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Barranquilla,
Julio 4 de 2013
AGENDA
11. Conclusiones
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
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
• Minimizar el riesgo de colapso de la estructura
durante las labores de evacuación y extinción
• Facilitar las tareas de evacuación de los
ocupantes de las edificaciones
• Evitar la propagación del fuego tanto dentro de
las edificaciones como hacia estructuras
aledañas
• Reducir en todo lo posible el riesgo de
incendio en edificaciones.
SISTEMA S DE PROTECCIÓN CONTRA
FUEGO
• Sistemas de suministro de agua, gabinetes para
mangueras y extintores.
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.
SISTEMA S DE PROTECCIÓN CONTRA
FUEGO
• Sistemas de recubrimientos con materiales de
protección contra fuego que prevengan o retarden el
incremento de la temperatura en los elementos
estructurales
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
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
PROTECCIÓN CONTRA FUEGO EN
ESTRUCTURAS METÁLICAS
9
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
DEFINICIÓN DE PROTECCION PASIVA CONTRA
FUEGO
12
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)
MÉTODOS DE PROTECCIÓN PASIVA CONTRA
FUEGO
13
Existen básicamente dos métodos de protección pasiva
contra fuego:
1. Membranas y placas
2. Materiales proyectados
• Fibra mineral
• Mortero Cementicio
• Pintura Intumescente
MÉTODOS DE PROTECCIÓN PASIVA CONTRA
FUEGO
14
El método más usado en Colombia es el uso de materiales
proyectados, principalmente morteros cementicios y
pinturas intumescentes.
MORTERO CEMENTICO PINTURA INTUMESCENTE
PINTURAS INTUMESCENTES15
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
PINTURAS INTUMESCENTES16
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 no
sirven para todo tipo de fuego”.
CURVA DE FUEGO NORMALIZADO18
MITO O REALIDAD?
“Las pinturas intumescentes no
sirven para todo tipo de fuego”.
MORTEROS CEMENTICIOS20
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.
MORTEROS CEMENTICIOS21
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 y
propietarios y finalmente para las alcaldías.
..\..\..\NORMAS\LEY 400 DE 1997.pdf
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
CONCEPTO DE MASIVIDAD24
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
250mm
260
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
CALCULO DEL FACTOR DE MASIVIDAD (HP/A)
CONCEPTO DE MASIVIDAD
MITO O REALIDAD?
“Una estructura más pesada requiere
menor protección contra fuego y por lo
tanto puede ser más económica”
27
CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE
COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA
CONTRA FUEGO
COSTOS POR KILO DE PROTECCIÓN CON
PINTURAS INTUMESCENTES POR DOS HORAS
ELEMENTO DESCRIPCIÓN MASA
SUPERFICIAL
(Kg/m2)
MASIVIDAD
(m-1)
ESPESOR
(micras)
COSTO
/KILO ($/Kg
COLUMNA IPE 200 29.17 269 2598 $6.725
COLUMNA IPE 500 52.01 150 1782 $2.587
DIFERENCIA PORCENTUAL 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
• Tomar el espesor del certificado correspondiente
CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE
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)
• 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
MITO O REALIDAD?
“La protección contra fuego exigida en
la norma NSR 10 incrementó
considerablemente los costos de la
estructuras metálica en Colombia”.
37
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.
Se analiza a continuación el proyecto Banco de la República
de San Andrés aplicando pinturas intumescentes .
CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE
COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA
CONTRA FUEGO
38
CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE
COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA
CONTRA FUEGO
VIGAS ESTRUCTURALES CON DOS HORAS DE
PROTECCIÓN
ELEMENTO MASIVIDAD
(m-1)
ESPESOR 1
(micras)
ESPESOR 2
(micras)
$/m2 1 $/m2 2 AREA
TOTAL (m2)
IPE 300 188 2493 3529 $188.247 $288.082 1.270
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
LOS ESPESORES SE TOMARON TENIENDO EN CUENTA UNA
TEMPERATURA CRÍTICA DE 600 °C
39
CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE
COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA
CONTRA FUEGO
COLUMNAS ESTRUCTURALES CON DOS HORAS DE
PROTECCIÓN
ELEMENTO MASIVIDAD
(m-1)
ESPESOR 1
(micras)
ESPESOR 2
(micras)
$/m2 1 $/m2 2 AREA
TOTAL (m2)
HEA 300 153 2712 3200 $204.784 $261.224 97
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 $269.388 95
LOS ESPESORES SE TOMARON TENIENDO EN CUENTA UNA
TEMPERATURA CRÍTICA DE 550 °C
40
CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE
COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA
CONTRA FUEGO
COSTOS TOTALES DE PROTECCIÓN CON PINTURAS
INTUMESCENTES
OPCIÓN AREA
VIGAS
(m2)
AREA
COLUMNAS
(m2)
COSTO
VIGAS ($)
COSTO
COLUMNAS
($)
COSTO
TOTAL ($)
COSTO/m2
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
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 $85.000/m2
COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA
CONTRA FUEGO
42
CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE
COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA
CONTRA FUEGO
COSTOS TOTALES DE PROTECCIÓN CON MORTERO
CEMENTICIO Y PINTURAS INTUMESCENTES
OPCIÓN AREA
VIGAS
(m2)
AREA
COLUMNAS
(m2)
COSTO
VIGAS ($)
COSTO
COLUMNAS
($)
COSTO
TOTAL ($)
COSTO/m2
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
CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE
CONCLUSIONES
• De acuerdo con la normatividad vigente
en Colombia, es de obligatorio
cumplimiento la protección contra fuego
de estructuras metálicas.
• Un diseño adecuado de protección contra
fuego permitirá obtener una relación
costo-beneficio que será la más
adecuada para el proyecto
46
CARACTERISTICAS HEMPACORE ONEPREGUNTAS?
Barranquilla,
Julio 4 de 2013
PROTECCION PASIVA CONTRA EL FUEGO
PROTECION PASIVA CONTRA FUEGO
Juan Carlos Salazar