AGENDA. 2. Objetivos de la protección contra Fuego. 7. Requerimientos de Ley 8. Concepto de Masividad. 10. Costos de la protección pasiva contra Fuego

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1 Barranquilla, Julio 4 de 2013

2 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

3 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.

4 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

5 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.

6 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

7 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)

8 PROTECCIÓN CONTRA FUEGO EN ESTRUCTURAS METÁLICAS PÉRDIDA DE RESISTENCIA ESTRUCTURAL

9 9 PROTECCIÓN CONTRA FUEGO EN ESTRUCTURAS METÁLICAS

10 MITO O REALIDAD? Todas las estructuras metálicas deben llevar protección contra fuego.

11 MITO O REALIDAD? Todas las estructuras metálicas deben llevar protección contra fuego.\..\..\informacion TECNICA\MODIFICACION NSR 10.pdf

12 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 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 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 15 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 16 Las pinturas intumescentes son usadas normalmente en estructuras que por diseño arquitectónico se encuentran a la vista debido a sus propiedades altamente estéticas.

17 MITO O REALIDAD? Las pinturas intumescentes no sirven para todo tipo de fuego.

18 CURVA DE FUEGO NORMALIZADO 18

19 MITO O REALIDAD? Las pinturas intumescentes no sirven para todo tipo de fuego.

20 MORTEROS CEMENTICIOS 20 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 21 Los morteros cementicios se usan en estructuras que no se encuentran a la vista debido a que no aportan calidad estética.

22 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

23 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 24 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 25 CALCULO DEL FACTOR DE MASIVIDAD (HP/A) mm 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

26 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 27 COSTOS POR KILO DE PROTECCIÓN CON PINTURAS INTUMESCENTES POR DOS HORAS ELEMENTO DESCRIPCIÓN MASA SUPERFICIAL (Kg/m 2 ) MASIVIDAD (m -1 ) ESPESOR (micras) CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE COSTO /KILO ($/Kg COLUMNA IPE $6.725 COLUMNA IPE $2.587 DIFERENCIA PORCENTUAL 61,5%

28 MITO O REALIDAD? Una estructura más pesada requiere menor protección contra fuego y por lo tanto puede ser más económica

29 MITO O REALIDAD? Recubrir o rellenar los elementos metálicos con concreto es un método efectivo de protección contra fuego

30 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

31 MITO O REALIDAD? Recubrir o rellenar los elementos metálicos con concreto es un método efectivo de protección contra fuego

32 MITO O REALIDAD? Los nuevos requisitos de protección contra fuego no son compatibles con el uso de celosía liviana en cubiertas

33 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

34 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 35 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 CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE 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

36 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 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. 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 38 VIGAS ESTRUCTURALES CON DOS HORAS DE PROTECCIÓN ELEMENTO MASIVIDAD (m -1 ) ESPESOR 1 (micras) ESPESOR 2 (micras) $/m 2 1 $/m 2 2 AREA TOTAL (m 2 ) IPE $ $ CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE IPE $ $ HEA $ $ HEA $ $ LOS ESPESORES SE TOMARON TENIENDO EN CUENTA UNA TEMPERATURA CRÍTICA DE 600 C

39 COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA CONTRA FUEGO 39 COLUMNAS ESTRUCTURALES CON DOS HORAS DE PROTECCIÓN ELEMENTO MASIVIDAD (m -1 ) ESPESOR 1 (micras) ESPESOR 2 (micras) $/m 2 1 $/m 2 2 AREA TOTAL (m 2 ) HEA $ $ CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE HEA $ $ X100X $ $ X150X $ $ LOS ESPESORES SE TOMARON TENIENDO EN CUENTA UNA TEMPERATURA CRÍTICA DE 550 C

40 COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA CONTRA FUEGO 40 COSTOS TOTALES DE PROTECCIÓN CON PINTURAS INTUMESCENTES OPCIÓN AREA VIGAS (m 2 ) AREA COLUMNAS (m 2 ) COSTO VIGAS ($) COSTO COLUMNAS ($) CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE COSTO TOTAL ($) COSTO/m $ $ $ $ $ $ $ $ DIFERENCIA PORCENTUAL 36%

41 COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA CONTRA FUEGO 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/m 2

42 COSTOS DE LA PROTECCIÓN PASIVA CONTRA FUEGO 42 COSTOS TOTALES DE PROTECCIÓN CON MORTERO CEMENTICIO Y PINTURAS INTUMESCENTES OPCIÓN AREA VIGAS (m 2 ) AREA COLUMNAS (m 2 ) COSTO VIGAS ($) COSTO COLUMNAS ($) CARACTERISTICAS HEMPACORE ONE COSTO TOTAL ($) COSTO/m 2 PINTURA $ $ $ $ MORTERO $ $ $ $ DIFERENCIA PORCENTUAL 40%

43 MITO O REALIDAD? La protección contra fuego exigida en la norma NSR 10 incrementó considerablemente los costos de la estructuras metálica en Colombia.

44 MITO O REALIDAD? El diseño estructural no tiene nada que ver con el sistema de protección contra fuego.

45 CONCLUSIONES 45 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 46

47 PROTECCION PASIVA CONTRA EL FUEGO PROTECION PASIVA CONTRA FUEGO Juan Carlos Salazar Barranquilla, Julio 4 de 2013

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