INTRO

Cuando se produce un incendio, el fuego daña a los materiales utilizados en la construcción de diferentes maneras, en función del tipo de incendio que se produzca, de la situación en que se dé, del tipo de materiales que se hayan utilizado y de la duración del incendio. Así tenemos que:

  • Serán diferentes los daños que se produzcan en un fuego de hidrocarburos que los de uno celulósico, debido a los diferentes grados de virulencia que hay entre uno y otro.
  • No será lo mismo un incendio que se produzca en el interior de un edificio que otro que se dé en el exterior. En este, la temperatura máxima se limitará hasta un máximo aproximado de 700 °C al estar al aire libre, mientras que el segundo se incrementará un tercio la temperatura por estar confinado.
  • Si los materiales son combustibles se consumen durante el incendio aumentando la carga de fuego del edificio. Si no lo son, las elevadas temperaturas provocan en ellos diferentes deformaciones, y disminución de la capacidad resistente y de su rigidez.
  • Por último, cuanto mayor sea la duración del incendio, más grandes serán los daños que se produzcan en los materiales, llegando al extremo de poder producirse el colapso de las estructuras afectadas.

Cuando se produce un incendio que afecta a una estructura construida con hormigón y se alcanzan temperaturas superiores a los 380 °C, después de un periodo de tiempo, el hormigón comienza a deteriorarse perdiendo propiedades y pudiendo llegar a colapsar, sobre todo en incendios de larga duración.

Una vez superados los 400 °C se producirá una pérdida de resistencia del hormigón de entre el 15 y el 25% en función de una serie de variables como su densidad, la porosidad, el tipo de árido empleado y el método de vibración utilizado durante la ejecución. Y cuando se superan los 800 °C la resistencia a compresión deja de ser viable, debilitándose durante el enfriamiento a medida que se apaga el fuego.

En el caso de estructuras de hormigón armado, debido a las diferentes resistencias de los materiales que lo componen, cuando las pérdidas del hormigón son del 35%, el acero pretensado pierde el doble, es decir, el 70% de su capacidad. Esta situación se explica por las dos patologías que se producen por efecto del fuego: la pérdida de adherencia y el “spalling”:

 

  • La pérdida de adherencia se produce por un salto térmico entre las armaduras de acero y el hormigón que las recubre. Cuando existen en el hormigón armado pequeñas oquedades (coqueras) o se producen debilitamientos en su sección, las altas temperaturas producidas por el fuego llegan a las armaduras muy rápidamente. Como el acero es muy buen conductor tiende a dilatarse, lo que no sucede con el hormigón, por lo que se producen compresiones y fisuras que dañan la adherencia cuando se produce el enfriamiento posterior.
  • El “spalling” o desprendimiento por explosión del hormigón tiene una relación directa con la proporción de agua/cemento en el hormigón, cuando éste tiene un contenido de humedad entre el 3 y el 5%. El proceso de desprendimiento ocurre rápidamente, entre los 100 y los 150°C, pues a medida que el agua se convierte en vapor este no puede escapar de forma eficiente debido a la densa estructura del hormigón, lo que hace que la presión vaya aumentando hasta superar su resistencia. En ese momento empieza el proceso de desprendimiento o spalling mediante explosiones que provocan coqueras. Estas oquedades dejan al descubierto el hormigón “fresco”, que al quedar expuesto al calor intenso de las altas temperaturas hace que el proceso de desprendimiento se reproduzca a mayor velocidad.

Cuando el desprendimiento es masivo, la pérdida del hormigón de recubrimiento puede ser total, lo que deja al descubierto las armaduras. En estas circunstancias el acero alcanza rápidamente temperaturas superiores a 250 °C, dando lugar a una disminución severa de la resistencia de las armaduras que puede conducir al colapso del túnel.

El spalling, al producirse en una fase temprana del incendio, puede provocar que el hormigón desprendido dificulte la evacuación de las personas bloqueando las vías de escape, entorpezca las labores de los equipos de extinción de incendios y cause lesiones a cualquiera que esté en el interior del túnel al comportarse los trozos de hormigón desprendidos como una lluvia de proyectiles.

Por lo tanto, para evitar las patologías citadas anteriormente, además de controlar el tipo de hormigón, su dosificación, su densidad, la porosidad y el tipo de árido empleado, se debería tener un sistema que impida el desprendimiento del hormigón durante el periodo de estabilidad y más allá de éste, proporcionando un nivel de protección mediante su aislamiento térmico que impida el colapso de una estructura después de un incendio de larga duración.

Por otra parte, aunque el hormigón armado habitualmente se calcula para cumplir con los criterios de resistencia al fuego dictados por la norma, cuando se produce un cambio de uso de un edificio o se realiza una reforma en él, puede ser que las estructuras de hormigón existentes en el edificio no cumplan con las exigencias al fuego requeridas. En este caso, será necesario incrementar el espesor del hormigón, lo que se consigue aplicando un producto de protección pasiva contra incendios que dará un espesor equivalente, sin recargar la estructura.

Teniendo en cuenta todo lo anterior, el Departamento de I+D+i de TESPA PROTECCIÓN PASIVA ha desarrollado ECOTESPA® BT, un mortero ignífugo de última generación con unas extraordinarias propiedades entre las que destacan su uniformidad, su acabado compacto, su resistencia al fuego y su altísima adherencia, que hace innecesario el uso imprimaciones previas a su proyección o de mallazo electrosoldado para mantener su adherencia. Además, al ser un geopolímero, en caso de incendio adquiere mayores propiedades formando una capa de gran dureza que ni se desprende ni se degrada.

ECOTESPA® BT es un mortero incombustible; su clasificación de reacción al fuego es A1 según la norma UNE-EN 13501-1. Ha sido ensayado en laboratorios acreditados por ENAC bajo la normativa UNE EN 13381-3: Métodos de ensayo para determinar la contribución a la resistencia al fuego de elementos estructurales. Parte 3: Protección aplicada a elementos de hormigón.

DESCRIPCIÓN

El mortero ignífugo aligerado ECOTESPA® BT es el resultado del proceso de investigación realizado por TESPA PROTECCIÓN PASIVA para dar una solución a las condiciones más exigentes de fuego en industria, edificación y protección de túneles.

Desarrollado por nuestro Departamento de I+D+I en colaboración con el Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc),​ perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), se encuentra protegido mediante la patente internacional WO 2020/012053 A1 “Composiciones y materiales ignífugos”.

  • ECOTESPA® BT es respetuoso con el medio ambiente pues transforma un producto de desecho industrial nocivo para el entorno en un producto de protección. En su proceso productivo no se generan desperdicios y no se emiten gases de efecto invernadero. Además, se puede reciclar para fabricar otros productos del sector de la construcción.
  • ECOTESPA® BT se fabrica a partir de cenizas volantes, áridos aligerados y aglutinante hidráulico, está diseñado para resistir condiciones climáticas adversas, y sólo requiere la adición de agua en proporción 0,8 l/kg para obtener una mezcla que se puede aplicar fácilmente mediante una máquina de pulverización neumática estándar.
  • ECOTESPA® BT puede aplicarse en una o varias capas hasta conseguir el espesor necesario para obtener la estabilidad al fuego más conveniente, en un rango de REI 15 hasta REI 240. Su extraordinaria adherencia hace innecesario el uso de malla metálica y de cualquier tipo de imprimación.

CÁLCULO DEL ESPESOR DE PROTECCIÓN NECESARIO

Para conocer el espesor de hormigón equivalente que es necesario proyectar, es decir, el espesor de mortero ignífugo ECOTESPA® BT que hay que aplicar para mantener la estabilidad al fuego de una estructura de hormigón armado se deben seguir los siguientes pasos:

  • Determinar la estabilidad al fuego de la estructura actual, teniendo en cuenta las medidas de la estructura en estudio (la anchura de nervio mínimo bmin y el espesor mínimo hmin) y el recubrimiento de hormigón que poseen sus armaduras (es decir, la distancia mínima equivalente al eje am).
  • Conocido el grosor del recubrimiento de hormigón de la armadura se busca en las tablas del Anexo C del DBSI 6 (Documento Básico de Seguridad en caso de Incendio, apartado 6 Resistencia al fuego de la estructura) para conocer el punto en el que estamos relativo a la Resistencia al Fuego de la estructura.
  • A continuación, con la REI que se necesite en el proyecto se busca en la misma tabla las nuevas medidas que se necesitan tanto de la estructura (la anchura de nervio mínimo bmin y el espesor mínimo hmin) como del recubrimiento de hormigón de las armaduras (es decir, la distancia mínima equivalente al eje am).
  • Se calcula la diferencia entre las nuevas medidas y las originarias de la estructura y eso nos indicará el espesor equivalente de hormigón que hay que añadir, teniendo en cuenta que hay que tomar la mitad de la cantidad que salga relativa al nervio (bmin) puesto que hay que añadir una mitad a cada una de las caras.
  • Por último, con esos datos, se busca en la tabla del ensayo del mortero ignífugo ECOTESPA® BT correspondiente al tiempo de estabilidad al fuego requerido y obtendremos el valor del espesor equivalente de hormigón que confiere el mortero según el espesor aplicado.

Podemos ver esto mediante un ejemplo:

En una estructura de hormigón armado tenemos un forjado bidireccional cuya estabilidad al fuego se corresponde con un REI 60 en la opción 1. Es decir, según la Tabla C.5 Forjados bidireccionales del Anexo C del Documento Básico de Seguridad en caso de Incendio (DBSI):

– la anchura mínima del nervio (bmin) es de 100 mm
– el recubrimiento de hormigón de la armadura (am) es de 30 mm
– el grosor del forjado en su valor mínimo (hmin) es de 80 mm.

Y se busca un REI 120 (fila color azul), en donde se necesita:

– una anchura mínima del nervio (bmin) de 160 mm
– un recubrimiento de hormigón de la armadura (am) de 50 mm
– un grosor del forjado en su valor mínimo (hmin) de 120 mm

Lo que implica tener que añadir el espesor equivalente de hormigón, que supone que:

– el nervio (bmin) debe pasar de 100 mm a 160 mm, que es un espesor equivalente de 30 mm por cada cara.
– La distancia mínima equivalente o recubrimiento de hormigón de la armadura (am) pasa de 30 mm a 50 mm, luego faltan 20 mm.
– el grosor del forjado mínimo (hmin) se tiene que pasar de 80 mm a 120 mm, por lo que se necesitan 40 mm

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en el ensayo del mortero ignífugo ECOTESPA® BT comprobamos en la tabla correspondiente a la estabilidad al fuego buscada, en este ejemplo REI 120, dónde se sitúa el valor máximo de los datos anteriores, que es de 40 mm de espesor de hormigón equivalente, y vemos que con 15 mm de mortero ignífugo ECOTESPA® BT conseguimos alcanzar los requerimientos de la nueva estabilidad al fuego.

APLICACIÓN DEL PRODUCTO

  • Para garantizar la máxima adherencia del mortero se recomienda mantener la superficie del elemento que se va a proteger libre de polvo y grasa.

    Debido a su extraordinaria adherencia, ECOTESPA® BT se aplica directamente sobre el hormigón sin necesidad previa de imprimación ni de colocación de una malla metálica fijada al soporte antes de su aplicación.

  • Se aconseja mojar ligeramente la superficie del elemento que se va a proyectar con agua limpia como paso previo a la proyección del mortero.

 

  • ECOTESPA® BT se mezcla en máquinas de proyección neumática estándar, con una relación agua/mortero será de 0,8 l/kg aproximadamente.

    La aplicación del mortero deberá ser realizada siempre por personal cualificado, para poder garantizar así la correcta protección de los elementos. Durante todo el proceso de proyección se deberá realizar un control riguroso de los espesores a fin de garantizar que los proyectados corresponden con los requeridos.

    Aunque se han realizado ensayos de proyección a distancias menores con resultados satisfactorios, para garantizar que estos sean óptimos, ECOTESPA® BT se debe aplicar con una pistola de proyección perpendicular al soporte a una distancia aproximada de 50 cm. El mortero también se puede aplicar vertiéndolo en encofrados de madera, plástico o metal.

    Una vez aplicado, el mortero ECOTESPA® BT deberá tener una densidad media mínima de 630 Kg/m3.

  • ECOTESPA® BT puede aplicarse a una temperatura ambiente de entre 2 y 45 °C. Fuera de este rango, por favor consulte a nuestro Departamento Técnico.

    Se debe tener en cuenta que aplicar el mortero en condiciones atmosféricas desfavorables como vientos fuertes, lluvia, granizo, heladas o calor extremo, además de dañar el espesor de la protección, puede alterar el proceso de fraguado del producto reduciendo sus características.

    El acabado natural del mortero ECOTESPA® BT es ligeramente rugoso. Sin embargo, es posible obtener otras terminaciones en función de los diferentes requisitos estéticos. Para obtener un acabado liso, una vez realizada la aplicación, se puede utilizar un rodillo o una llana y presionar ligeramente sobre el mortero húmedo hasta obtener el acabado deseado.

    También es posible pintar el mortero con un recubrimiento acrílico elástico, pero es imprescindible que el mortero esté completamente seco, es decir, deben transcurrir al menos 28 días entre la proyección y el pintado.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

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