1. Educación

Barranquilla,
Julio 4 de 2013
AGENDA
1. Definición de Protección Contra Fuego
2. Objetivos de la protección contra Fuego
3. Sistemas de protección contra Fuego
4. Protección Contra Fuego en Estructuras Metálicas
5. Definición de Protección Pasiva Contra Fuego
6. Métodos de Protección Pasiva Contra Fuego
7. Requerimientos de Ley
8. Concepto de Masividad
9. Cálculo de espesores (Tipo/T de diseño/Masividad)
10. Costos de la protección pasiva contra Fuego
11. Conclusiones
PROTECCIÓN CONTRA FUEGO
Un producto de protección contra fuego es:
 “Un producto cualquiera que, en caso de un
incendio, actúe de manera activa o pasiva para
reducir la tasa de aumento de temperatura sobre
los
elementos
constructivos”
- Los elementos constructivos son cualquier parte
de una construcción necesarios para mantener la
integridad estructural incluyendo vigas, columnas,
pisos techos y paredes.
OBJETIVOS DE LA PROTECCIÓN
CONTRA FUEGO
• Reducir en todo lo posible el riesgo de
incendio en edificaciones.
• Evitar la propagación del fuego tanto dentro de
las edificaciones como hacia estructuras
aledañas
• Facilitar las tareas de evacuación de los
ocupantes de las edificaciones
• Minimizar el riesgo de colapso de la estructura
durante las labores de evacuación y extinción
SISTEMA S DE PROTECCIÓN CONTRA
FUEGO
ACTIVOS
Emplean dispositivos automáticos o de acción
humana para iniciar medidas para combatir el
fuego, alertar a los ocupantes o atacar y suprimir el
fuego.
• Sistemas de rociadores automáticos.
• Alarmas y sistemas de detección de humo y
fuego.
• Sistemas de suministro de agua, gabinetes para
mangueras y extintores.
SISTEMA S DE PROTECCIÓN CONTRA
FUEGO
PASIVOS
• Operan sin necesidad de acción externa
• Limitación de la combustibilidad de productos al
interior de las edificaciones (muebles, equipos, etc)
• Diseño por áreas independientes, cada una con
barreras contra humo y fuego y puertas, ventanas y
sellos contra fuego
• Sistemas de recubrimientos con materiales de
protección contra fuego que prevengan o retarden el
incremento de la temperatura en los elementos
estructurales
PROTECCIÓN CONTRA FUEGO EN
ESTRUCTURAS METÁLICAS
El acero es un material susceptible a los cambios de
temperatura ocasionados por un incendio debido a
su alta conductividad térmica (aprox. 50 W/mK)
El acero pierde resistencia a medida que la
temperatura aumenta, llegando aproximadamente a
40% a 1000°F (538 °C)
PROTECCIÓN CONTRA FUEGO EN
ESTRUCTURAS METÁLICAS
PÉRDIDA DE RESISTENCIA ESTRUCTURAL
9
PROTECCIÓN CONTRA FUEGO EN
ESTRUCTURAS METÁLICAS
MITO O REALIDAD?
“Todas
las estructuras metálicas
deben llevar protección contra
fuego”.
MITO O REALIDAD?
“Todas
las estructuras metálicas
deben llevar protección contra fuego”
.\..\..\INFORMACION TECNICA\MODIFICACION NSR 10.pdf
12
DEFINICIÓN DE PROTECCION PASIVA CONTRA
FUEGO
Protección Pasiva contra el Fuego
• La protección pasiva contra fuego consiste en colocar
una barrera entre el fuego y la estructura expuesta con
el fin de retrasar el calentamiento del mismo
• Se busca retrasar el tiempo en el cual el acero alcanza
una temperatura de diseño determinada (entre 500°C y
650°C)
13
MÉTODOS DE PROTECCIÓN PASIVA CONTRA
FUEGO
Existen básicamente dos métodos de protección pasiva
contra fuego:
1. Membranas y placas
2. Materiales proyectados
• Fibra mineral
• Mortero Cementicio
• Pintura Intumescente
14
MÉTODOS DE PROTECCIÓN PASIVA CONTRA
FUEGO
El método más usado en Colombia es el uso de materiales
proyectados, principalmente morteros cementicios y
pinturas intumescentes.
MORTERO CEMENTICO PINTURA INTUMESCENTE
15
PINTURAS INTUMESCENTES
Los recubrimientos intumescentes son materiales reactivos
para la protección contra el fuego usados en estructuras
metálicas de centros comerciales, aeropuertos, estadios,
centros educativos, centros manufactureros, etc.
Funcionan por reacción al calor creando una película
carbonizada que se expande para proteger y aislar el acero
expuesto extendiendo el tiempo en que se alcanza la
temperatura de falla establecida.
..\..\MEXICO\INTUMESCENCIA.mpg
16
PINTURAS INTUMESCENTES
Las pinturas intumescentes son usadas normalmente en
estructuras que por diseño arquitectónico se encuentran a la
vista debido a sus propiedades altamente estéticas.
MITO O REALIDAD?
“Las
pinturas intumescentes
sirven para todo tipo de fuego”.
no
18
CURVA DE FUEGO NORMALIZADO
MITO O REALIDAD?
“Las
pinturas intumescentes
sirven para todo tipo de fuego”.
no
20
MORTEROS CEMENTICIOS
Los morteros ignífugos son morteros compuestos de áridos
ligeros, ligantes inorgánicos y una serie de aditivos que
aportan una resistencia al fuego de hasta 240 minutos.
21
MORTEROS CEMENTICIOS
Los morteros cementicios se usan en estructuras que no se
encuentran a la vista debido a que no aportan calidad estética.
REQUERIMIENTOS DE LEY
LEY 400 DE 1997
Por la cual se adoptan normas sobre construcciones sismo
resistentes
El título IX trata sobre las responsabilidades y sanciones
para
profesionales
y
funcionarios,
constructores
propietarios y finalmente para las alcaldías.
..\..\..\NORMAS\LEY 400 DE 1997.pdf
y
REQUERIMIENTOS DE LEY
NORMA SISMO RESISTENTE NSR 10
Creada bajo la ley 400 de 1997, establece los requisitos de
protección contra incendio en edificaciones (Título J).
Título J, Capítulo 3: Requisitos de resistencia contra incendio
en edificaciones
Capítulo 4: Detección y Extinción de Incendios
..\..\..\NORMAS\NORMA SISMO RESISTENTE NSR 10.pdf
..\..\..\NORMAS\TITULO J NORMA NSR 10.pdf
24
CONCEPTO DE MASIVIDAD
La masividad es la relación entre el perímetro expuesto al
fuego y el área de la sección transversal para una estructura
determinada.
Determina la velocidad a la que se incrementa la
temperatura en una sección de acero
25
CONCEPTO DE MASIVIDAD
CALCULO DEL FACTOR DE MASIVIDAD (HP/A)
260
250mm
7,5 mm
12,5 mm
Hp=4(260)-2(7,5)+2(250)-Hp=1.525 mm
A=2(260)(12,5)+(7,5)(250-2*12,5)-A=8.187,5 mm²
Hp/A=1.492,8 mm/6.539,04 mm²-Hp/A=0,186 mm-1-Hp/A=186 m -1
MITO O REALIDAD?
“Una
estructura más pesada requiere
menor protección contra fuego y por lo
tanto puede ser más económica”
27
COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA
CONTRA FUEGO
COSTOS POR KILO DE PROTECCIÓN CON
PINTURAS INTUMESCENTES POR DOS HORAS
ELEMENTO
DESCRIPCIÓN
MASA
MASIVIDAD
ESPESOR
-1
SUPERFICIAL
(m )
(micras)
2
(Kg/m )
CARACTERISTICAS
HEMPACORE ONE
COLUMNA
IPE 200
29.17
269
2598
$6.725
COLUMNA
IPE 500
52.01
150
1782
$2.587
DIFERENCIA PORCENTUAL
COSTO
/KILO ($/Kg
61,5%
MITO O REALIDAD?
“Una estructura más pesada requiere
menor protección contra fuego y por lo
tanto puede ser más económica”
MITO O REALIDAD?
“Recubrir
o rellenar los elementos
metálicos con concreto es un método
efectivo de protección contra fuego”
REQUERIMIENTOS DE LEY
NORMA SISMO RESISTENTE NSR 10
Creada bajo la ley 400 de 1997, establece los requisitos de
protección contra incendio en edificaciones (Título J).
..\..\..\NORMAS\TITULO J NORMA NSR 10.pdf
MITO O REALIDAD?
“Recubrir o rellenar los elementos
metálicos con concreto es un método
efectivo de protección contra fuego”
”
MITO O REALIDAD?
“Los
nuevos requisitos de protección
contra fuego no son compatibles con el
uso de celosía liviana en cubiertas ”
REQUERIMIENTOS DE LEY
NORMA SISMO RESISTENTE NSR 10
Creada bajo la ley 400 de 1997, establece los requisitos de
protección contra incendio en edificaciones (Título J).
..\..\..\NORMAS\TITULO J NORMA NSR 10.pdf
MITO O REALIDAD?
“Los
nuevos requisitos de protección
contra fuego no son compatibles con el
uso de celosía liviana en cubiertas ”.
35
CALCULO DE ESPESORES DE PELICULA
SECA
Para determinar el espesor de película seca
apropiado para cada proyecto se debe determinar:
• Tipo de estructura (Vigas, Columnas, SRH, etc)
• Periodo de protección (30,60, 90, 120 minutos)
CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE
• Temperatura de diseño
• Número de caras expuestas al fuego
• Calcular la masividad de cada elemento estructural
(tablas o expresiones matemáticas) ..\..\..\INFORMACION
TECNICA\MASIVIDADES VIGAS Y COLUMNAS.pdf
• Tomar el espesor del certificado correspondiente
MITO O REALIDAD?
“La
protección contra fuego exigida en
la
norma
NSR
10
incrementó
considerablemente los costos de la
estructuras metálica en Colombia”.
37
COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA
CONTRA FUEGO
El costo de la protección pasiva contra fuego es un item
importante em cualquier proyecto que involucre estructuras
metálicas; por tal razón se hace imprescindible optimizar los
diseños contra fuego de tal manera que se cumpla con la
normatividad con el menor costo posible.
CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE
Se analiza a continuación el proyecto Banco de la República
de San Andrés aplicando pinturas intumescentes .
38
COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA
CONTRA FUEGO
VIGAS ESTRUCTURALES CON DOS HORAS DE
PROTECCIÓN
ESPESOR 1
(micras)
ESPESOR 2
(micras)
$/m2 1
$/m2 2
ELEMENTO
MASIVIDAD
(m-1)
AREA
TOTAL (m2)
IPE 300
188
IPE 400
153
2144
2971
$161.894
$242.531
670
HEA 400
101
1596
2971
$120.514
$242.531
521
HEA 700
84
1408
2971
$106.318
$242.531
122
2493
3529
$188.247
CARACTERISTICAS
HEMPACORE
ONE$288.082
LOS ESPESORES SE TOMARON TENIENDO EN CUENTA UNA
TEMPERATURA CRÍTICA DE 600 °C
1.270
39
COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA
CONTRA FUEGO
COLUMNAS ESTRUCTURALES CON DOS HORAS DE
PROTECCIÓN
ESPESOR 1
(micras)
ESPESOR 2
(micras)
$/m2 1
$/m2 2
ELEMENTO
MASIVIDAD
(m-1)
AREA
TOTAL (m2)
HEA 300
153
HEA 450
113
2097
2600
$158.345
$212.245
243
250X100X7
149
2595
3030
$195.949
$247.347
54
150X150X6
174
2908
3300
$219.584
$269.388
95
2712
3200
$204.784
CARACTERISTICAS
HEMPACORE
ONE$261.224
LOS ESPESORES SE TOMARON TENIENDO EN CUENTA UNA
TEMPERATURA CRÍTICA DE 550 °C
97
40
COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA
CONTRA FUEGO
COSTOS TOTALES DE PROTECCIÓN CON PINTURAS
INTUMESCENTES
OPCIÓN
AREA
VIGAS
(m2)
AREA
COSTO
COLUMNAS
VIGAS ($)
2
(m )
CARACTERISTICAS
COSTO
COLUMNAS
($)
HEMPACORE
COSTO
TOTAL ($)
COSTO/m2
ONE
1
2.583
489
$423.301.260
$89.783.609
$513.084.869
$167.020
2
2.583
489
$684.307.343
$115.862.861
$800.170.204
$260.472
DIFERENCIA PORCENTUAL
36%
41
COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA
CONTRA FUEGO
Con el fin de analizar la reducción de costos con una
alternativa diferente, se muestran los costos comparativos al
proteger las vigas com mortero cementicio tomando como
precio de mercado para suministro y aplicación de mortero
cementicio para protección de dos horas $85.000/m2
42
COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA
CONTRA FUEGO
COSTOS TOTALES DE PROTECCIÓN CON MORTERO
CEMENTICIO Y PINTURAS INTUMESCENTES
OPCIÓN
AREA
VIGAS
(m2)
AREA
COSTO
COSTO
COLUMNAS
VIGAS ($)
COLUMNAS
2
(m )
($)
CARACTERISTICAS
HEMPACORE
COSTO
TOTAL ($)
COSTO/m2
ONE
PINTURA
2.583
489
$423.301.260
$89.783.609
$513.084.869
$167.020
MORTERO
2.583
489
$219.555.000
$89.783.609
$309.338.609
$100.696
DIFERENCIA PORCENTUAL
40%
MITO O REALIDAD?
“La
protección contra fuego exigida en
la
norma
NSR
10
incrementó
considerablemente los costos de la
estructuras metálica en Colombia”.
MITO O REALIDAD?
“El
diseño estructural no tiene nada que
ver con el sistema de protección contra
fuego”.
45
CONCLUSIONES
• De acuerdo con la normatividad vigente
en
Colombia,
es
de
obligatorio
cumplimiento la protección contra fuego
de estructuras
metálicas.
CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE
• Un diseño adecuado de protección contra
fuego permitirá obtener una relación
costo-beneficio que será la más
adecuada para el proyecto
46
PREGUNTAS?
CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE
PROTECCION PASIVA CONTRA EL FUEGO
PROTECION PASIVA CONTRA FUEGO
Juan Carlos Salazar
Barranquilla,
Julio 4 de 2013