Una de las grandes amenazas a las que se puede enfrentar una edificación es a un incendio en su interior. Un siniestro de este tipo puede tener unas consecuencias devastadoras en una estructura de hormigón armado, por lo que es importante conocer cómo se comporta este material ante el fuego y las consecuencias que puede tener estar expuesto a este fenómeno en la estabilidad de la estructura.
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Fases del incendio
- Etapa inicial
Después de la aparición del fuego, existe una etapa inicial en la que sube la temperatura levemente, quedando la carga de fuego limitada. Esta fase no tiene excesivo interés a efectos estructurales, pero sí es fundamental a efectos de evacuación, extinción, etcétera.
- Flash over
Tras la etapa inicial, se llega al Flash over, punto a partir del cual la temperatura sube bruscamente, suponiendo la ignición súbita y completa de toda la carga de fuego.
Para el análisis de esta fase, en la normativa se presentan curvas normalizadas que tratan de metodizar los efectos del fuego real, pero evidentemente éstas no tienen porqué coincidir con la realidad. Se asigna una determinado tiempo desde el inicio del Flash over hasta que alcanza la temperatura máxima.
La consideración de asimilar el tiempo hasta la temperatura máxima con tiempo de resistencia requerida es una simplificación necesaria que puede no ser del todo correcta en diseño de estructuras de hormigón, pues la fase de enfriamiento es muy importante.
- Enfriamiento
Posteriormente a la llegada del punto de máxima temperatura, comienza a descender paulatinamente hasta igualarse a la temperatura ambiente.
Para la inclusión de la fase de enfriamiento en el análisis, la propia normativa dota de herramientas para la determinación de fuegos paramétricos, que pueden adaptarse mejor a las condiciones reales del recinto. Un fuego paramétrico equivaldrá a una determinada resistencia al fuego establecida a partir de la equivalencia de las áreas bajo las curvas en la gráfica.
Características del hormigón ante el fuego
Las altas temperaturas del incendio van a provocar efectos en la estructura de hormigón, calentando las diferentes secciones del edificio. En la figura de la norma, se representa una sección de media viga sometida a un fuego normalizado de 180 minutos. Se puede observar que, para profundidades de 4 cm, las temperaturas en las esquinas son del orden de 900º; mientras que en puntos alejados de las esquinas, la temperatura se reduce a alrededor de 600º.
Este fenómeno es debido a la baja conductividad del hormigón, que se ve todavía más reducida como consecuencia del fuego y su consiguiente aumento de temperatura.
Ello permite que en general el comportamiento estructural del hormigón armado sea relativamente bueno frente a fuego. Es suficiente cumplir unas condiciones geométricas y de recubrimiento de las armaduras.
Para satisfacer los requisitos de resistencia una vez sucedido un fuego real, hay que evaluar la estructura y valorar los aspectos que podrían afectar a su estabilidad y durabilidad
Afecciones de estructuras de hormigón armado expuestas al fuego
Las altas temperaturas del hormigón y armadura supone merma de las propiedades de los materiales. A partir de 300º se aprecian pérdidas importantes.
Distribución de temperaturas no lineales, lo que provoca la aparición de esfuerzos dentro de la sección.
La pertenencia de elementos a la estructura general puede producir una variación de esfuerzos en el conjunto.
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