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| EL HORMIGÓN. COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL ANTE EL FUEGO |
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Miguel Castro De La Sen
Subinspector de la unidad de Ánalisis de Investigación
Bomberos Ayuntamiento de Madrid
Los incendios siempre producen efectos nefastos, no sólo en el interior de la propia vivienda, sino en el interior de una estructura. El aumento de temperatura produce una respuesta, en la que el incremento de longitud en aquellos elementos afectados por causa de la dilatación térmica, es necesaria conocer. Los bomberos debemos saber estos comportamientos para que nuestra intervención se realice de la manera más segura.
LAS ALTAS TEMPERATURAS SOBRE EL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL
La aparición de zonas con altas temperaturas en el interior de una estructura produce una respuesta general de esta al incremento de longitud de los elementos afectados, por causa de la dilatación térmica.
Si la pieza no tiene coartada su libre deformación, se produce simplemente su alargamiento, pero en caso contrario aparecen esfuerzos horizontales, que pueden ser de gran magnitud.
Debemos de tener en cuenta dos aspectos en caso de incendio:
• El coeficiente de dilatación térmica de los materiales no es constante con la temperatura (en rango de temperaturas usuales), este coeficiente, puede llegar a doblarse para altas temperaturas.
• El módulo de deformación de los materiales es constante con la temperatura, disminuyendo notablemente en temperaturas altas.
Las dilataciones lineales no sólo se traducen en esfuerzos de compresión en las piezas coaccionadas, sino que se produce en los entramados una variación importante de los momentos flectores en los nudos (ver Figura 1).
En el caso de la dilatación de un dintel, puede llegar incluso a producirse el agotamiento por esfuerzo cortante en las cabezas de los pilares en los que empotra.
Si es el caso de la dilatación de los pilares, se produce un incremento de los momentos negativos en los extremos de las vigas en el nudo que entrega el pilar y una aparición de momentos positivos en los nudos opuestos. Realizan en definitiva, una inversión del signo del momento para el que han sido diseñadas (ver Figura 2).
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Figura 1 |
Figura 2 |
El desprendimiento de los fondos de bovedillas, es indicativo de haberse alcanzado temperaturas elevadas. En las bovedillas cerámicas, pudiera haber existido un defecto en la propia pieza, aunque más bien, es por un enfriamiento brusco en las labores de extinción.
EFECTOS DEL INCENDIO EN LA ADHERENCIA Y ANCLAJE DE LAS ARMADURAS
Al producirse calentamiento localizado de las armaduras, el acero transmite rápidamente el calor, produciendo la dilatación de las barras en zonas en que el hormigón todavía esté relativamente frío y produce unas compresiones que superan la capacidad del hormigón, que resulta así microfisurado en una zona tubular que envuelve a la barra (ver Figura 3).
Esto hace que en la determinación de la capacidad residual de la estructura tras un fuego completamente desarrollado sean generalmente determinantes las condiciones de adherencia.
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Figura 3 |
Por ello, es conveniente que el investigador, a la hora de hacer una inspección de la estructura, la realice por ultrasonidos, donde coinciden casi las temperaturas en que se pierde la adherencia, con la caída residual en la velocidad de propagación.
Un aspecto que no quiero dejar, es la inspección en los forjados:
“siempre debe de inspeccionarse un forjado, por la cara superior del piso, que haya sufrido un incendio en la planta inferior”.
Pueden llegar a producirse tracciones en la cara superior en zonas que la armadura sea insuficiente para absorberlas.
CARACTERÍSTICAS DE LOS ACEROS DE ARMAR EN TEMPERATURAS ELEVADAS
• Aceros de dureza natural. Recuperan la práctica totalidad de su capacidad resistente tras el enfriamiento, hasta temperaturas superiores a 1.000°C.
• Los aceros deformados en frío. Fueron muy utilizados entre los años 1960 y 1075 y presentan una merma en su resistencia residual, que puede llegar al 25% y 30% con temperaturas del orden de 700°C.
• Aceros usados en pretensado. Pueden alcanzar pérdidas mayores, utilizados en la construcción de viguetas para forjados.
• Los trabajos de extinción. El aporte de agua, produce un rápido enfriamiento, con el consiguiente templado y fragilización del acero. |
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