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 estar protegidos de los eventos de incendio para permitir que los rescatistas 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 el fuego consiste en capas de sacrificio aplicadas a la superficie de los elementos de acero con el fin de dar tiempo a la extinción del fuego o a la evacuación de los ocupantes antes del colapso estructural.
La protección contra incendios se suele especificar teniendo en cuenta dos eventos potenciales que consisten en eventos de celulosa o de hidrocarburos. La celulosa consiste en incendios 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 prueba gradual del 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 rápido. La protección contra el fuego de los 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 de Jet Fuel, Pool Fire, Blast y Hose Stream. 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, el NFPA o el NORSOk.
La clasificación de los componentes estructurales o de los sistemas ignífugos suele expresarse en forma de clasificación horaria. Por ejemplo, si se requiere una calificación de dos horas contra el fuego, el sistema o los elementos de construcción tendrán que cumplir los requisitos para una calificación de dos horas en una prueba 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 varios elementos de construcción, como en el directorio proporcionado por Underwriter's Laboratories.
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 con los requisitos del código de ignifugación pasiva del acero estructural, hay varios métodos disponibles.
Material ignífugo aplicado por pulverización (SFRM)
El método de ignifugación más común en Estados Unidos es la aplicación de un material ignífugo aplicado por pulverización (SFRM). Los SFRM típicos están compuestos 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 cuando se impermeabilizan vigas o columnas de acero. Aunque no es su uso principal, los SFRM también pueden proporcionar un beneficio adicional en forma de aislamiento acústico o térmico.
Sin embargo, los SFRM no suelen ser adecuados para superficies muy expuestas a la humedad, que pueden deteriorar el producto. Esto puede dificultar su uso en zonas con alta humedad o donde hay ciclos de congelación y descongelación. La mayoría de los SFRM proporcionan poca o ninguna inhibición de la corrosión independiente para los elementos de acero y debe proporcionarse otra protección relativa. La preparación de la superficie (chorreado, imprimación, listones/adhesivos, 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 de base epoxi. Cuando se calienta, este revestimiento se carboniza, hace 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 característica de ligereza y su correspondiente capacidad para ser utilizada 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 mucho más elevado que el de otras opciones, y el coste aumenta cuanto mayor es el grado de incendio requerido.
Los productos intumescentes suelen contener una inhibición de la corrosión inherente para los elementos de acero. La preparación de la superficie (chorreado, imprimación, listones/adhesivos, etc.) para la mayoría de los IFRM puede ser costosa y requerir mucho tiempo.
Ignífugo de placa rígida
La ignifugación con placa rígida consiste en la instalación de una placa rígida resistente al fuego en vigas, pilares y cubiertas. La ignifugación con placa rígida puede utilizarse en fases de construcción fuera de la secuencia, de modo que puede instalarse "sobre la marcha". La placa rígida ignífuga también puede utilizarse en muchos entornos, incluidos los lugares con condiciones climáticas gélidas y con una gran variedad de sustratos.
Sin embargo, el ignífugo de placa rígida suele ser una opción más cara y lenta de instalar, lo que puede afectar a los ajustados presupuestos y plazos de los proyectos. El ignífugo de tablero rígido no proporciona ninguna inhibición independiente de la corrosión para los elementos de acero y debe proporcionarse otra protección relativa (chorreado, 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 ser fácil de instalar incluso en formas complejas.
Sin embargo, los sistemas de manta flexible no se pueden personalizar: el grosor del producto lo fija el fabricante. Además, estos productos requieren elementos de fijación adicionales como parte de la instalación. Por último, hay pocos fabricantes de estos productos.
Los sistemas de manta flexible no proporcionan ninguna inhibición de la corrosión independiente para los elementos de acero y se debe proporcionar otra protección relativa (chorreado, imprimación, galvanizado, pinturas resistentes a la corrosión, etc.).
Hormigón Portland
El hormigón y la mampostería solían ser uno de los métodos más comunes para la protección contra el fuego del acero estructural. En la actualidad, el hormigón Portland se utiliza principalmente para recubrir grandes superficies de acero, como en el caso de la ignifugación 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 fácil de diseñar. La ignifugación con hormigón Portland proporciona poca o ninguna inhibición independiente de la corrosión para los elementos de acero y se debe proporcionar otra protección relativa (chorreado, imprimación, 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 de protección contra incendios de proyectos de muy diversa índole y complejidad.
Por ello, Geopolymer Solutions ha creado Cold Fusion Concrete® FP250, un ignífugo en spray para el acero. La innovadora ingeniería que hay detrás de Geopolymer Solutions revive y reimagina los 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 y sin Pórtland, y no se parece a ningún otro producto disponible en el mercado. FP250 puede aplicarse a cualquier tamaño de acero, aéreo y vertical, y nunca ha sido tan fácil utilizar el ignífugo en spray para vigas, columnas y sistemas de acero.
FP250, con una clasificación de fuego de hasta 4,5 horas, puede aplicarse en una sola capa, ahorrando tiempo y proporcionando una importante relación calidad-precio en comparación con otros productos de clasificación similar.
La FP250 cuenta con una serie de ventajas, entre ellas:
- Soporta el calor extremo sin degradarse
- Alta resistencia a la abrasión
- Alta resistencia a los impactos
- Muy resistente a los ácidos, disolventes, cloruros y sulfatos
- Capaz de soportar la intemperie y resistente a los ciclos de congelación y descongelación
- Larga vida útil (se estima que es hasta 10 veces superior a la del hormigón tradicional de cemento Portland)
- No es necesario chorrear, imprimar o utilizar refuerzos de malla o esquineros
- Instala inhibidores de corrosión inherentes extremos
- Ya ha superado los requisitos de la 5ª edición de la norma 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 las certificaciones LEED.
El 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 el mejor ignífugo del mercado. Para saber más sobre la diferencia entre el FP250 y los métodos tradicionales de ignifugación del acero, contacto con nosotros.
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