓN ( Aserradero ):

-

PISO: El pavimento es un radier de hormigón de 10 cm de espesor, distribuído en paños de diferente tamaño.

-

ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: El soporte vertical está construído en base a pilares tubulares rectangulares anclados a apoyos de hormigón, los cuales se encuentran unidos entre sí por medio de un cimiento corrido de hormigón y una viga corrida de hormigón armado. Los pilares están colocados cada 5.5 m de separación entre ejes.

-

REVESTIMIENTO PERIMETRAL: Exteriormente está revestido con tablas de madera de pino tinglado de 1 ½ x 8” las que van clavadas a listones de 2 x 3” y estos están anclados a costaneras metálicas 125x50x15x2 mm mediante un perno de 3/8 x 21/2” tipo cabeza coche.

-

VIGAS Y LOSAS DE ENTREPISO: Interiormente tiene una plataforma a 2.4 m de altura respecto del nivel de piso terminado formada por pilares y vigas metálicas doble T. Esta plataforma también se apoya en los pilares perimetrales, por lo tanto éstos tienen una sección variable, son más anchos hasta el nivel de la plataforma, donde reciben el envigado metálico de entrepiso, y después se reduce hasta recibir la cercha. El resto de la estructura soportante son pilares tubulares metálicos y vigas doble T colocados en una trama de 5 x 5 m.

-

ESTRUCTURA DE TECHUMBRE : Está formado por cerchas metálicas, compuesta de perfiles metálicos canales 150x50x3 mm y ángulos 40x40x2 mm. Como arriostramiento tiene vigas reticuladas de 0.8 m. de altura y en el centro miden 3.6 m.

-

CUBIERTA DE TECHO: La cubierta es de planchas de zinc onduladas colocadas sobre un entablado tipo “encamisado” de 1 x5” con fieltro asfáltico. El entablado se fija sobre un listoneado de pino de 2 x 3” que queda anclado a unas costaneras metálicas 150x50x15x2 mm.

37

DESCRIPCION DE LOS DAÑOS: El día domingo 9 de noviembre de 2003, cerca de las 20:45 hrs., se declaró un incendio que destruyó todo el edificio correspondiente al aserradero, incluyendo los galpones que lo componen y las construcciones adosadas. Se pudo constatar un alto grado de daños tanto en las construcciones e instalaciones como en la maquinaria que se utilizaba para la producción de madera elaborada. De acuerdo al informe elaborado por el Instituto de Investigaciones Tecnológicas de la Universidad de Concepción ( I.I.T ), la causa del incendio fue a partir de trabajos en caliente que se estaban ejecutando en el sector de la zona de carga del aserradero (extremo nororiente del galpón principal). En dicho sector se estaban reparando unas cadenas del sistema de transporte de troncos. El fuego se propagó muy rápido debido a la gran cantidad de aserrín y astillas acopiados bajo la plataforma de mantención de las máquinas y por el piso de tablones de madera de pino que cubren los andenes y veredas de tránsito del personal. Los revestimientos de todas las construcciones que conforman el aserradero eran de tablas de pino tinglado las que envolvieron con fuego todos los edificios. Además, en esta zona del país, las techumbres tienen un revestimiento de tablas de madera denominado “ encamisado”, el que contribuyó también a la rápida propagación del fuego por todo el perímetro de las construcciones.

-

DAÑOS EN PISOS: Existen daños en zonas puntuales debido a la caída de la estructura sobre el radier de hormigón.

-

DAÑOS EN ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: Se observa un gran daño en los pilares metálicos debido al colapso de la estructura. Los pilares se encuentran doblados y retorcidos.

-

DAÑOS

EN

REVESTIMIENTO

PERIMETRAL:

consumido totalmente por el fuego.

38

El

revestimiento

perimetral

fue

-

DAÑOS EN VIGAS Y LOSAS DE ENTREPISO: La estructura de entrepiso colapsó junto con el resto de la estructura.

-

DAÑOS EN VIGAS DE TECHO: Debido a la pérdida de resistencia por efecto de la temperatura las vigas de techo colapsaron produciendo un efecto en cadena que llevó abajo toda la estructura.

-

DAÑOS EN CUBIERTA DE TECHO: Las planchas de zinc se deformaron por efecto de la temperatura y el colapso de la estructura. El entablado fue consumido completamente por el fuego.

ENSAYOS REALIZADOS: Se encargó a la empresa CESMEC la realización de un estudio del daño en los elementos de hormigón que forman la estructura de la planta CMPC Mulchén. Se extrajeron probetas testigo desde el pavimento siniestrado. Junto con esto, se realizaron ensayos para determinar el índice esclereométrico utilizando el martillo Schmidt en otras zonas del pavimento y directamente sobre las fundaciones. En

general

los

resultados

destructivos

(testigos

de

hormigón)

y

no

destructivos

(esclereometrías) , dan cuenta de resistencias del hormigón sin efectos del fuego reinante en el siniestro. Además, las probetas testigo de hormigón fueron analizadas cualitativamente. Hasta los 900º C , el hormigón toma un color gris claro, ya que se han comenzado a degradar

los

compuestos

del

conglomerante

endurecido.

El

hormigón se vuelve

poroso y friable. Al enfriarse la superficie y mientras el hormigón se mantiene caliente en su interior, se produce una serie de fisuras que se cortan ortogonalmente (fisuración en piel de cocodrilo) y pierde entre un 60 % y 90% de la resistencia inicial. Por encima de los 900º C,

el hormigón adquiere un tono blancuzco a amarillento y

carece de resistencia residual.

39

Bajo estos conceptos, evaluadas las probetas testigo de hormigón, sumados a los resultados obtenidos de los ensayos, se puede asegurar que los sectores obscultados mantienen las propiedades originales. Por cuanto la resistencia obtenida es incluso alta. Se puede observar en algunos sectores la pérdida de capa superficial de no más de 5 mm de espesor, que generalmente corresponde a la capa de terminación. Este echo, sumado a los efectos residuales del siniestro, dan cuenta de una superficie irregular y sucia, con una tonalidad oscura producto del hollín. Esto sin duda es un problema estético más que resistente, por cuanto se recomienda eliminar la capa superficial entre 4 a 5 mm mediante algún método mecánico (escarificado o granallado) y aplicar algún revestimiento superficial según requerimientos o necesidades.

40

Resultado de los ensayos: ENSAYO ESCLEROMETRICO SOLICITANTE: CABO DE HORNOS CONSULTORES LT. ORDEN DE TRABAJO: 308114 ATENCIÓN SR.: JAIME ROJAS FECHA DE EMISIÓN: 10/02/04 DIRECCION : LINNEO N°6557, LAS CONDES, SANTIAGO

ANTECEDENTES

A petición del solicitante se procedió a efectuar ensaye esclerométrico por medio del martillo de Schmitd, marca Controls, Modelo C 181, según los procedimientos indicados en la Norma Nch 1565 Of. Las resistencias indicadas más adelante corresponden a una estimación a la fecha de ejecución del ensaye y se basa en estadísticas de resistencia. Por este motivo, los resultados deben ser evaluados con las reservas que la norma establece para este ensaye. Las muestras fueron tomadas con fecha 05 de febrero del 2004, desde la obra: PLANTA ASERRADERO MULCHEN – CMPC.

RESULTADOS Punto N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Promedio Resistencia kgf/cm²

1 40 38 38 34 36 38 36 36 36 36 37 360

2 40 40 38 42 42 42 40 40 42 42 41 430

3 30 34 36 34 32 36 36 36 36 36 35

4 34 34 38 38 38 38 38 38 38 38 37

5 40 40 40 42 42 44 38 40 38 38 40

6 40 38 36 36 38 34 38 36 38 38 37

320

360

410

360

Observaciones: Muestra tomada en: M-1 = Fundación sector Chipre Canter Linck VM-30, lado oriente. M-2 = Fundación Sector Perfilador de cantos Linck VP-34 Lado oriente fundación. M-3 = Fundación lado sur poniente Sala UM Catech, lado oriente. M-4 = Fundación Sierra Múltiple Linck HMK-20, lado oriente. M-5 = Fundación Sala UH Catech cara oriente. M-6 =Fundación Sierra Cuadruple ARI KS 124, lado poniente.

41

ENSAYO ESCLEROMETRICO SOLICITANTE: CABO DE HORNOS CONSULTORES LT. ORDEN DE TRABAJO: 308114 ATENCIÓN SR.: JAIME ROJAS FECHA DE EMISIÓN: 10/02/04 DIRECCION : LINNEO N°6557, LAS CONDES, SANTIAGO

ANTECEDENTES A petición del solicitante se procedió a efectuar ensaye esclerométrico por medio del martillo de Schmitd, marca Controls, Modelo C 181, según los procedimientos indicados en la Norma Nch 1565 Of. Las resistencias indicadas más adelante corresponden a una estimación a la fecha de ejecución del ensaye y se basa en estadísticas de resistencia. Por este motivo, los resultados deben ser evaluados con las reservas que la norma establece para este ensaye. Las muestras fueron tomadas con fecha 05 de febrero del 2004, desde la obra: PLANTA ASERRADERO MULCHEN – CMPC. RESULTADOS Punto N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Promedio Resistencia kgf/cm²

1 38 38 36 36 36 36 38 38 34 38 37 410

2 32 30 30 30 30 30 30 28 30 30 30 300

3 38 36 36 36 38 34 38 36 36 36 36 400

4 34 36 34 38 38 37 38 38 38 38 37

5 32 30 32 30 32 32 28 34 32 32 31

6 34 34 32 36 38 36 38 38 36 38 36

410

310

310

Observaciones: Muestra tomada en: M-1 = Pavimento sector Chipre Canter Linck VM-30 M-2 = Pavimento sector lado Oriente fundación perfilador de cantos VP-34 M-3 = Pavimento, 12 metros al poniente de fundación Perfilador de cantos V1-34 M-4 = Pavimento sector Norte sierra múltiple HMK-20 M-5 = Pavimento, lado Poniente sala UM Catech M-6 =Pavimento, lado Sur-oriente sala UM Catech

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ENSAYO TESTIGO DE HORMIGON ENDURECIDO SOLICITANTE: CABO DE HORNOS CONSULTORES LT. ORDEN DE TRABAJO: 308114 ATENCIÓN SR.: JAIME ROJAS FECHA DE EMISIÓN: 10-02-2004 DIRECCION : LINNEO N°6557, LAS CONDES, SANTIAGO ENSAYO REALIZADO Se informa resultados de la extracción y ensayo de (4) Testigos de Hormigón Endurecido, de acuerdo al procedimiento indicado en Normas NCh 1171/1. IDENTIFICACION

Obra :Planta Aserradero Mulchén - CMPC Fecha de extracción : 05/02/2004 CARACTERISTICAS DEL HORMIGON Testigo Características Diámetro

cm

Espesor hormigón

cm

Altura de ensayo

cm

Densidad

1 10.1

2 10.1

3 10.1

4 10.1

12.0

12.5

14.9

12.6

10.9

11.3

11.8

11.2

2.400

2.426

2.402

2.398

gr/cm3

RESISTENCIAS Resistencia

Corrección

kgf/cm2 Observaciones

Testigo 1

2

3

4

374

342

346

285

Testigo Refrentado

333

307

315

255

Cilindro Normal

379

360

369

306

Cubo Normal

Directa Corregida por Esbeltez Corregida por forma

Observaciones: M-1 = Frente a Sierra cuádrupla ARI KS - 124 M-2 = Frente a perfilador de cantos Link VP - 34 M-3 = Frente rechazote tablas, entre sierra múltiple Link HMK – 20 y Rechazo de tablas. M-4 = Frente a sala U.H Catech

43

ENSAYO TESTIGO DE HORMIGON ENDURECIDO SOLICITANTE: CABO DE HORNOS CONSULTORES LT. ORDEN DE TRABAJO: 308114 ATENCIÓN SR.: JAIME ROJAS FECHA DE EMISIÓN: 10-02-2004 DIRECCION : LINNEO N°6557, LAS CONDES, SANTIAGO ENSAYO REALIZADO Se informa resultados de la extracción y ensayo de (4) Testigos de Hormigón Endurecido, de acuerdo al procedimiento indicado en Normas NCh 1171/1. IDENTIFICACION Obra :Planta Aserradero Mulchén - CMPC Fecha de extracción : 05/02/2004 CARACTERISTICAS DEL HORMIGON Testigo Características Diámetro

cm

Espesor hormigón

cm

Altura de ensayo

cm

Densidad

5 10.1

6 10.1

7 10.1

8 10.1

15.3

12.0

12.4

15.6

13.4

10.7

11.0

14.2

2.448

2.434

2.371

2.419

gr/cm3

RESISTENCIAS Resistencia

Corrección

kgf/cm2 Observaciones

Testigo 5

6

7

8

284

356

301

293

Testigo Refrentado

267

315

266

259

Cilindro Normal

320

368

320

311

Cubo Normal

Directa Corregida por Esbeltez Corregida por forma

Observaciones: M-5 = Costado de Sierra Múltiple Linck HMK - 20 M-6 = Costado cortadora Catech KT - 53 M-7 = Entre cortadora Catech KT – 53 y cinta despuntes. M-8 = Entre chicotes de KT – 53 y cinta restos de madera.

44

CASO

: SINIESTRO CMPC TISSUE PLANTA PUENTE ALTO

UBICACION

: AV. EYZAGUIRRE Nº 01098 – PUENTE ALTO.

FECHA SINIESTRO

: 2 DE FEBRERO DEL 2003.

CLASIFICACION POR AIREACION:

ESTRUCTURA

DE

CUBIERTA

LIVIANA

SIN

BARRERAS VERTICALES. CLASIFICACION POR ESTRUCTURA:

ESTRUCTURA VERTICAL Y HORIZONTAL DE ACERO.

INTRODUCCION: Se trata de un galpón que se utiliza para el almacenamiento de productos terminados elaborados por la empresa, específicamente papel higiénico tipo Confort en todas sus variedades (Noble, Orquídea, etc.). La forma de almacenamiento es en “bloques” formados por palets apilados. La razón de tener bloques es permitir la circulación de la grúa horquilla por entre los pasillos que se generan. La altura máxima de estos bloques es de 4 palets y está dada por el tipo de material, ya que los rollos de papel higiénico no resisten más peso. En la madrugada del día domingo 02 de Febrero del año 2003, cerca de las 2 A.M., se declaró un incendio en el extremo norte del galpón propagándose rápidamente por sobre la mercadería. El personal que trabajaba a esas horas en la

fábrica procedió a retirar una parte de la

mercadería, mientras trabajaba la brigada contra incendio, hasta que se perdió el control del fuego consumiéndose todo el contenido y destruyéndose toda la estructura metálica.

45

CARACTERISTICAS GENERALES DE LA CONSTRUCCION:

-

PISO: El piso es un radier de hormigón con malla de acero terminado a grano perdido con canterías selladas.

-

ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: La estructura del galpón está formada por dos naves cuyo apoyo central es común a las dos. Cada una de ellas esta formada por marcos rígidos compuestos de pilares de acero sobre los cuales se apoyan vigas reticuladas. Los pilares se apoyan sobre un dado de hormigón que sobresale del nivel de piso terminado mediante una placa de acero apernada perimetralmente.

-

REVESTIMIENTO PERIMETRAL: Perimetralmente está revestido con planchas de acero pre pintado tipo PV-5 de Instapanel colocadas verticalmente sobre costaneras metálicas

apoyadas

entre

los

pilares

y

entre

los

marcos.

En el deslinde sur limita con otro galpón de similares características separado por un muro cortafuego ejecutado con albañilería reforzada con pilares tipo machón, de ancho variable,

y vigas de hormigón armado. Todo estucado por ambos lados. Hacia el

deslinde poniente y norte tiene un muro de albañilería de 3.00 m. de altura, de similares características, pero con pilares y vigas del mismo ancho y en toda su altura.

-

VIGAS Y LOSAS DE ENTREPISO: No existe.

-

ESTRUCTURA DE TECHUMBRE: El techo está formado por vigas metálicas reticuladas que forman marcos con los pilares que las sostienen. Cada marco está colocado a una distancia aproximada de 6.00 m. de separación y como arriostramiento tiene tensores colocados entre los pilares y bajo las vigas. Las vigas de la techumbre tienen un ancho variable aumentando hacia la unión con el pilar y hacia el apoyo bajo la cumbrera pero disminuyendo en su tramo intermedio.

-

CUBIERTA DE TECHO: La cubierta es de planchas de asbesto cemento tipo Gran Onda de Pizarreño colocadas sobre costaneras de perfil metálico tipo canal arrisotradas entre sí con perfiles ángulos apernados en su encuentro con las costaneras.

46

DESCRIPCION DE LOS DAÑOS:

-

DAÑOS EN PISOS: Con relación al estado del radier de hormigón, una vez retirados los escombros, se constató que su comportamiento a la temperatura y a la caída de la estructura colapsada había sido muy buena. Por lo tanto se consideró recuperarlo en su totalidad.

-

DAÑOS EN ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: Por efecto de la temperatura y del peso de las vigas que forman el techo los pilares sufrieron graves deformaciones que terminaron con el colapso de la estructura.

-

DAÑOS EN REVESTIMIENTO PERIMETRAL: El revestimiento de planchas de acero pre pintado tipo PV-5 de Instapanel colocadas verticalmente sobre costaneras metálicas resultó totalmente deformado por efecto de la temperatura y del colapso de la estructura sin

posibilidades

de

reutilizarlo.

Los muros de cierro perimetral, de albañilería reforzada con pilares y vigas de hormigón armado, también se comportaron muy bien frente a la temperatura y el fuego, siendo factible su reutilización con excepción de un tramo del costado nor poniente que colapsó por

la

caída

de

la

estructura.

La existencia de un muro corta fuego que lo separaba de un galpón de similares características hacia el sur, evitó la propagación de fuego hacia dicha estructura, pero se pudo apreciar que por el golpe de la vigas metálicas al caer colapsadas causaron algunos desprendimientos superficiales de albañilería sin que alteraran su resistencia.

-

DAÑOS EN ESTRUCTURA DE TECHUMBRE: El colapso fue total, se desplomaron los marcos hacia el interior deformados por la temperatura.

-

DAÑOS EN CUBIERTA DE TECHO: Al colapsar la estructura la cubierta de techo se dañó completamente quebrándose con la caída.

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CASO

: EDIFICIO DIEGO PORTALES

UBICACIÓN

: ALAMEDA DEL LIBERTADOR BERNARDO O’HIGGINS

FECHA SINIESTRO

: 5 DE MARZO DEL 2006.

CLASIFICACION POR AIREACION:

ESTRUCTURA DE CUBIERTA LIVIANA CON BARRERAS VERTICALES.

CLASIFICACION POR ESTRUCTURA:

ESTRUCTURA ARMADO

Y

VERTICAL ACERO

Y

DE

HORMIGON

HORIZONTAL

DE

HORMIGON ARMADO Y ACERO.

INTRODUCCION: El edificio “Diego Portales” comenzó a construirse el año 1971 y fue entregado para su uso en marzo de 1972. El gobierno de Salvador Allende se encargó de las obras. Se reclutó a miles de voluntarios para la rápida ejecución de las obras, las cuales estuvieron terminadas en 100 días. Fue construído con este apuro para dar acogida a la Tercera Conferencia Mundial de Comercio y Desarrollo de las Naciones Unidas, el que agrupaba a diferentes organismos de trabajo de carácter internacional. Después de realizada la conferencia, el edificio fue transferido al Ministerio de Educación. Luego del golpe militar y el bombardeo e incendio del Palacio de la Moneda, el edificio se constituyó en la sede del gobierno. Actualmente el edificio alberga al Ministerio de Defensa y constituye, además, un centro de convenciones. El edificio, en la zona del incendio consta de tres niveles. En el primer nivel está ubicado un casino, en el segundo nivel se encuentran los salones Azul y Blanco, además de salones más pequeños para conferencias, y en el tercer nivel se encuentra el Salón Plenario el cual sufrió el incendio. El Salón Plenario tenía una superficie de 2380 m2, con dimensiones de 68 metros de fondo por 35 de ancho y con capacidad para 2130 personas.

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CARACTERISTICAS GENERALES DE LA CONSTRUCCION: Los dos primeros niveles están construídos en hormigón armado y se separan por losas sólidas. El tercer nivel está formado principalmente por una estructura de acero apoyada sobre columnas de hormigón armado.

-

PISO: La cubierta de piso estaba formada por alfombrado y piso de madera.

-

ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: La estructura que forma el edificio está construída a base de pilares de hormigón armado. Estos pilares se encuentran en dos hileras, uno en cada extremo de las vigas de techo.

-

VIGAS Y LOSAS DE ENTREPISO: Existe una losa de hormigón armado que hace de separación entre los dos niveles.

-

ESTRUCTURA DE TECHUMBRE : La estructura de techo está formada por vigas reticuladas de acero de 3.5 metros de altura y luces de 40 metros.

DESCRIPCION DE LOS DAÑOS: A las 16:45 horas del 5 de marzo del 2006, se declaró un violento incendio originado en el ala oriente del edificio, el cual destruyó el edificio en un 40%. El salón de plenarios fue completamente destruído, el Salón Blanco y Azul resultaron dañados en un 25%. Además, las altas temperaturas provocaron el colapso de la estructura metálica de techo tras media hora de iniciado el fuego. Las causas apuntan a un recalentamiento de la red eléctrica. En la zona del foco sólo se encontró como fuente de calor el tendido eléctrico ubicado a nivel de piso, el cual fue revisado con microscopios, encontrándose porosidad y cristalización de su contextura. Lo anterior se explica debido a un recalentamiento interno excesivo.

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-

DAÑOS EN PISOS: Las llamas y las altas temperaturas consumieron completamente la cubierta de piso de la losa que divide los dos niveles superiores. Los niveles inferiores no sufrieron daños por las llamas por lo que la cubierta de piso se conserva intacta.

-

DAÑOS EN ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: Los pilares de hormigón no presentan daño aparente causado por el fuego.

-

DAÑOS EN VIGAS Y LOSAS DE ENTREPISO:

La losa de hormigón armado de

entrepiso no sufrió daño por efecto del fuego ni la caída de la estructura, tanto así, que en los niveles inferiores no existen daños causados por las llamas. El agua proveniente de la extinción, sí causó daños en el primer y segundo nivel.

-

DAÑOS EN ESTRUCTURA DE TECHO: Las vigas que formaban la estructura de techo sufrieron el colapso total debido a las altas temperaturas generadas durante el incendio. La deformación presentada por este motivo llevó a que las vigas colapsaran hacia dentro del edificio.

-

DAÑOS EN TERMINACIONES: El daño es total. Todo el material de terminaciones fue consumido por las llamas en el segundo nivel, que corresponde a la sala de plenarios.

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ARCHIVO FOTOGRÁFICO

Vista interior desde gradería de la Sala de Plenarios antes de ser afectada por el incendio.

Vista interior desde graderías de la Sala de Plenarios, posterior al incendio. Estructura de acero que forma el techo colapsada.

51

Estructura de techo colapsada hacia el interior.

Estructura de acero que forma las vigas de techo colapsada.

52

Detalle nodo perteneciente a una viga de techo. Se puede observar la gravedad de la deformación y la ausencia de protección ignífuga.

Perfil de acero deformado perteneciente a una viga de techo.

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Vista de las graderías. Puede observarse que no existe material combustible que no haya sido consumido por el fuego.

Cielo del nivel inmediatamente inferior al nivel afectado. No se observan daños por efecto del fuego y las altas temperaturas.

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Segundo nivel inferior. Lugar donde se realizaban las reparaciones. No se observan daños causados por las llamas o las altas temperaturas.

Vista aérea de la zona siniestrada. Trabajos de desmantelamiento.

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CASO

: FALABELLA S.A.C.I. - LYON

UBICACIÓN

: NUEVA DE LYON N° 064 – PROVIDENCIA.

FECHA SINIESTRO

: 8 DE NOVIEMBRE DEL 2003.

CLASIFICACION POR AIREACION:

ESTRUCTURA DE VARIOS NIVELES CON LOSAS.

CLASIFICACION POR ESTRUCTURA:

ESTRUCTURA VERTICAL Y HORIZONTAL DE HORMIGON ARMADO.

INTRODUCCION: Falabella es una empresa dedicada a la venta de vestuario, perfumería, línea blanca, juguetería, electrónica y otros similares del rubro que comercializa en grandes tiendas distribuídas a lo largo del país. La tienda Falabella – Lyon, se inauguró el 24 de febrero de 1992 con dos subterráneos más dos pisos. En el momento de su inauguración tenía tres accesos, uno hacia la calle Lyon, uno hacia la calle Andrés de Fuenzalida y otro hacia una plaza peatonal que comunica ambas calles. Esta construcción se emplaza entre dos edificios de 13 pisos de altura, ocupando inclusive una parte de sus respectivos subterráneos. A principios del año 2003, se inició la construcción de un edificio de dos subterráneos y tres pisos en un terreno que permitía una conexión hacia la Av. Providencia. Esta construcción fue anexada a la tienda aumentando su superficie útil en casi un 50%. El nuevo edificio permitió además, reaumentar el tamaño de la tienda e incorporar un restaurante ubicado en el 3º piso.

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CARACTERISTICAS GENERALES DE LA CONSTRUCCION:

-

PISO: El piso del segundo subterráneo está formado por un radier de hormigón afinado.

-

ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: El soporte vertical está constituido por pilares, machones y muros de hormigón armado en todos los pisos. Existen además de la estructura principal de hormigón armado, zonas que poseen pilares metálicos.

-

VIGAS Y LOSAS DE ENTREPISO: La estructura está dividida interiormente por 4 losas de hormigón armado las cuales se apoyan sobre vigas de este mismo material. El cielo del 3º piso es también una losa de hormigón armado. Bajo las vigas existía un cielo de volcanita en algunas zonas y en otras cielo americano. Sobre las losas, se había construído una sobre losa, y como piso, dependiendo la zona, existía flexit, alfombra o cerámica. Existen en ciertas zonas, vigas de acero.

-

ESTRUCTURA DE TECHUMBRE : Losa de hormigón armado.

Cuadro de superficies: Sector

Total piso

Util tienda

m2

m2

Segundo subterráneo

5997,87

0

Primer subterráneo

5494,88

3693,62

Primer piso

2179,87

2034,79

Segundo piso

2858,62

2855,62

Tercer piso

532,38

414,72

Total

17063,62

8998,75

La diferencia entre el total de cada piso y la superficie útil como tienda es utilizada como servicios para el personal, estacionamientos, bodegas, casino personal, lockers y vestuarios, oficinas de seguridad, etc.

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DESCRIPCION DE LOS DAÑOS: En la noche del día 8 de noviembre del año 2003, cerca de las 11.45 hrs, se declaró un incendio en el Primer Subterráneo de la multitienda, propagándose rápidamente hacia el primer piso y saturando de humo el 2º y 3º nivel. Al momento de ocurrir el siniestro la tienda se encontraba en remodelación y estaba a pocos días de ser reinaugurada. Debido a que el incendio se inició en el subterráneo de la tienda, la temperatura que alcanzó fue muy alta, apreciándose brotes de agua hirviendo por entre las palmetas de piso ubicadas inmediatamente encima de las losas, además de trizaduras de otros pavimentos. La gran cantidad de humo se originó producto de la combustión de la mercadería en exhibición, tales como colchones, zapatillas, muebles, juguetes, etc. Además de los muros divisorios de tabiquería de madera. Debido al grado de destrucción de la zona identificada como foco del incendio ( al interior de la tienda, fuera de la zona de remodelación, en el sector destinado a la venta de radios de auto ), no se puede determinar de manera exacta la causa que dio origen al siniestro. La causa de mayor probabilidad se encontraría en un desperfecto eléctrico de un alargador de corriente, ya sea por producto de un exceso de carga o por conexiones defectuosas.

-

DAÑOS EN PISOS: No hay daño apreciable en el radier que forma el piso del 2º subterráneo.

-

DAÑOS EN ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES:

El daño existe en los

revestimientos que cubrían estas estructuras, pero en ellas mismas no existe daño. En este tipo de tiendas se utilizan revestimientos de trupán y volcanita pintados como terminación, lo que en este caso fue muy útil como protección. Los pilares de acero que se encontraban en la zona donde se desarrolló el incendio no exhiben daño apreciable a

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simple vista, sin embargo, se determinó su reemplazo por el hecho de la poca confiabilidad que tiene el acero estructural luego de ser sometido a altas temperaturas.

-

DAÑOS EN VIGAS Y LOSAS DE ENTREPISO: No existe daño en vigas y losas por efecto del fuego. Una zona de la losa del 1º piso si resultó dañada, pero por haber sido necesario demolerla para acceder a apagar el incendio que ocurría en el piso inferior. El daño principalmente se concentra en los cielos, la sobrelosa y los pisos, por efecto del fuego y el agua. Las vigas de acero ubicadas en la zona afectada por el incendio no muestran daños apreciables a simple vista sin embargo se determinó su reemplazo por el hecho de la poca confiabilidad que tiene el acero estructural luego de ser sometido a altas temperaturas.

-

DAÑOS EN TERMINACIONES:

Los daños en terminaciones en el 1º piso y 1º

subterráneo son totales. El fuego se inició en el 1º subterráneo y se propagó al 1º piso. Los daños en terminaciones en el 2º y 3º nivel son principalmente por efecto del humo.

ENSAYOS REALIZADOS: Se encargó a IDIEM la realización de ensayos a los elementos estructurales de este edificio por motivos del incendio ocurrido el 8 de noviembre del año 2003. Del análisis del informe de IDIEM Nº 293.263 se desprende que prácticamente no hay daños en pilares, muros y vigas de hormigón armado que conforman la estructura del edificio. Se observan daños reparables en forma simple en losas. No hay daño estructural que afecte a la estabilidad general del edificio y sólo se deben reparar zonas que afectan exclusivamente en forma puntual a la tienda. Se determinó que todos los elementos metálicos de la zona afectada, vigas y pilares, deben ser reemplazados. Esto, debido a la poca confiabilidad del acero estructural al ser expuesto a altas temperaturas, aunque aparentemente no haya sido comprometido. De igual manera los anclajes de los elementos metálicos deben ser rehechos en su totalidad por la segura falla de las substancias químicas utilizadas en la conexión al hormigón armado. La degradación de las resinas epóxicas producto de las altas temperaturas es segura.

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CASO

: FALABELLA MALL VESPUCIO – LA FLORIDA

UBICACIÓN

: AV. AMERICO VESPUCIO – LA FLORIDA

FECHA SINIESTRO

: 1997

CLASIFICACION POR AIREACION:

ESTRUCTURA DE CUBIERTA LIVIANA CON BARRERAS VERTICALES.

CLASIFICACION POR ESTRUCTURA :

ESTRUCTURA VERTICAL Y HORIZONTAL DE HORMIGON ARMADO.

INTRODUCCION: Se trata de un local dentro de la estructura del mall, en 3 niveles. El incendio se produjo en el segundo y tercer nivel del local y se consumió la mercadería en exhibición. Este mall tiene losas postensadas sin vigas de entrepiso y techo, con pilares aproximadamente a 9 x 9 m. El incendio se comunicó por el hall de escalas hacia los pisos superiores, siendo la losa del último nivel la más afectada. CARACTERISTICAS GENERALES DE LA CONSTRUCCIÓN:

-

PISO:

El pavimento es un radier de hormigón de 10 cm de espesor, cubierto con

baldoza o alfombra dependiendo la zona.

-

ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: El soporte vertical está construido en base a muros de hormigón armado y pilares separados a 9 x 9 metros.

-

LOSAS DE ENTREPISO: Las divisiones verticales interiores están constituidas por losas de hormigón armado de 25 cm de espesor postensadas. La armadura principal son monocables postensados sin adherencia, dentro de vainas de PVC con grasa mineral entre el cable y la funda. Lleva una malla inferior de armadura pasiva de repartición de 10 mm a 40 cm en ambos sentidos.

-

ESTRUCTURA DE TECHUMBRE : Está formado por una losa de hormigón armado similar a las losas de entrepiso.

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DESCRIPCION DE LOS DAÑOS: Los módulos de losa sobre el área siniestrada sufrieron grandes deformaciones por la falla por tracción de algunos cables postensados. Esta deformación alcanzó flechas máximas al centro de los módulos del orden de 20 a 25 cm, convirtiéndose en una placa o “tela” en tracción sostenida por la armadura pasiva. Fue necesario la demolición completa de los módulos afectados y su reconstrucción.

-

DAÑOS EN PISOS: No existen daños por efectos del fuego. Existe desprendimiento y trizaduras por efecto de la deformación de las losas.

-

DAÑOS EN ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: No existen daños significativos en los muros de hormigón armado.

-

LOSAS DE ENTREPISO: Se observan grandes deformaciones por falla de los cables de postensado. Se observan flechas de entre 20 y 25 cm.

-

ESTRUCTURA DE TECHUMBRE: La losa que es el cielo del tercer nivel resultó con grabes deformaciones, al igual que las losas de entrepiso.

OBSERVACIONES:

El incendio no alcanzó una magnitud importante, por la existencia de la losa de techo que no colapsó, a pesar de la deformación.

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CASO

: IMPRENTA SEMINARIO LTDA.

UBICACIÓN

: RICARDO LAGOS N° 557 – SANTIAGO.

FECHA SINIESTRO

: 13 DE SEPTIEMBRE DEL 2003.

CLASIFICACION POR AIREACION :

ESTRUCTURA DE CUBIERTA LIVIANA CON BARRERA VERTICAL.

CLASIFICACION POR ESTRUCTURA :

ESTRUCTURA VERTICAL Y HORIZONTAL DE ACERO.

INTRODUCCION: Se trata de una edificación en donde funcionan las oficinas y talleres de la Imprenta Seminario Ltda. La propiedad se compone de cuatro sectores, más un patio interior.

El área principal

corresponde al sector del Taller de trabajo que posee una planta libre y en la que se ubican varias máquinas. En el lado norte del taller se sitúa un altillo que abarca el ancho del local, el cual se compone de una edificación liviana y que se ocupa como bodega de materias primas y otros elementos.

A este altillo se accede mediante una escalera metálica ubicada a un

costado del baño.

En el sector norte de la propiedad se encuentra el sector administrativo, el

cual cuenta con oficinas, recepción, baños, comedor, bodega y baño. En el extremo oriente de la propiedad se ubica un sector de personal, que cuenta con camarines y un baño.

En el

encuentro de las tres áreas anteriores, se ubica un patio interior el cual se encuentra descubierto.

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CARACTERISTICAS GENERALES DE LA CONSTRUCCION:

-

PISO: Los pavimentos corresponden a radieres de hormigón como base más palmetas de flexit alto tráfico en Taller y comedor, cerámicas 20x20cm en baños, alfombras en oficinas administrativas. En el altillo hay un entablado de pino machihembrado 1x4”.

-

ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES:

La propiedad está edificada con

muros de albañilería de ladrillo dispuesto en soga, estucado por ambos lados. El muro de fachada es más alto que los muros interiores.

En el sector de Taller, sobre la

albañilería oriente, se observa un tabique con estructura metálica liviana y parte en madera pino revestido con planchas de fibrocemento (Internit) por el interior y zinc ondulado por el exterior. con

planchas

En el altillo hay tabiques de madera en pino 2x2” revestidos de

fibrocemento

pintado

por

exterior.

El taller está compuesto por una estructura metálica con pilares canal 100x50x2 mm dobles, los cuales comienzan desde la base superior del muro de albañilería.

El

perímetro norte y poniente cuenta con un revestimientos exterior en planchas Instapanel sin pintar.

Estos tienen una estructura para afirmar las planchas en tubo metálicos de

30x50 mm cada 90 cm.

En el sector oriente sobre la albañilería se observa una

estructura metálica en perfil tubo 30x50 mm para sostener el revestimiento de zinc ondulado por exterior.

-

VIGAS Y LOSAS DE ENTREPISO: Existe en el lado Norte un altillo que abarca todo el ancho del local. Este altillo está construido en base a perfiles metálicos y costaneras.

-

ESTRUCTURA DE TECHUMBRE : En el taller se observan tres cerchas metálicas construídas en base a costaneras 150x50x15x2mm más reticulado de perfil 20x2mm doble. Se observan costaneras de perfil metálico 80x40x2mm.

-

CUBIERTA DE TECHO: La cubierta de techo está formada por planchas de zinc ondulado.

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DESCRIPCION DE LOS DAÑOS: La propiedad fue afectada por un siniestro el día 13 de Septiembre del 2003, el cual dañó parcialmente las estructuras metálicas, revestimientos y terminaciones del sector del taller de la Imprenta. El siniestro comenzó en otra propiedad, ubicada hacia esquina de calle Pedro Lagos con Santiago Concha. El fuego se propagó entre las propiedades afectándolas por completo y llegando hasta el muro medianero entre la Imprenta y un local vecino de embobinado .

Este

muro sirvió de cortafuego, debido a que éste recibió todo el calor y la fuerza del siniestro, resultando completamente comprometido.

-

DAÑOS EN PISOS: El piso de entablado del altillo resultó totalmente destruído. La caída de elementos en el piso de flexit al lado de la escala metálica quemó la superficie de las palmetas.

-

DAÑOS EN ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: No se observan grandes daños en los muros, más que daños en las pinturas causados por el hollín y humo propagado, con excepción del muro medianero que sirvió como cortafuegos el cual resultó comprometido completamente.

-

DAÑOS EN VIGAS DE ENTREPISO:

Las vigas que conforman el entrepiso del altillo

resultaron dañadas parcialmente observándose deformación producto de la temperatura en algunas de ellas.

-

DAÑOS EN VIGAS DE TECHO: La estructura de cercha metálica oriente en techumbre de la Imprenta, resultó parcialmente deformada producto del calor del incendio. Producto de ello, estos elementos se deberán reponer como precaución debido a la pérdida de estabilidad estructural y disminución de resistencia.

-

DAÑOS EN CUBIERTA DE TECHO: La cubierta de planchas de zinc ondulado resultó parcialmente afectada por la temperatura que deformó algunas planchas, principalmente del sector oriente del taller.

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-

DAÑOS EN TERMINACIONES:

o

La pintura de muros resultó completamente manchada por la impregnación de hollín y humo que se propagó por el Taller.

o

Otros elementos deteriorados en el interior del Taller corresponden a las placas de cielo americano que resultaron deformadas, junto con un tramo de su perfilería.

o

El sector de personal, como camarines y baño resultó con impregnación de hollín en pinturas de muros y cielos.

o

Las

oficinas

administrativas

y

otros

recintos

cercanos

resultaron

con

impregnación de hollín en alfombras, pinturas de muros y cielos por lo que deberán pintarse para retirar el olor. o

La instalación eléctrica de las oficinas administrativas no presentó deterioro ni compromiso por el incendio.

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ARCHIVO FOTOGRÁFICO:

Estructura de techo.

Cercha metálica afectada por las llamas.

66

Daño en flexit, placas del piso.

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CASO

: LOS TRES MONTES – MINI MARKET - BAR RESTORAN.

UBICACIÓN

: CACIQUE COLIN Nº 200 (EX 439), LAMPA.

FECHA SINIESTRO

: 20 DE JULIO DEL 2002

CLASIFICACION POR AIREACION:

ESTRUCTURA DE CUBIERTA LIVIANA CON BARRERA VERTICAL.

CLASIFICACION POR ESTRUCTURA:

ESTRUCTURA HORIZONTAL DE ACERO Y ESTRUCTURA VERTICAL DE ACERO Y HORMIGON ARMADO.

INTRODUCCION: Se trata de una construcción de dos pisos, con distintos sistemas constructivos y terminaciones, que se utiliza como minimarket y bar- restorán en el primer piso y como vivienda en el segundo piso. El día sábado 20 de julio de 2002, a las 05:00 A.M., se declaró un incendio que se propagó rápidamente a todas las dependencias de la construcción, comprometiendo el minimarket, el bar – restorán y las dos viviendas ubicadas en el segundo piso.

CARACTERISTICAS GENERALES DE LA CONSTRUCCION:

-

PISO: Radier revestido con cerámica.

-

ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES:

El primer piso tiene muros de

albañilería de ladrillo reforzada con pilares y vigas de hormigón armado estucados por los lados y una estructura metálica compuesta de pilares reticulados de ancho constante que soportan vigas reticuladas de similares características. Esta estructura se prolonga hasta el segundo piso y es la característica que predomina en las dos viviendas. Los muros divisorios no estructurales son de tabiquería de madera revestida con planchas de yeso-cartón por ambos lados.

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-

VIGAS Y LOSAS DE ENTREPISO: El entrepiso es un envigado de pino de 3x8” colocadas cada 0.6 m de separación, como pavimento tiene un entablado machihembrado de coigüe y raulí de 1 x 4”.

-

ESTRUCTURA DE TECHUMBRE : En un sector del restaurante, donde no existe segundo piso, hay una estructura de techumbre compuesta de cerchas metálicas a dos aguas. El resto de la estructura de techo (que cubre el segundo piso) es similar a un galpón de gran tamaño, cruza todo el segundo piso para soportar un envigado de techumbre a dos aguas sobre las cuales se colocan costaneras de acero.

-

CUBIERTA DE TECHO: La zona del restaurante que no posee segundo piso tiene una cubierta de techo compuesta por planchas de fibra de cemento gran onda colocadas sobre costaneras metálicas. La cubierta

que se encuentra sobre la estructura del

segundo piso se compone de planchas de zinc acanalado onda estandar.

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DESCRIPCION DE LOS DAÑOS: Los daños se producen por dos causas, una de ellas el fuego y la otra el agua que se ocupa para extinguirlo. Por tratarse de una estructura predominantemente de acero, la acción del fuego afectó la totalidad de éstas, deformándolas y haciéndolas colapsar totalmente.

-

DAÑOS EN PISOS: Rotura de la cerámica por efecto de la caída de la estructura.

-

DAÑOS EN ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: Los muros de albañilería fueron arrastrados por el colapso de la estructura metálica desplomándose y quebrándose en su base o bien desplomándose severamente. Los revestimientos de cerámica que existían en algunos muros, como por ejemplo en lo baños, se “soplaron” con la alta temperatura desprendiéndose y quebrándose por su caída. Los estucos se agrietaron y fisuraron en forma de “piel de cocodrilo debido a la violenta retracción del material por el cambio muy rápido de temperatura originado al recibir el agua de los bomberos. Deformación de pilares reticulados los cuales colapsaron junto a la estructura de techo.

-

DAÑOS EN VIGAS Y LOSAS DE ENTREPISO: Toda la estructura de entrepiso resultó totalmente consumida por el fuego.

-

DAÑOS EN VIGAS DE TECHO: La estructura del techo estaba constituída por vigas de acero las cuales sufrieron graves deformaciones por efecto de la temperatura imperante y lo que provocó el colapso total de la estructura.

-

DAÑOS EN CUBIERTA DE TECHO: Deformación total por altas temperaturas de la cubierta de planchas de zinc acanalado. Las planchas de fibra de cemento que se encontraban cubriendo la zona que no posee segundo piso se quebraron por efecto de la caída de la estructura.

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-

DAÑOS EN TERMINACIONES:

o

Deformación por altas temperaturas de elementos de terminación , metálicos y aluminio.

o

Combustión de elementos de madera tanto estructurales como de terminaciones.

o

Pérdida total de aislación de tabiques, por el fuego y el agua.

o

Combustión y deformación de revestimientos de paramentos verticales, pinturas, madera, vidrios, etc.

o

Combustión y deformación de puertas, marcos y ventanas de madera.

o

Combustión de cielos falsos con sus respectivos entramados, ya sean de volcanita y madera , como los de fibra mineral y perfilería de soporte.

o

Rotura por temperatura de vidrios y elementos cerámicos en frío.

o

Daños en artefactos sanitarios de loza, accesorios del mismo material y griferías.

o

Daños por agua en elementos de yeso, volcanita y molduras.

o

Combustión de muebles integrados, en cocina, closets, vanitorios, etc.

o

Daños por combustión, desprendimiento y agua en aislamiento de lana mineral.

o

Daños en instalaciones de electricidad, combustión de ductos, cables y accesorios.

o

Daños en instalaciones sanitarias, combustión y deformación en cañerías de agua potable plásticas y de cobre pre-embutidas en tabiques y cielos. Daños en ductos de plástico pre-embutidos en

tabiques y cielos para ventilaciones de

alcantarillado. o

Daños en sectores no amagados por efecto del calor y el humo imperante.

o

Daños por agua en sectores y materiales no comprometidos directamente por el fuego.

o

Daños en exteriores por el paso de vehículos y personas, como también por el agua utilizada para combatir el incendio.

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CASO

: BODEGAS MATHIESEN S.A.C.I

UBICACIÓN

: CAMINO LO SIERRA – LO ESPEJO

FECHA SINIESTRO

: DICIEMBRE DE 1994

CLASIFICACION POR AIREACION:

ESTRUCTURA DE CUBIERTA LIVIANA CON BARRERAS VERTICALES.

CLASIFICACION POR ESTRUCTURA :

ESTRUCTURA VERTICAL DE HORMIGON ARMADO Y HORIZONTAL DE ACERO.

INTRODUCCION: Incendio ocurrido en Diciembre de 1994, en la Bodegas destinadas a productos químicos importados como materias primas principalmente para industrias productoras de plásticos, caucho y gases para industrias de refrigeración, ubicada en Camino Lo Sierra en la comuna de Lo Espejo. El área siniestrada corresponde a 3 bodegas de 30 x 60 m, separadas por patios de carga de 20 y 30 m respectivamente. CARACTERISTICAS GENERALES DE LA CONSTRUCCIÓN:

-

PISO: El pavimento es un radier de hormigón.

-

ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: Las bodegas están construidas con pilares de hormigón armado de 4,5 m de alto, en 2 naves de 15 m, la distancia entre pilares es de 5 m en el perímetro y 10 m en el eje central. Las paredes perimetrales son de muro de albañilería fiscal estucados por el interior.

-

LOSAS DE ENTREPISO: No existe.

-

ESTRUCTURA DE TECHUMBRE : La estructura de techo está compuesta por cerchas de perfiles plegados de acero de espesor 4 mm y costaneras de espesor 3mm. En el eje central lleva una viga portante de 10 m que recibe una cercha intermedia. No tenían protección al fuego. La cubierta está formada por planchas onduladas de asbesto cemento. Existe un sector de oficinas adyacente a la bodega intermedia, con losa superior prefabricada nervada.

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DESCRIPCION DE LOS DAÑOS: El incendio se inició en una pequeña bodega de productos inflamables, construida adyacente a la nave posterior. Esta bodega y la adyacente no contaban con instalación eléctrica. El incendio se propagó rápidamente y afectó los productos químicos que produjeron una nube tóxica que afectó a gran parte de la ciudad. La explosión de balones de gas produjo el esparcimiento de trozos metálicos que causó el fallecimiento de una persona a una distancia superior a 100 m del lugar del siniestro, y daños en las propiedades vecinas. Los efectos de los gases tóxicos en personas del vecindario se evalúa hasta esta fecha.

-

DAÑOS EN PISOS: Los radiereres sufrieron daños superficiales por la caída de elementos y descascaramiento por choque térmico en algunos sectores.

-

DAÑOS EN ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: Deformación de pilares extremos por efecto del colapso de la estructura de acero de techumbre. Los pilares centrales se mantuvieron verticales, y se observa pérdidas de recubrimiento por efecto del choque térmico al ser alcanzados por el agua de extinción. Las albañilerías no sufrieron daños, excepto en sectores afectados por golpes de balones de gas que explotaron.

-

LOSAS DE ENTREPISO: No existe.

-

ESTRUCTURA DE TECHUMBRE: Las estructuras de acero de techumbre colapsaron en pocos minutos, transformándose en cuerdas que deformaron a los pilares extremos hacia el centro. La viga superior se deformó lateralmente por efecto del arrastre de las cerchas, sin colapsar.

OBSERVACIONES: Los daños de las construcciones fueron generalizados, y pudieron ser recuperados los radieres y las estructuras verticales que no sufrieron deformaciones. La estructura de las oficinas anexas no sufrieron daños estructurales, a pesar de haberse consumido el combustible en su interior.

73

ARCHIVO FOTOGRAFICO

Daños en muros por efecto de golpes con objetos producidos por las explosiones.

Interior de la bodega. Se puede observar el grave daño en la estructura de acero.

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Interior de la bodega. Estructura de acero colapsada. Pueden observarse tambores los cuales contenían productos químicos inflamables.

Colapso de la estructura de acero.

75

Estructura de acero que compone la estructura de techo se encuentra colapsada.

Puede observarse con claridad la pérdida de la cubierta de techo lo cual facilita la aireación.

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CASO

: SINIESTRO MULTITIENDAS JOHNSON`S

UBICACIÓN

: 21 DE MAYO Nº 570 – ARICA.

FECHA SINIESTRO

: 13 DE ABRIL DEL 2003

CLASIFICACION POR AIREACION:

ESTRUCTURA

DE

VARIOS

NIVELES

CON

LOSAS. CLASIFICACION POR ESTRUCTURA :

ESTRUCTURA VERTICAL Y HORIZONTAL DE HORMIGON ARMADO.

INTRODUCCION: Se trata de un edificio de tres pisos utilizado como una tienda comercial. Ubicado en una de las principales avenidas del centro de la ciudad de Arica. El edificio ocupa la totalidad de terreno cuya forma es de un rectángulo alargado cuyo frente es de casi 15 m y un fondo de 42 mt. aproximadamente. El lugar donde se inicia el fuego corresponde a la zona denominada “cajón para el letrero” que es un espacio de 1 m de ancho, 12 m de largo y 7 m de altura. Este volumen de estructura metálica asoma 1 m sobre la vereda y sostiene un letrero de panaflex que se ilumina desde el interior con equipos de tubos fluorescentes. En este lugar se había guardado mercadería de la tienda debido al atiborramiento de la bodega por cambio de temporada. Estos productos dificultaron el acceso al foco del fuego haciendo que el uso de los extintores no fuese efectivo (según los fabricantes, el polvo químico se debe aplicar directamente al foco del fuego, en su base). El fuego comenzó a propagarse rápidamente, primero abarcando al tercer piso por completo y después al segundo piso consumiendo toda la ropa, mobiliario y revestimientos.

CARACTERISTICAS GENERALES DE LA CONSTRUCCION:

-

PISO: El piso es un radier de hormigón afinado. Estos tenían palmetas de cerámica, entablado de madera tipo flotante y alfombra, distribuídos por sectores de acuerdo a un diseño que define zonas y senderos de circulación.

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-

ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: En todo el perímetro del terreno y la edificación de dos pisos de altura, excepto el frente a la calle, tiene un muro de albañilería de bloques de cemento reforzada con machones y vigas de hormigón armado estucados por el interior y a la vista por el exterior. Para la habilitación de la tienda se construyó dentro de este “cajón”, formado por los tres muros perimetrales, una estructura metálica compuesta de pilares y vigas doble T distribuídas en dos ejes de pilares centrales que dividen en tres franjas toda la planta a lo largo. Lateralmente se construyeron pilares de hormigón armado adosados al muro original por el interior para recibir el envigado del entrepiso.

-

VIGAS Y LOSAS DE ENTREPISO: El envigado del entrepiso está ejecutado con vigas metálicas doble T. Sobre esta trama horizontal se ejecutó una losa colaborante, formada por una plancha de acero plegado unida a las vigas metálicas mediante anclajes soldados entre sí y una losa de hormigón con una malla de acero. Estas placas de losa de hormigón armado y plancha de acero actúan como un plano rígido que amarran las vigas entre sí, formando una malla estructural muy resistente. La losa que divide el 1º piso del 2º piso cubre toda la planta del edificio, mientras que la losa que separa el 2º piso del 3º sólo ocupa la parte delantera de la planta lo que equivale a un poco más de un tercio del total de ésta.

-

ESTRUCTURA DE TECHUMBRE: La parte de la estructura de techumbre, correspondiente a los dos pisos, es en base a un tijeral y cerchas de madera a dos aguas colocadas directamente sobre la losa de hormigón armado. El tercer piso tiene una techumbre formada por cerchas de reticulado de perfilería metálica a dos aguas apoyadas sobre los pilares de acero doble T. Los muros perimetrales del tercer piso tienen una trama de perfilería metálica entre medio de la cual se colocaron paneles de hormigón liviano estructurados con malla de acero.

-

CUBIERTA DE TECHO: La cubierta de la estructura de techumbre es de planchas de zinc ondulado colocadas sobre un entablado de pino puesto de tope y una lámina de fieltro asfáltico.

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DESCRIPCION DE LOS DAÑOS:

-

DAÑOS EN PISOS: El radier del 1º piso no tiene daños y es reutilizable.

-

DAÑOS EN ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: En el 1º piso, en los pilares de apoyo perimetrales de los envigados de entrepiso, el hormigón de recubrimiento evitó que la temperatura afectara la estructura metálica, pero en los apoyos

se

produjo

un

desprendimiento

parcial

dañando

el

nudo.

En los pilares del 2º piso se observó una gran deformación, por lo que se estimó de acuerdo a ella, que la temperatura que se alcanzó en ese lugar excedió los 600º C. El segundo y tercer piso resultaron con la estructura muy afectada por deformaciones que comprometen

su

estabilidad

y

por

lo

tanto

no

son

recuperables.

El muro perimetral de albañilería de bloques de cemento reforzada con pilares y vigas de hormigón armado no resultó con mayores daños.

-

DAÑOS EN VIGAS DE ENTREPISO: Se pueden observar algunos apoyos de las vigas que tienen un desplazamiento lateral producto de la deformación de la losa.

-

DAÑOS EN LOSAS DE ENTREPISO: Las planchas de acero de las losas colaborantes tienen deformaciones por dilatación que se acusan como englobamientos superficiales. En grandes áreas el hormigón de las losas tiene grietas y fisuras producto de la deformación de las planchas de acero.

-

DAÑOS EN VIGAS DE TECHO: Las vigas metálicas doble T que sostienen el entrepiso (entre el 1º y 2º piso) resultaron sin daños. La estructura metálica sobre el Segundo piso sufrió daños considerables que no permiten su reutilización.

-

DAÑOS EN CUBIERTA DE TECHO: El daño en la cubierta de techo es total.

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CASO

: PACIFIC STAR

UBICACIÓN

: SECTOR PIRUQUIMA - CASTRO

FECHA SINIESTRO

: 3 DE FEBRERO DEL 2004.

CLASIFICACION POR AIREACION:

ESTRUCTURA

DE

CUBIERTA

LIVIANA

SIN

BARRERAS VERTICALES. CLASIFICACION POR ESTRUCTURA :

ESTRUCTURA VERTICAL Y HORIZONTAL DE ACERO.

INTRODUCCION: Pacific Star es una planta procesadora de desechos de pescado ubicada a 12 km. de la ciudad de Castro, en la isla de Chiloé. En esta planta se produce harina y aceite de pescado. Todo el proceso se realiza en un ambiente de mucha temperatura, humedad y vapor, por lo tanto la mayor parte de las piezas, ductos y en general todos los componentes de las máquinas son de acero inoxidable o tienen algún tratamiento protector de la corrosión. En el galpón que protege todo el proceso de elaboración de la harina y aceite de pescado, todos los perfiles y vigas metálicas son galvanizados y la cubierta es de planchas de fibra de vidrio. Constructivamente, la mayoría de los edificios de la planta tienen una estructura metálica de marcos de alma llena con costaneras metálicas y cubierta de fibra de vidrio, con excepción de las oficinas de administración , casino y portería que son de madera. La nave de producción y la bodega de harina de pescado forman una sola nave y es la construcción de mayor tamaño de la planta, en ella se lleva a cabo todo el proceso productivo.

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CARACTERISTICAS GENERALES DE LA CONSTRUCCION:

-

PISO: Todo el pavimento es un radier de hormigón armado afinado.

-

ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES, MUROS Y REVESTIMIENTOS:

La

estructura soportante del galpón está formada por veinticuatro pilares metálicos laterales que forman marcos entre sí. Perimetralmente la nave de producción tiene un muro de hormigón armado de 1.10 m de altura que forma una “cubeta” evitando el ingreso de aguas lluvias. El revestimiento vertical y la cubierta de toda la nave es de planchas de fibra de vidrio tipo perfil PV4 de Instapanel colocadas sobre costaneras metálicas de perfil 100 x 50 x 15 x 2 mm. Entre la zona de producción y el sector de bodegaje, se colocó un muro divisorio formado por perfiles metálicos, revestido por un lado con planchas de fibra de vidrio, iguales a la cubierta.

-

VIGAS Y LOSAS DE ENTREPISO: No existe.

-

ESTRUCTURA DE TECHUMBRE : Esta formada por 12 vigas metálicas de “ alma llena” , es decir, tienen un centro de plancha de acero rodeada de pletinas contínuas en su perímetro. Esta solución estructural – constructiva permite evitar los rincones que son los lugares donde generalmente se inician los procesos de corrosión. El tratamiento “galvanizado “ de todas las piezas metálicas, además

retarda el proceso corrosivo

aumentando la vida útil del galpón.

-

CUBIERTA DE TECHO:

La cubierta, al igual que el revestimiento lateral, es de

planchas de fibra de vidrio de perfil PV4 colocadas sobre costaneras metálicas de 100 x 50x 15 x 2 mm.

DESCRIPCION DE LOS DAÑOS: El día martes 03 de Febrero, cerca de las 15.45 hrs., se declaró un incendio en la planta productora de harina y aceite de pescado. El inicio del fuego se estableció en la bodega de productos químicos, ubicada en el costado sur poniente de la nave principal de producción y a varios metros de separación de ésta.

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El origen del siniestro habría sido la explosión espontánea de un envase de hipoclorito de calcio, el cual al abrirlo habría arrojado una llamarada que se propagó al resto de los productos almacenados en la bodega. La propagación hacia la nave principal de producción se habría producido por el escurrimiento de material líquido en combustión hacia el muro perimetral comprometiendo las planchas de revestimiento de fibra de vidrio las cuales iniciaron una combustión muy rápida abarcando más de la mitad de toda la superficie de la nave antes de ser controlado.

-

DAÑOS EN PISOS: No sufrieron daños apreciables.

-

DAÑOS

EN

ESTRUCTURAS

REVESTIMIENTOS:

SOPORTANTES

VERTICALES,

MUROS

Y

Los revestimientos de fibra de vidrio resultaron gravemente

comprometidos debido a su rápida combustión. El calor de la combustión de estas planchas provocó que las costaneras donde se apoyaban se deformaran. Los pilares metálicos sufrieron daños, más que por efectos de la temperatura, por efecto del hollín proveniente de la combustión de las planchas de fibra de vidrio. Este residuo de la combustión destruye el tratamiento de galvanizado de los pilares dejando el acero expuesto a un proceso de oxidación y posterior corrosión.

-

DAÑOS EN VIGAS Y LOSAS DE ENTREPISO: No existen.

-

DAÑOS EN VIGAS DE TECHO: Las vigas de alma llena en la estructura de techo al igual que los pilares sufrieron daños más que por efectos de la temperatura, por efecto del hollín proveniente de la combustión de las planchas de fibra de vidrio. Este residuo de la combustión destruye el tratamiento de galvanizado de las vigas principales de alma llena dejando el acero expuesto a un proceso de oxidación y posterior corrosión.

-

DAÑOS EN CUBIERTA DE TECHO: Resultó destruída completamente. Al ser de fibra de vidrio, al igual que el revestimiento lateral del galpón, sirvió como medio de propagación del incendio.

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CASO

: STANDARD WOOL

UBICACIÓN

: km. 13,5 CAMINO AEROPUERTO-PTA. ARENAS

FECHA SINIESTRO

: 28 DE FEBRERO DEL 2005

CLASIFICACION POR AIREACION:

ESTRUCTURA

DE

CUBIERTA

LIVIANA

SIN

BARRERAS VERTICALES. CLASIFICACION POR ESTRUCTURA :

ESTRUCTURA VERTICAL Y HORIZONTAL DE ACERO.

INTRODUCCION: Se trata de una planta que procesa y comercializa lana de oveja para los mercados externos, principalmente de Europa, para lo cual utiliza como materia prima la lana proveniente de los diferentes ganaderos ubicados en la zona. Su producto terminado es lana peinada conocida como Tops. Standard Wool ( Chile ), pertenece al grupo Standard Commercial Corporation, con base en Estados Unidos de Norteamérica, a través de su propietaria Standard Wool ( UK), con sede en Bradford, Inglaterra. Está instalada en la zona de Magallanes desde julio del año 1989, fecha en que adquirió las instalaciones a CORFO. El proceso productivo se inicia con el bodegaje de la lana proveniente de los diferentes productores locales en cuatro galpones que en total suman 3.693 m2 de superficie. La materia prima llega en forma de fardos que tienen 1,3 m3 de volumen cada uno ( 1.50x0.75x1.15 m). Están envueltos en una lámina de polietileno grueso y amarrados con alambre.

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La planta se compone de distintas estructuras que permiten procesar la lana. Estas estructuras son:

-

Galpón de producción.

-

Bodegas de materia prima N°1, N°2 y N°3.

-

Bodega de materia prima N°4.

-

Bodega de productos terminados.

-

Sección empaque y productos terminados.

-

Sección empaque y etiquetado.

-

Torre compactadora.

-

Bodega productos 2° calidad.

-

Galpón sección productos de 2°.

-

Bodega de cardas.

-

Edificio administración.

-

Casino y Taller.

-

Altillo Taller.

-

Sala calderas.

-

Bodega sal.

-

Pasillo techado.

-

Laboratorio.

-

Oficinas, baño y lavadero al interior del galpón de producción.

-

Oficinas 2° piso al interior del galpón de producción.

-

Sala de generador de emergencia.

-

Enfermería, bodega y baño.

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Croquis Planta Estructura. Distribución

El fuego se produce en uno de los bretes de cardas, bodega donde se acopia la lana luego de pasar por el proceso de lavado.

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CARACTERISTICAS GENERALES DE LA CONSTRUCCIÓN ( Brete de Cardas ): Corresponde a cuatro recintos de planta cuadrada y de 7.50 mt. de altura máxima, que sirven como silos de almacenaje de la lana lavada.

-

PISO: El piso es un radier de hormigón afinado con una pequeña pendiente.

-

ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: Perimetralmente tiene una estructura formada por pilares compuestos de dos costaneras 200 x 50 x 15 x 3 mm. y cadenetas horizontales de costaneras 100 x 50 x 15 x 2 mm.

-

REVESTIMIENTO PERIMETRAL: El revestimiento perimetral es de planchas de zinc onduladas y tipo 5V.

-

VIGAS Y LOSAS DE ENTREPISO: No existen.

-

ESTRUCTURA DE TECHUMBRE : Su techumbre forma parte de uno de los galpones de bodega de materia prima. Sin embargo dos de éstos recintos tienen una mayor altura y su techumbre está formada por vigas similares a los pilares

( dos costaneras

200x50x15x3mm ) colocadas a “una agua”.

-

CUBIERTA DE TECHO: El techo está formado por una cubierta de planchas de zinc ondulado.

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DESCRIPCION DE LOS DAÑOS: El día lunes 28 de Febrero, cerca de las 01:00 hrs. y poco tiempo después de iniciado el turno de las 00:00 hrs., personal de la empresa notó que salía humo y flamas de fuego desde la parte superior de uno de los “bretes de cardas” ( bodega donde se acopia la lana lavada). De inmediato procedieron a tratar de controlar el fuego con extintores, pero la cantidad de humo los obligó a evacuar la zona y llamar a los bomberos. Según el relato de los testigos que dan la alarma del incendio, una hora después de iniciado el turno del día lunes, no pueden controlar el fuego debido a la gran cantidad de humo que se acumula al interior de la nave de producción. De acuerdo a lo anterior y por la magnitud de los daños, es posible suponer que el fuego se haya iniciado muchas horas antes del inicio del turno del día lunes y en la zona del entretecho resultante entre la cubierta y las planchas de aislación. El fuego se propagó por toda la cubierta del galpón, bajo la cual se habían colocado, como aislación, planchas de poliestireno expandido ( Aislapol) de alta densidad, de 100 mm. de espesor, revestidas con planchas de acero pre pintado por las dos caras. Este material contribuyó a que el fuego envolviera toda la nave de producción generando, además, una alta temperatura ya que no tenía ventanas que pudieran contribuir a la disipación del calor. Los edificios afectados en un 100% son : - Galpón de producción - Una bodega de materia prima - Un bodega de productos terminados - Un galpón de la sección de etiquetado y empaque - La torre de la compactadora - Una bodega de productos de 2º calidad - El galpón de la sección de clasificación de producto de 2º calidad - Los cuatro “bretes de cardas” ( bodegas de lana lavada) - Oficinas, baños y talleres ubicados al interior del galpón de producción

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-

DAÑOS EN PISOS: El pavimento de hormigón presenta desprendimientos del afinado y numerosas fisuras. La causa es la ebullición del agua utilizada en la extinción del siniestro y que se depositó en las fisuras y microfisuras que normalmente existen en éste tipo de pisos, generando una fuerza de vapor que fracturó todo el radier.

-

DAÑOS EN ESTRUCTURAS SOPORTANTES VERTICALES: Los tres primeros marcos metálicos, que cubrían una luz de 54 mt. de ancho y que se ubicaban más cerca de los “bretes de cardas”, colapsaron. La temperatura los hizo deformarse y caer sobre las máquinas cardadoras.

Su colapso arrastró al resto de la estructura acusándose

deformaciones en cadena en el resto de los marcos.

-

DAÑOS EN REVESTIMIENTO PERIMETRAL: El revestimiento perimetral ha sufrido grandes deformaciones por efecto de las altas temperaturas alcanzadas durante el siniestro.

-

DAÑOS EN VIGAS Y LOSAS DE ENTREPISO: No existen estos elementos.

-

DAÑOS EN VIGAS DE TECHO: Se produjo un colapso en cadena debido al colapso de los marcos que se encontraban más cerca de los bretes de cardas.

-

DAÑOS EN CUBIERTA DE TECHO: El daño es total debido a deformaciones sufridas en las planchas de zinc por efecto de la alta temperatura y por el colapso de la estructura.

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ENSAYOS REALIZADOS: Se encargó a la empresa CESMEC la realización de análisis cualitativos y cuantitativos de las estructuras de hormigón y acero para verificar el daño con motivo del siniestro ocurrido en dicha planta. Para la revisión de los hormigones de pavimento se decidió extraer testigos de hormigón endurecido y la determinación del índice esclerométrico mediante la utilización del martillo Schmidt. Para determinar la capacidad de servicio remanente en las estructuras de acero siniestradas se consideró la verificación cualitativa del estado de las estructuras no colapsadas, geometría, alineamientos, deformaciones y espesores. 1.- Extracción testigos de Hormigón: Se extrajeron un total de 16 testigos de hormigón repartidos en sectores dañados y no dañados a fin de comparar los resultados obtenidos. 1.2.- Causa del deterioro en Hormigones Observados: El hormigón al estar sometido a Temperaturas entre 300º C y 600º C toma una tonalidad rosácea por alteración de los compuestos de hierro y pierde hasta un 60 % de su resistencia inicial a la compresión. Hasta los 900º C, toma un color gris claro, ya que se han comenzado a degradar compuestos

del

conglomerante

endurecido.

El

los

hormigón se vuelve poroso y friable. Al

enfriarse la superficie y mientras el hormigón se mantiene caliente en su interior, se produce una serie de fisuras que se cortan ortogonalmente (fisuración en piel de cocodrilo) y pierde entre un 60 % y 90% de la resistencia inicial. Por encima de los 900º C,

el hormigón adquiere un tono blancuzco a amarillento y

carece de resistencia residual.

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El descascaramiento o spalling, es uno de los efectos del fuego sobre las estructuras de hormigón y de éste deben distinguirse tres tipos : - Descascaramiento del agregado - Descascaramiento explosivo - Desprendimientos El descascaramiento del agregado se debe al estallido y fracturación de las partículas

del

agregado como resultado de cambios físicos o químicos bajo temperaturas elevadas. Por regla general, este descascaramiento es de poca extensión y se limita sólo a la superficie. El descascaramiento explosivo por su parte corresponde a esfuerzos de tensión producto del vapor de agua, indicados internamente y por los esfuerzos de restricción debidos a la elevación de temperatura ocurridas durante el siniestro. Los esfuerzos de tensiones causados por el movimiento de vapor de agua dependen en gran parte del contenido de humedad y esto es función de la edad del hormigón, así los hormigones jóvenes que se vean afectados durante la etapa de construcción mostrarán evidente contenido de humedad más alta, por ello es que allí las tensiones inducidas serán mayores, comparativamente con aquellos hormigones más maduros. En hormigones armados, este descascaramiento

explosivo

provoca la

exposición de las

armaduras de refuerzo. El descascaramiento por desprendimiento es el resultado del desprendimiento de secciones de diversa geometría, ocurridas con ocasión del siniestro, normalmente son el resultado de siniestros de larga duración y se asocian a cambios volumétricos.

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1.3.- Resistencia mecánica 1.3.1.- Índice esclerométrico Los resultados obtenidos mediante el ensayo del índice esclerométrico muestran una resistencia promedio de 135 Kgf/cm², la cual debe ser corroborada con la resistencia de proyecto. 1.3.2.- Testigos de hormigón endurecidos en zonas sanas Los ensayos destructivos practicados sobre el hormigón evaluado, dan cuenta de resistencia a compresión del orden de 300 kgf/cm² promedio y 44.7 kgf/cm² de resistencia a tracción por Hendimientos. Ambos valores se enmarcan dentro de lo normal para este tipo de construcción, de todas maneras deberá ser verificado contra especificaciones técnicas. 1.3.3.- Testigos de hormigón endurecidos en zonas dañadas Los ensayos destructivos practicados sobre el hormigón evaluado, dan cuenta de resistencia a compresión del orden de 148 kgf/cm² promedio y 24.4 kgf/cm² de resistencia a tracción por hendimientos. Ambos valores están fuera de lo normal para este tipo de construcción, de todas maneras deberá ser verificado contra especificaciones técnicas.

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1.3.4.- Conclusiones y recomendaciones Concluídas las observaciones cualitativas , y sumado a ellos los resultados obtenidos en ensayos mecánicos, se puede concluir que los pavimentos afectados por el siniestro ocurrido en las dependencias de Standard Wool, deben separarse en dos: Hormigones: Sector sin daño: Corresponde a aquel que muestra inalteradas sus propiedades mecánicas con ocasión del siniestro, gracias a que presenta una capa de mortero superficial en algunos sectores. Esta condición la cumplen: -

Sector Pre – Lavado

-

Oficina Laboratorio

-

Sector Línea de Lavado

-

Bodegas Nº 1 y 2

Sector con daño: Corresponde a aquel que muestra alteradas sus propiedades mecánicas con ocasión del siniestro. Esta condición la cumplen: -

Bóxer Nº 1

-

Bóxer Nº 2

-

Bóxer Nº 3

-

Bóxer Nº 4

-

Sector Piscinas

-

Sector Cardas

-

Sector Producción

-

Patio de acopio

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1.3.5.- Recomendaciones para los sectores dañados Alternativa A Utilizar el radier existente como base de apoyo, previo tratamiento de lavado y desgaste superficial, y eliminación de residuos y material suelto para posteriormente revestir con algún tipo de pavimento o construir sobre este un pavimento nuevo.

Alternativa B Demoler los pavimentos dañados y reconstruirlos con características similares a las del diseño original.

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Resultados Ensayos ENSAYO ESCLEROMETRICO SOLICITANTE: CABO DE HORNOS CONSULTORES LT. ORDEN DE TRABAJO: 319954 ATENCIÓN SR.: JAIME ROJAS FECHA DE EMISIÓN: 20-06-2005 DIRECCION : LINNEO N°6557, LAS CONDES, SANTIAGO

ANTECEDENTES A petición del solicitante se procedió a efectuar ensaye esclerométrico por medio del martillo de Schmitd, marca Controls, Modelo C 181, según los procedimientos indicados en la Norma Nch 1565 Of. Las resistencias indicadas más adelante corresponden a una estimación a la fecha de ejecución del ensaye y se basa en estadísticas de resistencia. Por este motivo, los resultados deben ser evaluados con las reservas que la norma establece para este ensaye. Las muestras fueron tomadas con fecha 4,5 y 6 de Junio de 2005. RESULTADOS Punto N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Promedio Resistencia kgf/cm²

1 15 13 19 19 21 10 19 22 10 15 16