Métodos de ignifugación del acero estructural
El acero pierde aproximadamente 50% de su capacidad de carga cuando alcanza los 1.000oF (537oC). En consecuencia, todos los edificios de acero estructural y las plantas industriales con ocupantes humanos deben protegerse de los incendios para que los equipos de rescate tengan tiempo de evacuar las estructuras.
La protección contra incendios puede ser activa o pasiva. La ignifugación activa consiste principalmente en sistemas de rociadores, gases u otros medios de extinción automática del fuego. La protección pasiva contra incendios consiste en capas de sacrificio aplicadas a la superficie de los elementos de acero con el fin de dar tiempo a extinguir el incendio o evacuar a los ocupantes antes del colapso estructural.
La protección contra incendios suele especificarse teniendo en cuenta dos sucesos potenciales que consisten en sucesos de celulosa o de hidrocarburos. La celulosa consiste en fuegos de madera que desarrollan el calor más lentamente y generalmente desarrollan menos temperaturas globales. La protección contra incendios de la celulosa se evalúa utilizando una temperatura de ensayo gradual en horno que alcanza los 2.000oF (1093oC) en cuatro horas. La protección de celulosa se utiliza en escuelas, residencias, hospitales y estructuras comerciales.
Los incendios de hidrocarburos consisten en fuegos químicos y de combustible agresivos que desarrollan un calor más elevado con mayor rapidez. La protección contra incendios de hidrocarburos se evalúa utilizando un horno de prueba de alta temperatura de 2.000oF (1093oC) en cinco minutos y manteniendo esa temperatura durante toda la prueba.
Otras protecciones y pruebas de exposición al fuego pueden consistir en pruebas con combustible a reacción, fuego de piscina, explosión y chorro de manguera. Por lo tanto, es importante que los ingenieros comprendan los requisitos de protección contra incendios que deben cumplir y las opciones de protección contra incendios del acero estructural disponibles.
Requisitos del Código de Ignifugación del Acero Estructural
Los requisitos específicos del código variarán en función de su jurisdicción, aunque la mayoría se basan en códigos modelo como el ICC/.IBC, NFPA o NORSOk.
La clasificación de los componentes estructurales o de los sistemas ignífugos suele expresarse como clasificación horaria. Por ejemplo, si se requiere una clasificación de resistencia al fuego de dos horas, el sistema o los elementos de construcción deberán cumplir los requisitos para una clasificación de dos horas en un ensayo estándar de resistencia al fuego ASTM E119/UL263 (celulosa) o UL1709 (hidrocarburos). Se pueden utilizar directorios de resistencia al fuego para determinar las clasificaciones de resistencia al fuego de diversos elementos de construcción, como en el directorio proporcionado por Laboratorios Underwriter.
Los requisitos para cualquier proyecto de construcción variarán en función de una serie de factores, como el uso previsto, la ubicación y el diseño. Para establecer las clasificaciones de resistencia al fuego requeridas para su proyecto, consulte el código de construcción local, consulte los códigos de construcción modelo y/o consulte los requisitos de diseño estructural/arquitectónico.
Métodos de ignifugación del acero estructural
Para cumplir los requisitos del código de ignifugación pasiva del acero estructural, existen varios métodos disponibles.
Material ignífugo aplicado por pulverización (SFRM)
El método de ignifugación más común en Estados Unidos consiste en aplicar un material ignífugo aplicado por pulverización (SFRM). Los SFRM típicos se componen de cemento y yeso y pueden contener otros materiales como lana mineral, cuarzo, perlita o vermiculita. El material ignífugo se aplica en forma de aerosol húmedo o seco, o también puede aplicarse con llana hasta alcanzar el espesor requerido.
Los SFRM se utilizan normalmente en la protección contra incendios de vigas o pilares de acero. Aunque no es su uso principal, los SFRM también pueden proporcionar un beneficio añadido en forma de aislamiento acústico o térmico.
Sin embargo, los SFRM no suelen ser adecuados para superficies muy expuestas a la humedad, que puede deteriorar el producto. Esto puede dificultar su uso en zonas con alta humedad o donde haya ciclos de congelación-descongelación. La mayoría de los SFRM proporcionan poca o ninguna inhibición independiente de la corrosión de los elementos de acero, por lo que debe proporcionarse otra protección relativa. La preparación de la superficie (granallado, imprimaciones, listones/adjuntos, etc.) para la mayoría de los SFRM puede ser costosa y requerir mucho tiempo.
Revestimientos intumescentes
Los revestimientos de material intumescente resistente al fuego (IFRM) son otro material ignífugo para el acero estructural. Se aplica a la superficie una fina capa de una mezcla a base de epoxi. Cuando se calienta, este revestimiento se carboniza, forma espuma y se expande -hasta 100 veces su grosor original- creando una barrera entre el elemento de acero y el fuego.
Una de las ventajas de la pintura intumescente es su ligereza y su correspondiente capacidad para utilizarse en superficies de acero expuestas, sin comprometer el diseño.
Sin embargo, los productos intumescentes son muy vulnerables a la exposición ambiental durante la aplicación, lo que puede limitar su rendimiento. Además, el coste de los revestimientos intumescentes es muy superior al de otras opciones, y aumenta cuanto mayor es la clasificación de resistencia al fuego exigida.
Los productos intumescentes suelen contener una inhibición de la corrosión inherente para los elementos de acero. La preparación de la superficie (chorreado, imprimaciones, listones/adjuntos, etc.) para la mayoría de los IFRM puede ser costosa y requerir mucho tiempo.
Ignifugación de placas rígidas
La ignifugación con placa rígida consiste en instalar una placa rígida resistente al fuego en vigas, pilares y cubiertas. La placa rígida ignífuga puede utilizarse en fases de construcción fuera de secuencia para que pueda instalarse "sobre la marcha". La placa rígida ignífuga también puede utilizarse en muchos entornos, incluidos lugares con condiciones climáticas gélidas y con una gran variedad de sustratos.
Sin embargo, el ignifugado con placas rígidas suele ser una opción más cara y lenta de instalar, lo que puede repercutir en los ajustados presupuestos y plazos de los proyectos. El ignifugado de placas rígidas no inhibe la corrosión de los elementos de acero de forma independiente, por lo que es necesario proporcionar otro tipo de protección relativa (granallado, imprimación, galvanizado, pinturas resistentes a la corrosión, etc.).
Sistemas de manta flexible
Los sistemas de mantas flexibles ofrecen un aislamiento combinado contra el fuego, térmico y acústico, y no producen humos tóxicos a altas temperaturas. Son un producto ligero y versátil que puede instalarse fácilmente incluso en formas complejas.
Sin embargo, los sistemas de manta flexible no se pueden personalizar: el fabricante fija el grosor del producto. Los productos también requieren fijaciones adicionales como parte de la instalación. Por último, los fabricantes de estos productos son limitados.
Los sistemas de manta flexible no proporcionan una inhibición independiente de la corrosión de los elementos de acero, por lo que debe proporcionarse otra protección relativa (granallado, imprimaciones, galvanizado, pinturas resistentes a la corrosión, etc.).
Hormigón Portland
El hormigón y la mampostería solían ser uno de los métodos más comunes para ignifugar el acero estructural. En la actualidad, el hormigón Portland se utiliza principalmente para recubrir grandes superficies de acero, como en el caso de la protección contra incendios de columnas de acero.
Sin embargo, la ignifugación tradicional del acero estructural con hormigón requiere un mayor volumen de espacio, tiene una elevada huella de carbono y no es respetuosa con el diseño. La ignifugación con hormigón Portland proporciona poca o ninguna inhibición independiente de la corrosión de los elementos de acero, por lo que debe proporcionarse otra protección relativa (granallado, imprimaciones, galvanizado, pinturas resistentes a la corrosión, etc.).
Métodos de ignifugación con geopolímeros
Los métodos tradicionales utilizados desde hace tiempo en el sector de la construcción suelen presentar inconvenientes y no pueden utilizarse para satisfacer las necesidades de diseño o ignifugación de proyectos en una amplia gama de entornos y complejidad.
Por eso Geopolymer Solutions creó Hormigón de fusión en frío® FP250un ignifugante en spray para acero. La innovadora ingeniería que hay detrás de Geopolymer Solutions revive y reimagina antiguos métodos utilizados por los romanos para crear la nueva generación de SFRM.
Nuestra tecnología patentada de hormigón geopolímero es un material ignífugo de alta densidad, sin Portland, y no se parece a ningún otro producto disponible en el mercado. FP250 puede aplicarse a acero de cualquier tamaño, aéreo y vertical, y nunca ha sido tan fácil utilizar ignifugantes en spray para vigas, columnas y sistemas de acero.
FP250, con una clasificación de resistencia al fuego de hasta 4,5 horas, puede aplicarse en una sola capa de una pasada, lo que le ahorra tiempo y le proporciona una importante relación calidad-precio en comparación con otros productos de clasificación similar.
La FP250 presenta una serie de ventajas, entre las que se incluyen:
- Soporta el calor extremo sin degradarse
- Alta resistencia a la abrasión
- Muy resistente a los impactos
- Muy resistente a ácidos, disolventes, cloruros y sulfatos
- Resistente a la intemperie y a los ciclos de hielo-deshielo
- Larga vida útil (estimada hasta 10 veces superior a la del hormigón de cemento Portland tradicional)
- No es necesario granallar, imprimar ni utilizar refuerzos de malla o cantoneras
- Instala inhibidores de corrosión inherentes extremos
- Ya ha superado los requisitos de la 5ª edición de UL1709
- Supera muchas especificaciones técnicas
La resistencia y durabilidad superiores de la FP250 la hacen muy recomendable para aplicaciones en las que la seguridad es primordial, como plantas petroquímicas, centrales eléctricas, escuelas, hospitales e instalaciones militares y portuarias.
Al utilizar materiales reciclados 50-60%, sin compuestos orgánicos volátiles y sin utilizar cemento Portland en nuestra fabricación, FP250 es un producto ecológico que puede reducir su huella de carbono. Esto puede ser de gran ayuda para obtener certificaciones LEED.
FP250 evita todos los retos de las opciones tradicionales de ignifugación, proporcionando una solución fácil de usar, rentable, respetuosa con el medio ambiente y de alto rendimiento.
Más información
Asegúrese de que su proyecto utiliza la mejor ignifugación del mercado. Para saber más sobre la diferencia entre FP250 y los métodos tradicionales de ignifugación del acero, Contacto
Prueba de fuego Serie A contra Portland
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