El acero pierde aproximadamente 50% de su capacidad de carga cuando alcanza los 1.000°F, o 537°C, lo que supone graves riesgos en caso de incendio. Un material ignífugo fiable para acero estructural es esencial para proteger edificios e instalaciones industriales, garantizando la ignifugación de la estructura de acero para una evacuación segura.

Definición de ignifugación

La ignifugación es una medida de protección que impide que los materiales estructurales, como el acero, alcancen temperaturas críticas durante un incendio. Mediante el uso de material ignífugo proyectado, o SFRM, y otras capas protectoras, la ignifugación mejora la seguridad y la estabilidad de un edificio en caso de incendio.

Dos categorías de ignifugación: Activa vs. Pasiva

La ignifugación del acero implica tanto sistemas de protección activa contra incendios, que utilizan sistemas de rociadores o extintores, como soluciones de ignifugación pasiva, que aplican materiales ignífugos directamente a las superficies de acero. Estas capas actúan como barrera, reduciendo la transmisión de calor y retrasando el fallo estructural.

La protección contra incendios también se especifica en función de los posibles tipos de incendio:

• Incendios de celulosa (a base de madera): De desarrollo más lento, alcanza los 2.000 °F en cuatro horas, se ve en escuelas, hospitales y edificios residenciales.
• Incendios de hidrocarburos (a base de combustible): Alcanzan rápidamente los 2.000 °F en cinco minutos, esenciales para instalaciones industriales y petroquímicas.

Aplicaciones de la protección contra incendios del acero estructural

El objetivo de la ignifugación es proteger los componentes estructurales críticos en entornos industriales, como:

Requisitos del Código de Ignifugación del Acero Estructural

Los requisitos de los códigos de protección contra incendios varían según la región, pero suelen ajustarse a las normas de organizaciones como Consejo Internacional del Código (ICC/IBC), Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) o NORSOK.

Los índices de resistencia al fuego, normalmente expresados en horas, reflejan cuánto tiempo pueden resistir el fuego los materiales ignífugos en condiciones específicas.

Pruebas de resistencia al fuego:

• ASTM E119 y UL263 para fuegos de celulosa, donde la temperatura alcanza los 2.000F, o 1.093C, durante cuatro horas.
• UL1709 para incendios de hidrocarburos, en los que las temperaturas alcanzan los 2.000 F en cinco minutos y se mantienen durante la duración de la prueba.

Pruebas adicionales, como Combustible para avionesPiscina Fuego, Explosión y Pruebas de chorro de mangueraevaluar la resistencia al fuego en aplicaciones especializadas. Los ingenieros y arquitectos pueden consultar directorios como Laboratorios Underwriter para determinar las clasificaciones adecuadas. Los códigos de construcción locales, las normas modelo y las especificaciones de diseño proporcionan directrices para los requisitos específicos del proyecto.

Métodos tradicionales de ignifugación del acero estructural

Material ignífugo aplicado por pulverización (SFRM)

El material ignífugo aplicado por pulverización (SFRM) es una solución rentable y de uso común para la ignifugación de vigas y pilares de acero. Aplicados en forma de aerosol húmedo o seco, los productos ignífugos de cemento como el SFRM están diseñados para aumentar la resistencia de una estructura a las altas temperaturas. Compuesto principalmente de cemento y yeso, con aditivos minerales, el SFRM también puede ofrecer un aislamiento acústico y térmico limitado.

Aunque eficaz, el SFRM no es ideal para entornos con mucha humedad o ciclos de congelación y descongelación, ya que estas condiciones pueden degradar el material. Además, proporciona una protección mínima contra la corrosión, por lo que es esencial preparar las superficies a fondo con granallado, imprimación y refuerzo, especialmente en entornos corrosivos. Aunque el SFRM es asequible, estos pasos preparatorios pueden repercutir en los costes del proyecto.

Revestimientos intumescentes

Los materiales intumescentes resistentes al fuego (IFRM) se expanden hasta 100 veces su grosor original cuando se exponen al calor, creando una gruesa barrera para proteger el acero. Estos revestimientos ligeros son populares para superficies de acero expuestas, preservando la estética del diseño sin comprometer la protección contra incendios.

Sin embargo, los IFRM son muy vulnerables a las condiciones ambientales durante la aplicación, lo que puede afectar a su rendimiento, y son más caros que otras opciones de ignifugación, especialmente para los grados de incendio más altos. Aunque los IFRM ofrecen cierta protección contra la corrosión, el proceso de aplicación, incluida la preparación de la superficie (granallado, imprimaciones, listones/uniones, etc.), puede ser costoso y llevar mucho tiempo.

Ignifugación de placas rígidas

Los sistemas ignífugos de placas rígidas consisten en fijar materiales ignífugos en forma de placas a vigas y pilares, adecuados para climas variados. Adecuado para la construcción fuera de secuencia, este método es eficaz en diversos climas, incluidas las zonas propensas a la congelación.

Los paneles rígidos, sin embargo, son más lentos y caros de instalar y no ofrecen protección contra la corrosión, por lo que a menudo requieren una preparación adicional como chorreado, imprimación o pinturas anticorrosión, lo que aumenta los costes del proyecto.

Sistemas de manta flexible

Los sistemas de mantas flexibles combinan el aislamiento ignífugo, térmico y acústico, proporcionando una protección ligera sin producción de humos tóxicos. Son fáciles de instalar en formas complejas, pero carecen de espesores personalizables y requieren fijaciones adicionales.

Estas mantas no ofrecen protección contra la corrosión, por lo que a menudo son necesarios pasos previos a la instalación como la imprimación y el chorreado. La limitación de fabricantes también implica menos opciones para este tipo de ignifugación.

Hormigón Portland

El hormigón Portland, que en su día se utilizó ampliamente para la protección contra incendios, sigue siendo una opción para elementos de acero de gran tamaño, como los pilares. Aunque ofrece durabilidad, requiere un volumen considerable, tiene una elevada huella de carbono y carece de versatilidad de diseño.

El hormigón ignífugo ofrece una resistencia mínima a la corrosión, por lo que suele requerir medidas de protección adicionales, como imprimaciones o galvanización, para mantener la integridad del acero.

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