¿Es el hormigón de fusión en frío FP-250 el futuro de los materiales ignífugos proyectados (SFRM)?

Hablemos de ignifugación y protección contra incendios.

La protección contra incendios de las estructuras de los edificios se realiza con el fin de proteger a las personas de los incendios. Normalmente, la protección contra incendios se aplica a los elementos estructurales para que los rescatadores dispongan de un tiempo valioso para salvar a los ocupantes, las estructuras se construyen con un sistema de rociadores o ambas cosas. Durante terremotos, explosiones y otras situaciones de emergencia, el suministro de agua y electricidad suele resultar dañado y los sistemas de rociadores no funcionan.

En el caso de los elementos estructurales de acero, aproximadamente el 50 por ciento de la capacidad de carga se ve comprometida cuando el acero alcanza 538o Centígrados (1.000o Fahrenheit). Se aplican materiales como paneles de yeso, pintura intumescente e ignifugantes cementicios aplicados por pulverización a los elementos estructurales de acero para dar tiempo a los rescatadores, entre una y cuatro horas, a apagar el fuego o sacar a las personas de las estructuras antes de que se produzca un fallo catastrófico.

¿Qué hace diferente a CFC® FP250?

CFC FP250 ha conseguido los diseños UL263 y UL1709 de Underwriter Laboratories, el cumplimiento de la normativa de exposición Jet Fire 3-Hour, UL2431 Categoría I-A 5th Edition y 10.000 horas de exposición a la niebla salina ASTM B117. Todo esto se ha completado con capas de diseño finas o gruesas, aplicación en una sola capa independientemente de la clasificación horaria, sin necesidad de listón, sin necesidad de capa de imprimación, e incluyendo resistencia a ácidos, disolventes, álcalis e hidrocarburos.

¿Qué significa todo esto?

Mucha gente tiene diseños UL o ICC (International Code Conference) y certificación Jet Fire. UL2431 Categoría I-A 5th Aún no se exige el cumplimiento de la edición, pero lo tenemos todo. Algunas otras personas incluso tienen diseños basados en UL1709 Portland que no requieren listones.

¿Cuál es el problema?

El hormigón de fusión en frío contiene dos materiales que se ofrecen en el mercado de la resistencia a la corrosión como inhibidores; estos materiales son el metasilicato sódico (silicato sódico) y el tetraborato sódico. El metasilicato de sodio es una versión seca/anhidra del vidrio líquido. El vidrio líquido tiene un pH elevado que se adhiere agresivamente a diversos objetos, como metal, hormigón y madera. El tetraborato sódico, más conocido como bórax, mejora la penetración del vidrio líquido en la superficie de diversos objetos; de forma similar a como hace que la ropa blanca sea más blanca y los colores más vivos en la colada al potenciar la acción limpiadora. El vidrio líquido, al igual que cualquier otro vidrio, es un aislante eléctrico excepcional. La corrosión de los elementos de acero es en gran medida una reacción electroquímica que se mitiga con la puesta a tierra eléctrica, capas de sacrificio (galvanización) o revestimientos. Un revestimiento de vidrio es un inhibidor electroquímico excepcional de la corrosión. Otra forma de corrosión se produce químicamente. El vidrio es un excepcional inhibidor químico de la corrosión.

Algunos de los problemas con los SFRM (Sprayed Fire Resistive Material) a base de Portland y los intumescentes es el agrietamiento, especialmente en climas de frío o calor extremos. Una de las razones para utilizar mallas u otros refuerzos en la protección contra incendios es reducir la cantidad de grietas, o cuando se producen grietas, reducir la cantidad de material que se desprende del elemento protegido. Los coeficientes térmicos se utilizan para evaluar la cantidad de movimiento durante eventos térmicos variables. Los intumescentes son famosos por tener coeficientes térmicos indeseables, que muchas veces superan 1 X 10-3 pulgadas por grado Fahrenheit. Los coeficientes térmicos de los productos a base de Portland suelen ser mejores que los de los intumescentes, con coeficientes térmicos de alrededor de 3 a 5 X 10-6 pulgadas por grado Fahrenheit. CFC FP250 alcanza regularmente coeficientes térmicos inferiores a 1,5 X 10-6 pulgadas por grado Fahrenheit. El coeficiente térmico del acero, la madera, el hormigón u otros materiales depende del grado, la densidad y la dinámica interna del propio material. Es seguro asumir que pocos materiales tienen exactamente los mismos coeficientes térmicos, lo que significa que las cosas se mueven de manera diferente durante la variación térmica. El CFC se adhiere a los sustratos y se mueve con el material al que está adherido. Por lo tanto, no hay agrietamiento por eventos de temperatura variable y no hay necesidad de refuerzo. Los productos a base de pórtland no se adhieren como el CFC.

La integridad de la calidad es una bestia caprichosa para algunos SFRM, cuando hay grandes mercados implicados. Aún así, sorprendentemente, hoy en día existen diseños de SFRM basados en Portland que aprueban el uso de listones metálicos galvanizados como refuerzo. Además, hay miles de proyectos construidos con SFRM basados en Portland que utilizan listones metálicos galvanizados. El galvanizado contiene zinc. El zinc reacciona con cualquier pH elevado formando carbonatos y gas hidrógeno; el zinc y los materiales con pH elevado no son compatibles. El zinc y el pH elevado de Portland no son compatibles. El propósito del listón metálico galvanizado es reforzar la capa de SFRM, pero de hecho contribuye a la degradación de la capa. CFC FP250 está diseñado para la longevidad inducida por la integridad utilizada en el diseño. No parece haber ninguna integridad lógica en el uso de materiales en un revestimiento de seguridad vital que se degradan mutuamente. Utilizamos un líquido pulverizado para separar nuestro CFC de pH elevado de todo el metal galvanizado.

Los tecnólogos de diseño de SFRM se han convertido en expertos en pruebas. Desde hace décadas se ha convertido en una carrera competitiva para conseguir las capas más finas para las clasificaciones horarias. Por supuesto, la competición incluye el precio de un saco de SFRM, sin que la calidad del ingrediente sea necesariamente un gran problema. Aunque el galvanizado contiene zinc, que reacciona mal con el cemento Portland, el listón metálico galvanizado reduce los espesores de diseño en la prueba, por lo que de alguna manera se convirtió en un enfoque aceptado. Se convirtió en un método aceptado incluso por los responsables de calificar la destreza técnica de los materiales y el diseño. Mientras el material pasara la prueba, la química y el efecto a largo plazo debían ser redundantes, ¿no?

La competencia en precio por saco y precio por proyecto ha generado un par de mercados realmente grandes y apetecibles. Uno de los mercados es el mantenimiento de SFRM en proyectos en los que el material ignífugo se desprende del elemento protegido como consecuencia de la corrosión, el agrietamiento o, simplemente, una mano de obra y/o materiales deficientes. El otro mercado, mucho mayor, es el de la identificación y mitigación de la corrosión bajo la protección ignífuga (CUF, Corrosion Under Fireproofing). Existe un mercado similar relativo a un material similar denominado CUI (Corrosión Bajo Aislamiento). Tanto CUF como CUI han incorporado procesos de consultoría innovadores y especializados, como las corrientes de Foucault, para analizar la cantidad y las zonas de corrosión bajo las capas, de modo que puedan repararse o sustituirse antes de que se produzca un fallo catastrófico del acero estructural. Como resultado del gasto anual de miles de millones de dólares para mitigar la CUF y/o la CUI, estos procesos de consultoría especializados se han vuelto extremadamente valiosos.

El galvanizado del acero estructural es un proceso aceptado para inhibir la corrosión en el acero estructural. Una especificación típica de exposición a niebla salina ASTM B117 es una exposición de 5.000 horas para determinar la eficacia del galvanizado. El galvanizado es una capa de sacrificio. El galvanizado contiene zinc, que reacciona mal con materiales de pH elevado y acelera la característica "sacrificial". Los intumescentes se evalúan regularmente con una especificación mínima de 10.000 horas de exposición a niebla salina. CFC FP250 es el único SFRM cementoso que ha superado las 10.000 horas de exposición a niebla salina; en todos los espesores probados.

Cuando se fabrica acero estructural, la primera parada en el proceso de construcción es la planta de galvanizado. Desde la planta de galvanizado, el acero estructural llega al aplicador de ignifugación, o bien la ignifugación se aplica sobre el terreno. Imaginemos por un momento el ahorro de tiempo, dinero y huella de carbono que supondría eliminar la primera parada del programa para conseguir una inhibición de la corrosión aún mejor.

Desarrollo y ventajas de CFC®FP250

Empezamos a desarrollar el Hormigón de Fusión en Frío para intentar salvar el mundo reduciendo la huella de carbono de la construcción y limpiando los residuos industriales que se almacenan en los vertederos y se producen a diario. Lo que aprendimos fue que pocos se interesaron por nuestra causa; simplemente no éramos lo bastante melodramáticos. Conseguimos nuestro objetivo inicial dando al mundo una herramienta para reducir drásticamente la producción de gases de efecto invernadero y aprovechar los materiales de desecho producidos por la siderurgia y la generación de energía. Aun así, no hicimos el suficiente ruido; nada de melodrama.

Ajustamos nuestro material unas cuantas veces y produjimos uno de los cementos más avanzados del planeta; empezamos a llamar un poco la atención. Cuando demostramos cómo nuestro producto ofrecía un ciclo de vida muy superior al de cualquier otro material, con el consiguiente ahorro de mucho dinero; la gente escuchó. Cuando desarrollamos el ignífugo aplicado por pulverización más avanzado del planeta; los intelectos empezaron a comprender.

La mayoría de los materiales ignífugos presentan algunos aspectos nocivos. Las aplicaciones intumescentes se expanden durante los incendios y protegen los elementos como resultado de las cualidades aislantes de la expansión. Los materiales intumescentes son caros y perjudiciales para el medio ambiente. Muchas veces, el material que se expande es arrastrado por el chorro de agua de una manguera de bomberos y el sustrato subyacente queda expuesto al calor.

El cemento Portland se utiliza como aglutinante en casi todos los materiales ignífugos de cemento. El Cemento Portland tiene debilidades significativas incluyendo una baja resistencia a la intemperie, una permeabilidad al agua relativamente alta, y, el Cemento Portland tiene muy baja resistencia al ataque químico. Estas debilidades causan una reducción en el espesor de la capa y su respectiva clasificación horaria; la corrosión ataca los sustratos de acero debido a la permeabilidad del agua, y los productos químicos erosionan la ignifugación y aumentan la corrosión del acero. CFC FP250 no contiene cemento Portland.

Los beneficios de utilizar FP250 en cualquier proyecto son extraordinarios para aquellas personas con visión de futuro que son capaces de considerar los beneficios dentro y fuera de la caja, sin restricciones por el hábito repetitivo arcaico. El coste de no hacer nada no sólo se representa en valor monetario, sino que la protección contra incendios es un material de seguridad vital. No sólo en caso de incendio, sino con el paso del tiempo, la estructura de acero de la planta se erosionará por la corrosión y pondrá en riesgo la seguridad de todos los empleados. Las relaciones son extremadamente importantes en todos los aspectos de la empresa, pero cuando esas relaciones exigen que se arriesgue la seguridad de los empleados y las cuentas de resultados por seguir con los mismos procesos que no funcionan, es hora de cambiar.