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Guía de desempeño de los materiales expuestos al fuego

 

Los edificios construidos con vigas estructurales grandes ofrecen excelentes características de resistencia al fuego. En los reglamentos de construcción modelo se reconocen estas características y se proporcionan directrices relacionadas con la construcción a base de madera resistente al fuego y de madera pesada. En los reglamentos de construcción modelo de EE.UU. se consideran dos enfoques distintos: Construcción con madera pesada y construcción con madera resistente al fuego.

CONSTRUCCIÓN CON MADERA PESADA
En la construcción con madera pesada, las limitaciones se encuentran en las dimensiones mínimas requeridas, incluyendo la profundidad y el espesor, de todos los miembros de madera para soporte de carga. En este diseño se evitan espacios ocultos bajo los pisos y techos, y los reglamentos requieren el uso de elementos de unión y detalles de construcción aprobados. Con las debidas dimensiones, los sistemas a base de vigas laminadas satisfacen las normas establecidas en los reglamentos de construcción modelo de EE.UU. para construcción con madera pesada.

El desempeño de las estructuras construidas con madera pesada en condiciones de fuego es marcadamente superior a la mayoría de las formas de construcción con material “incombustible” desprotegido. La extinción de incendios es más fácil y segura debido a la eliminación de espacios ocultos y a la integridad estructural inherente a las vigas laminadas grandes.

CONSTRUCCIÓN RESISTENTE AL FUEGO
La resistencia al fuego es el período de tiempo que un miembro estructural puede soportar su carga antes de desplomarse. El objeto de la construcción resistente al fuego es ofrecer un período de tiempo adecuado a los ocupantes para evacuar de forma segura un edificio.

Las pruebas de resistencia al fuego para ensambles de construcción diseñadas por la ASTM, patrocinadas en conjunto con la la Asociación Norteamericana de Fabricantes de Productos Forestales y de Papel (American Forest & Paper Association - AF&PA) y el Instituto Norteamericano de Construcción con Madera (American Institute of Timber Construction - AITC), permite a los diseñadores calcular de forma específica el valor nominal de resistencia al fuego de los miembros estructurales hechos de vigas laminadas. En los cálculos se considera el tamaño del miembro estructural, el grado de exposición al fuego y las cargas soportadas por dicho miembro.

Además, los valores nominales de resistencia al fuego de las vigas laminadas requieren modificaciones en la colocación de las láminas de las mismas. Por ejemplo, una viga laminada para claro simple, con una sección transversal de 170 mm x 340 mm expuesta al fuego por tres lados, puede modificarse para un valor nominal de resistencia al fuego de una hora. A fin de calificar para este valor nominal, al momento de la fabricación se retira de la viga una lámina interna o central, y se reemplaza agregando una lámina adicional en tensión en la parte inferior de la viga (como se muestra en la figura superior derecha).

ADAPTACIÓN DE LA COLOCACIÓN ESTÁNDAR DE LAS LÁMINAS DE LA VIGA PARA SATISFACER EL VALOR NOMINAL DE RESISTENCIA AL FUEGO DE UNA HORA
       

Láminas en compresión de la parte superior

Láminas centrales

Láminas en tensión de la parte inferior

Una lámina central eliminada

Una lámina en tensión agregada en la parte inferior

COLOCACIÓN ESTÁNDAR DE LAS LÁMINAS DE LA VIGA

COLOCACIÓN DE LAS LÁMINAS DE LA VIGA PARA UN VALOR NOMINAL DE 1 HORA

La colocación básica de las láminas puede modificarse fácilmente a fin de calificar para un valor nominal de resistencia al fuego de una hora mediante la remoción de una lámina central del centro de un miembro estructural y agregando una lámina adicional en tensión en el lado en tensión de dicho miembro, suponiendo que se han cumplido todos los requisitos.

 

Viga laminada normal envuelta en llamas durante una prueba estándar de exposición al fuego ASTM E-119.

 

Viga laminada normal después de la prueba de exposición al fuego: la superficie exterior de la viga se ha carbonizado, mientras que el área interior permanece sin quemar. El material exterior carbonizado sirve de aislante durante el incendio, disminuyendo así la velocidad de combustión del material interior.

Si desea más información en relación con el cálculo del valor nominal de resistencia al fuego, le suplicamos consultar la Nota Técnica Núm. 7 del AITC, Cálculo de Resistencia al Fuego de Vigas Laminadas (Calculation of Fire Resistance of Glued Laminated Timbers) (www.aitc-glulam.org) y el Informe Técnico Núm. 10 de la AF&PA, Cálculo de Resistencia al Fuego de Miembros de Madera Expuestos (Calculating the Fire Resistance of Exposed Wood Members) (www.awc.org). Estas publicaciones están en inglés.
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