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Parte 5
Edificación:
Estabilidad y resistencia
al fuego de los
elementos constructivos
Desde el punto de vista de un Servicio de Bomberos es muy importante
poseer unas nociones básicas sobre los elementos constituyentes de las edifi-
caciones desde un punto de vista constructivo y funcional. Es por ello que la
primera parte de esta sección se basa en describir cuales son elementos y
materiales básicos que posee un edificio desde un punto de vista conceptual
para después analizar los efectos que produce un incendio sobre los mismos.
La resistencia al fuego de las estructuras es uno de los pilares básicos de
la Seguridad Contra Incendios, las nuevas construcciones deben poseer al
menos la resistencia al fuego que indica la normativa actual (Código Técnico
de la Edificación CTE y Reglamento de Seguridad Contra Incendios en los
Establecimientos Industriales RSCIEI) para poder garantizar la evacuación
de las personas que están en su interior y poder aceptar unos niveles de ries-
go aceptables. La normativa de construcción en España no ha obligado a
realizar este protección contra incendios en algunas edificaciones hasta el
siglo XXI por lo que encontramos un gran número de edificios que no poseen
esta protección tan importante para las personas que se encuentran en su inte-
rior y para los bomberos que pueden realizar su trabajo en un posible incen-
dio con una mayor seguridad.
Para el personal operativo es importante tener unas nociones básicas de
construcción para poder así evaluar los efectos de los incendios en las mis-
mas. Como podemos comprobar en las siguientes lecciones intentaremos
aclarar cuales son los elementos con funciones estructurales y cuales no, ya
que en ocasiones no se tienen demasiado claros estos conceptos así como son
los efectos de los incendios en los elementos con funciones estructurales.
Introducción
636 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Con la descripción de los elementos constructivos que se realizara a con-
tinuación sólo queremos dar unos conceptos básicos sobre los elementos que
entendemos más significativos en una edificación. El objetivo que pre-
tendemos es mostrar cual es la influencia de las calorías en una estructura,
para lo cual es fundamental conocer cuales son las características de la misma
y cuales son los elementos que las sustentan.
636 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
2.1.- Principales elementos de un edificio.
El CTE define un edificio como aquella “Construcción fija, hecha con
materiales resistentes, para habitación humana o para albergar otros usos”.
Para poder describir un edificio debemos comenzar explicando cuales son
elementos que conectados configuran un edificio.
Los principales elementos de un edificio son los siguientes:
1) los cimientos, que soportan y dan estabilidad al edificio
2) la estructura, que resiste las cargas y las trasmite a los cimientos
3) los muros exteriores que pueden o no ser parte de la estructura princi-
pal de soporte y que forman el cerramiento o fachada del edificio.
4) las separaciones interiores, que también pueden o no pertenecer a la
estructura básica.
5) los sistemas de control ambiental, como iluminación, sistemas de
reducción acústica, calefacción, ventilación y aire acondicionado
6) los sistemas de transporte vertical, como ascensores o elevadores,
escaleras mecánicas y escaleras convencionales
7) los sistemas de comunicación como pueden ser intercomunicadores,
megafonía y televisión por circuito cerrado, o los más usados sistemas
de televisión por cable
8) los sistemas de suministro de electricidad, agua y eliminación de residuos.
Capítulo 2
LOS EDIFICIOS
638 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
2.2.- Tipos de elementos estructurales
La estructura de un edificio es según el CTE un “Conjunto de elementos,
conectados entre ellos, cuya misión consiste en resistir las acciones previsi-
bles y en proporcionar rigidez”. Por lo que por definición son aquellos ele-
mentos que transmiten las cargas que debe soportar un edificio para lo cual
debe estar debidamente calculado y proyectado por técnico competente.
Podemos diferenciar los siguientes elementos que configuran la estructura,
los cuales debemos distinguirlos físicamente como:
• Cimentaciones
• Pilares
• Vigas
• Jácenas
638 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 639
• Forjados y cubiertas
• Muros de carga
Cada uno de ellos posee funciones específicas dentro de una estructura,
dentro de cada uno de estos elementos podemos encontrar diferentes config-
uraciones que dependerán de los condicionantes constructivos que posea la
edificación.
2.2.1.- Cimentaciones
Es aquella parte del edificio encargada de transmitir al terreno las cargas
del edificio, por lo que en función del terreno y de las solicitaciones a las que
esta sometido tendremos diferentes tipos de cimentaciones en la construcción
actual. La normativa española que regula el cálculo y ejecución de estos ele-
mentos es la Instrucción de Hormigón Estructural EHE 2007.
• Zapatas
• Encepados
• Viga o zanja continua
• Losas
• Pilotes
• Muros pantalla
Zapatas, elementos de hormigón armado en forma de prisma o cubo,
pueden ser aisladas o corridas, su tamaño y forma dependerán de las cargas a
transmitir al terreno y de las características de este.
640 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Encepados, como una pieza prismática que une las cabezas de un grupo
de pilotes que trabajan conjuntamente . Como caso particular , pueden existir
encepados de un solo pilote . El encepado sirve de base al soporte que des-
cansa sobre el, de forma análoga a lo que seria una zapata aislada.
La transmisión de la presión al terreno al ser localizada en una zona orig-
ina un “bulbo” representado por un triángulo de 45º en el que las presiones
van decreciendo uniformemente hacia abajo.
En ocasiones es necesario excavar a una mayor profundidad (2-3m) e
incluso rellenar con material de mejor resistencia, es lo que se denomina
como pozos, muy similar a una zapata aislada pero a mayor profundidad.
640 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 641
Viga o zanja continua (zapata corrida), son elementos de hormigón arma-
do en forma de viga (superficial 30-50cm de profundidad) o de zanja (más
profunda 2-3m de profundidad) que se realizan para edificaciones que poseen
estructura a través de muros de carga.
En construcciones antiguas, lo más habitual es encontrar mejoras del ter-
reno con relleno y bases para el apoyo de los muros de carga fundamentales
en este tipo de construcciones.
Losas, son elementos de hormigón armado en forma de placa, su canto
estará determinado por las acciones a transmitir. La transmisión de cargas al
terreno se transmite a través de toda la superficie de la losa, se suelen utilizar
en terrenos de poca resistencia pero uniformes.
Pilotes, son elementos de hormigón, madera o acero que se introducen en
la tierra de diferentes maneras (hincados o perforado) para encontrar zonas con
resistencia apropiada, se utilizan por tanto en terrenos de poca resistencia.
642 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Muros pantalla, son unos muros de hormigón armado que además de
aguantar el peso del edificio nos sirven para cerrar el sótano, contener las tier-
ras e impedir que entren en el citado sótano.
Existen dos maneras de ejecutar estos muros o mediante la excavación a
través de unos muros guía y posterior hormigonado y vaciado del solar o
mediante la excavación y posterior hormigonado con encofrado del batache
que como máximo deberá tener 4 metros de longitud.
642 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Ejecución Batache
Muro guía Vaciado Hormigonado
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 643
2.2.2.- Pilares
Son aquellos elementos verticales de sección reducida en relación con su
altura.
Su forma y tamaño dependerán fundamentalmente del material utilizado y
las cargas a soportar.
Se utilizan en estructuras tipo entramado (pórticos), su función es la de
transmitir los esfuerzos que reciben los forjados y jácenas y transmitirlos
hacia las cimentaciones que suelen ser zapatas.
2.2.3.- Vigas o viguetas
Son aquellos elementos horizontales que transmiten los esfuerzos hacia
otros elementos que pueden ser jácenas, muros de carga, pórticos...
En las naves industriales las vigas que sujetan el cerramiento de cubierta
se denominan correas.
Existen algunas vigas que se utilizan para rigidizar la estructura (vigas de
atado, cruces de San Andrés)
644 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
2.2.4.- Jácenas
Las jácenas son vigas que recogen los esfuerzos transmitidos por otras
vigas o viguetas que se apoyan en ésta.
2.2.5.- Forjados y cubiertas
Forjados
Forman el suelo o el techo de las edificaciones, si son en la última planta se
denominan cubiertas. Están compuestos por un entramado de vigas y elemen-
tos sobre los que se colocan una serie de capas aislantes (asfálticas, acústicas,
compresión,…)) y la solería (cerámica, mármol,..) o cubierta, de tal manera que
puedan soportar la carga y a acciones para los que están diseñados.
En función del tipo de material utilizado en la construcción de dispone de
diferentes alternativas a la hora de ejecutar el forjado.
Podemos clasificar los forjados en:
- Unidireccionales: el forjado posee vigas resistentes en una dirección.
Entre las vigas se colocan en ocasiones unos elementos denominados
bovedillas, los cuales son necesarios desde un punto de vista constructi-
vo aunque no posean funciones estructurales. En construcciones antiguas
encontramos ladrillos y bóvedas de ladrillos y yeso.
644 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 645
- Bidireccionales: el forjado posee vigas resistentes en dos direcciones
perpendiculares. En este caso encontramos forjados compuestos por
losas o forjados reticulares.
Los forjados deben estar diseñados para soportar su propio peso y la sobre-
carga de uso para los que están diseñados. Si es una cubierta deberá estar
preparado para soportar la lluvia y en función de la climatología la sobrecar-
ga de nieve.
Cubiertas.
Es el forjado de la última planta del edificio, en función de las condiciones
estéticas o climatológicas de la zona en la que se haya se ejecutara de una man-
era u otra, así podremos encontrar:
646 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Cubiertas planas (con desniveles para la caída de agua): Su termi-
nación varía en función de si la cubierta es o no visible y transitable, en
cualquiera caso necesitara unas pendientes para las caídas de agua y
una capa de impermeabilización.
Cubiertas inclinadas, con una o más aguas: Formada por el forjado de
cubierta, se construyen tabiquillos, sobre éstos los rasillones y después
las tejas (planas, curvas,..).
En algunos edificios de vivienda y en muchos de uso industrial se utilizan
las cerchas o pórticos.
La cercha esta formada por vigas (denominadas pares y tirantes) que for-
man triángulos, en los nudos de unión de las vigas de la zona superior se
apoyan las correas, por lo que estas vigas sólo trabajan a tracción o compre-
sión, en los apoyos por tanto sólo se transmiten esfuerzos de compresión.
Existen diferentes disposiciones de las cerchas en función de la luz y de las
cargas a soportar
646 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 647
En cambio el pórtico esta formado por dos vigas inclinadas (denominadas
dinteles) sobre las que se apoyan directamente las correas y dos pilares.
Además de poseer una función estructural sirven de cerramiento y com-
partimentación de la vivienda
Los espesores de los muros se denominan en función de la anchura del o
tizón del ladrillo así tenemos:
Citara, media asta o medio pie 12 cm
Citarón, asta o un pie 25 cm
Asta y media o pie y medio 38 cm
Doble asta o dos pies 50 cm
2.2.6.- Muros de carga
Elemento estructural vertical sobre el que se apoyan vigas y soportes.
Suelen ser de hormigón armado, tapial, piedra, ladrillo o bloques de cemento.
Partes de un tabique o muro
• Alfeizar: plano inclinado o repisa, formado en el hueco de las ventanas
en su parte inferior, o sea, la coronación o remate del antepecho; su mis-
ión consiste en proteger el muro, por lo que se tendrá atención en solu-
cionar su entrega con el marco de la ventana y el goteros al exterior para
evitar regueros en la fachada.
• Antepecho: parte de obra debajo de una ventana
• Mocheta: ángulo interior de las aberturas de ventanas o puertas.
648 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
• Jambas: parte lateral de las aberturas y elementos básicamente decora-
tivos, sea de generatriz recta o curva.
• Dintel: es el elemento estructural horizontal que sustituya la capacidad
portante de la pared, donde existe un hueco.
• Umbral: es la zona de transito o paso bajo de una puerta
• Base: parte que corresponde a la superficie de apoyo, parte inferior del
muro.
• Coronación: dónde el muro termina, parte superior del muro.
648 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 649
2.3.- Tipología de elementos no estructurales
Son aquellos elementos que no soportan esfuerzos que provienen de la
estructura del edificio, y por tanto, no lo sustentan, podemos distinguir
principalmente:
Escaleras
Balcones
Falsos techos
Bovedillas
Alfarjías
Tabiques
Fachadas
Galerías de instalaciones
Pretiles
2.3.1.- Escaleras
Elementos que conectan diferentes plantas de un edificio, poseen una
estructura que se adosa a la estructura principal del edificio. Los peldaños
poseen una parte superior plana denominada huella y una vertical denomina-
da contrahuella. Entre tramo y tramo de escalera se sitúa una zona para el giro
denominada meseta.
650 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
2.3.2.- Balcones
Voladizos de la estructura que soportan una plataforma de uso transitable,
se cierran hasta cierta altura con muros de fábrica, estructura de hierro forja-
do o acero. Cuenta con una serie de vigas en voladizo que soportan el peso de
la plataforma que sobresale.
2.3.3.- Falsos techos
Suelen ser techos de escayola, pladur u otros cogidos al forjado mediante
cañas u otros elementos de fijación, en ocasiones existen materiales de
insonorización acústica muy inflamables además de cableado y tuberías de
climatización. Podemos encontrar problemas ocultos de sectorización en el
interior de estos falsos techos. Suelen ser muy frágiles ante la existencia de
agua y calorías de un incendio.
2.3.4.- Bovedillas
Elementos que se colocan entre vigas o viguetas, no soportan esfuerzos
estructurales. Únicamente sirven para sustentar la capa de compresión
durante el proceso de ejecución de las obras. Posteriormente no tienen ningu-
na función estructural. Existen modelos de distintos materiales: hormigón,
cerámica y poliuretano expandido. En incendios de interiores se resquebrajan
y rompen con facilidad.
650 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 651
2.3.5.- Alfarjías
Vigas de madera de escaso canto que sujetan a los ladrillos. En incendios
de interiores en ocasiones se queman en su totalidad al poseer poca sección.
2.3.6.- Tabiques o paredes divisorias
Formadas por ladrillos o paneles de pladur, separan diversas estancias no
poseen función estructural se agrietan con facilidad ante movimientos estruc-
turales. En incendios de interiores se agrietan con facilidad, su resistencia al
fuego dependerá fundamentalmente de los materiales y el espesor con los que
se haya realizado. Si dan al exterior se denominan cerramientos.
Los ladrillos son piezas cerámicas, generalmente ortoédrica, obtenida por
moldeo, secado y cocción a altas temperaturas de una pasta arcillos. Se
emplea en albañilería para la ejecución de fábricas de ladrillo, ya sean muros,
tabiques, tabicones, etc.
Su forma es la de un prisma rectangular, en el que sus diferentes dimen-
siones reciben el nombre de soga, tizón y grueso, siendo la soga su dimen-
sión mayor. Así mismo, las diferentes caras del ladrillo reciben el nombre de
tabla, canto y testa (la tabla es la mayor). Por lo general, la soga es del doble
de longitud que el tizón o, más exactamente, dos tizones más una junta, lo
que permite combinarlos libremente. El grueso, por el contrario, puede no
estar modulado.
Según su forma, los ladrillos se clasifican en:
• Ladrillo perforado, que son todos aquellos que tienen perforaciones en la
tabla que ocupen más del 10% de la superficie de la misma. Muy popu-
lar para la ejecución de fachadas de ladrillo visto.
• Ladrillo macizo, aquellos con menos de un 10% de perforaciones en la
tabla. Algunos modelos presentan rebajes en dichas tablas y en las testas
para ejecución de muros sin llagas.
• Ladrillo tejar o manual, simulan los antiguos ladrillos de fabricación
artesanal, con apariencia tosca y caras rugosas. Tienen buenas
propiedades ornamentales.
• Ladrillo hueco, son aquellos que poseen perforaciones en el canto o en la
testa, que reducen el volumen de cerámica empleado en ellos. Son los
que se usan para tabiquería que no vaya a sufrir cargas especiales.
Pueden ser de varios tipos:
o Rasilla: su grueso y su soga son mucho mayores que su tizón. Sus
dimensiones habituales son 25 x 12 x 3 cm
o Ladrillo hueco simple: posee una hilera de perforaciones en la testa.
Sus dimensiones habituales son 25 x 12 x 5 cm
o Ladrillo hueco doble: posee dos hileras de perforaciones en la testa.
Sus dimensiones habituales son 25 x 12 x 9 cm
Como ya hemos comentado los ladrillos pueden en ocasiones formar parte
de muros con funciones estructurales muy comunes por ejemplo en construc-
ciones unifamiliares.
652 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
2.3.7.- Fachadas
Cerramiento exterior del edificio, especialmente el frente, pero también
algunas veces los laterales y el contrafrente. Actualmente se suele colocar un
doble tabique, en el interior (cámara de aire) se sitúa materiales con ais-
lamientos térmicos (fibra de vidrio u otros). Podemos encontrar gran diversi-
dad de materiales que cubren la fachada exterior de un edificio, los materiales
que se utilizan deben ser resistentes a las condiciones climatológicas adversas
durante el transcurso de los años. Actualmente el CTE impide el uso de mate-
riales inflamables en estas fachadas.
Desde el punto de vista arquitectónico es lo más importante del diseño de
un edificio, y marca el carácter del resto de la construcción. Muchas fachadas
tienen valor histórico, y se encuentran protegidas por un marco legal que
impide su alteración
2.3.8.- Galerías de instalaciones
Canalizaciones de instalaciones las cuales comunican varias plantas, se
instalan en cámaras de fabrica de ladrillos, según la normativa actual se limi-
ta a 10 m o 3 plantas la sectorización de las mismas. Pueden estar cerradas por
ladrillos en forma de pilar o atravesar plantas a través de cámaras de aire.
2.3.9.-Pretiles
Pequeño murete que se instala en cubierta o terrazas, su función es impedir
la caída de personas a la vía pública, si no poseen juntas de dilatación ade-
cuadas suelen agrietarse con facilidad.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 653
La estructura de un edificio es aquella parte del mismo capaz de soportar
las cargas que sobre ella actúan, como veremos existen diferentes cargas que
debe soportar un edificio las cuales se transmitirán al mismo de diferentes
maneras.
Es muy importante conocer además de las partes que componen la estruc-
tura de un edificio los materiales que se han utilizado en la misma, ya que
como veremos cada uno tiene sus propias cualidades intrínsecas.
El paso del tiempo degradara a cada una de las partes del edificio y a su
estructura de una manera diferente por lo que el estudio de los materiales que
lo forman cobra una gran importancia.
3.1.- Esfuerzos a los que están sometidas las estructuras
de los edificios
En función de la dirección, sentido y posición en la que se encuentre el
esfuerzo tendremos diferentes tipos de esfuerzos en un elemento estructural,
así podemos diferenciar:
3.1.1.- Esfuerzos axiales (tracción y compresión)
Son aquellos esfuerzos que se realizan en la dirección longitudinal del ele-
mento estructural, es decir en la dirección de su eje principal.
Capítulo 3
LA ESTRUCTURA DE LOS EDIFICIOS
Cuando aplicamos dos fuerzas intentando acortar el elemento, es decir,
reducir su longitud, hablaremos de compresión.
De un modo más científico, diríamos que un elemento está sometido al
esfuerzo de compresión cuando actúan sobre él dos fuerzas que poseen:
- la misma dirección (sobre una misma línea);
- sentido contrario, son convergentes. Es decir, están dirigidas hacia un
mismo punto.
La forma del elemento (su sección y su longitud) influye en el compor-
tamiento a compresión de un elemento, concretamente el factor denominado
esbeltez. La esbeltez es la relación que existe entre la longitud del elemento y
la superficie que hay en un corte perpendicular (sección recta).
Si un elemento es muy largo con relación a la sección, cuando intente-
mos comprimirlos, se arqueará, es decir, pandeará. A este efecto se le
denomina pandeo
La tracción es lo contrario a la compresión: intentar "estirar", alargar un
elemento.
Por lo tanto, lo definiremos como el resultado de la actuación de dos
fuerzas tales que tienen:
- la misma dirección (sobre una misma línea);
- sentido contrario, son divergentes; es decir, están dirigidas hacia el exterior.
Pensemos en los puentes colgantes o en los que están sostenidos por cables
(tensores o tirantes). Dichos elementos están sometidos a tracción
656 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
3.1.2.- Esfuerzos cortantes
Son aquellos esfuerzos transversales que reciben los elementos estruc-
turales, tienden a seccionar el elemento, la rotura más usual es en el apoyo.
Esta solicitación tangencial se da cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas
iguales, con la misma dirección y sentido contrario. Dichas fuerzas están situ-
adas en el mismo plano o en planos muy próximos.
Un claro ejemplo de secciones situadas a esfuerzo cortante son los apoyos
de vigas sobre pilares. Como ves en la ilustración, el pilar ejerce una respues-
ta al peso que lleva la viga. Ambas fuerzas deben ser iguales y opuestas para
que nos encontremos en una situación de equilibrio estático
3.1.3.- Esfuerzos de flexión
Son aquellos esfuerzos que reciben los elementos estructurales en sentido
transversal, tienden a alabear la pieza.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 657
Se denomina flecha a la máxima desviación que presenta una viga respec-
to a la horizontal.
3.1.4.- Esfuerzo de torsión
Son aquellos esfuerzos que tratan de girar la pieza a través del eje longitu-
dinal de la pieza.
Esta solicitación se produce cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas
iguales, con la misma dirección y sentido contrario. Dichas fuerzas están
situadas en planos paralelos. No olvides que es una solicitación tangencial,
es decir, las fuerzas o acciones que los originan están situadas en un plano
de la sección.
3.2.- Acciones que debe soportar un edificio
Según el Código Técnico de la Edificación DB SE AE las cargas que debe
soportar un edificio son:
658 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Acciones permanentes
Peso propio: es el peso de los elementos estructurales, los cerramien-
tos y elementos separadores, la tabiquería, todo tipo de carpinterías,
revestimientos (como pavimentos, guarnecidos, enlucidos, falsos
techos), rellenos (como los de tierras) y equipo fijo.
Pretensado: aquellos esfuerzos que se generan en el hormigonado
Acciones del terreno: son aquellos esfuerzos que se puedan transmitir
a la estructura por parte de los movimientos de tierras (empujes,
hundimientos,..).
Acciones variables
Sobrecarga de uso: es todo el peso que debe soportar la estructura
debido a su uso (comercial, vivienda, residencial público,…)
Viento: Son aquellas acciones que ejerce el viento sobre la estructura
depende de la forma del mismo, altura, pendiente cubierta,… otro fac-
tor es la zona geográfica en la que se encuentra el edificio.
Acciones térmicas: Los edificios y sus elementos están sometidos a
deformaciones y cambios geométricos debidos a las variaciones de la
temperatura ambiente exterior que generan tensiones y deformaciones
en los mismos, será necesario estudiar los parámetros que la normativa
exige en función de la zona geográfica.
Nieve: es necesario prever la sobrecarga por la acumulación de nieve
en el forjado, será necesario estudiar los parámetros que la normativa
exige en función de la zona geográfica.
Acciones accidentales
Sismo: Es necesario prever la respuesta de un edificio ante un
movimiento sísmico.
Incendio: Los edificios deben estar preparados para resistir un incen-
dio durante una serie de minutos para garantizar la seguridad del
mismo. El Documento Básico de Seguridad contra Incendios (DB SI)
del Código Técnico de la Edificación (CTE) establece en función del
uso y del tamaño que posea un edificio cuales son los parámetros mín-
imos en este sentido.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 659
Por lo que el proyectista deberá tener en cuenta todas estas solicitaciones
que indica el CTE, para el cálculo estructural en las tablas que veremos a con-
tinuación se muestran los pesos propios de diferentes materiales de construc-
ción y de algunos forjados (tablas CTE). Esta información es importante a la
hora de poder calcular el peso necesario para poder apuntalar una estructura.
3.3.- Tipología de estructuras
3.3.1.- Clasificación
De una manera genérica podemos diferenciar tres tipos de estructuras en
las edificaciones:
660 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Tipo entramado: formado por pilares y
forjados que distribuyen las cargas. Los ele-
mentos de sustentación vertical están formado
por pilares que transmiten las cargas que les
transmiten los forjados y jácenas a las
cimentaciones. Estos pilares y jácenas forman
los denominados “pórticos”, a este tipo de
estructuras se le denomina también con este
nombre. Actualmente es el tipo de estructura
más utilizado para las edificaciones tipo
bloque de vivienda.
Tipo muros y techos: formado por muros de carga y forjados. Los ele-
mentos de sustentación vertical están formados por muros de carga
resistentes, que transmiten las cargas que les transmiten los forjados y jácenas
a las cimentaciones. Esta tipología de estructura se ha utilizado en la inmen-
sa mayoría de construcciones antiguas, en la actualidad se sigue utilizando
para edificaciones tipo unifamiliar o chalet.
Tipo cerchas: formado por pilares y cerchas o pórticos para crear grandes
luces. Los elementos de sustentación vertical son pilares que transmiten la
carga que les transmiten los pórticos o cerchas, los cuales reciben los esfuer-
zos de las correas que sujetan la cubierta y en algunos casos de las vigas car-
rileras de los puentes grúas. Se suelen utilizar fundamentalmente este tipo de
estructuras para edificaciones tipo nave industrial.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 661
A la hora de describir una estructura además de conocer su tipología
estructural y materiales utilizados es muy común el uso del término crujía.
Se denomina crujía al espacio comprendido entre dos muros de carga,
dos alineamientos de pilares (pórticos), o entre un muro y los pilares alin-
eados contiguos.
Constructivamente es cada una de las partes principales en que se divide
la planta de un edificio. Se denomina primera crujía a la situada más próxima
a la fachada, numerándose correlativamente hacia el interior de la edificación.
3.3.2.- Materiales estructurales
3.3.2.1.- Hormigón
3.3.2.1.1.- Introducción
El hormigón es un material muy utilizado en la construcción actual, se uti-
liza para el uso de cimentaciones, pilares, vigas, jácenas,… Soporta muy bien
los esfuerzos de compresión y flexión no así el de tracción por ello es nece-
sario el uso de armaduras metálicas para que absorban este tipo de esfuerzos.
Es por ello necesario una estructura metálica formada por una serie de
armaduras de acero las cuales otorgan a la estructura las propiedades nece-
sarias para resistir los esfuerzos para los que esta diseñado, es cuando el
hormigón es denominado hormigón armado.
El canto de la viga, losa, pilar o muro de hormigón armado dependerá de
los esfuerzos que deberá absorber la estructura.
662 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
El hormigón es un material que prácticamente no se degrada con el tiem-
po, se comienza a utilizar a principios del s. XX .
3.3.2.1.2.- Características
El hormigón, resulta de la mezcla de uno o más conglomerantes (general-
mente cemento) con áridos (grava, gravilla y arena), agua y, eventualmente,
aditivos y adiciones. El cemento se hidrata en contacto con el agua, inicián-
dose complejas reacciones químicas que derivan en el fraguado y endurec-
imiento de la mezcla, obteniéndose al final del proceso un material con con-
sistencia pétrea.
Los aditivos se utilizan para modificar las características básicas, existien-
do una gran variedad de ellos: colorantes, aceleradores, retardadores de
fraguado, fluidificantes, impermeabilizantes, etc. Es un material profusa-
mente utilizado en la construcción.
Propiedades físicas
Se indican valores aproximados.
• Densidad: en torno a 2.350 kg/m3
• Resistencia a la compresión: de 200 a 500 kg/cm2 (15 a 50 MPa) para el
hormigón ordinario (según EHE 2007).
• Resistencia a la tracción: proporcionalmente baja.
• Tiempo de fraguado: dos horas, aproximadamente.
• Tiempo de endurecimiento: 24 a 48 horas, la mitad de la resistencia máx-
ima, en una semana 3/4 partes y en 4 semanas prácticamente la resisten-
cia total.
• Hay que resaltar que el hormigón se dilata y contrae en magnitudes
semejantes al acero, pues tienen parecido coeficiente de dilatación, por
lo que resulta muy útil su uso simultáneo en la construcción, además el
hormigón, recubriéndolo, protege al acero de la oxidación.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 663
FLECHAS ADMISIBLES RECOMENDADAS PARA VIGAS DE HORMIGÓN ARMADO
(Art. 50 EHE)
3.3.2.1.3.- Elementos estructurales de hormigón
Puesta en obra
Antes de su fraguado el hormigón tiene una consistencia plástica, o fluida,
y se adapta a la forma del recipiente que lo contiene. Para su puesta en obra
se utilizan moldes, denominados encofrados, los cuales se retiran posterior-
mente, generalmente; si permanecen, formando parte del conjunto, se denom-
inan "encofrados perdidos".
Usos corrientes
Es un material con buenas características de resistencia ante esfuerzos de
compresión. Sin embargo, tanto su resistencia a tracción como al esfuerzo
cortante son relativamente bajas, por lo cual se debe utilizar en situaciones
donde las solicitaciones por tracción o cortante sean muy bajas.
Para superar este inconveniente, se "arma" el hormigón introduciendo bar-
ras de acero, conocido como hormigón armado, o concreto reforzado, permi-
tiendo soportar los esfuerzos cortantes y de tracción con las barras de acero.
Es usual, además, disponer barras de acero reforzando zonas o elementos fun-
damentalmente comprimidos, como es el caso de los pilares. Los intentos de
compensar las deficiencias del hormigón a tracción y cortante originaron el
desarrollo de una nueva técnica constructiva a principios del siglo XX, la del
hormigón armado.
Posteriormente se investigó la conveniencia de introducir tensiones en el
acero de manera deliberada y previa al fraguado del hormigón de la pieza
estructural, desarrollándose las técnicas del hormigón pretensado y el
hormigón postensado.
Así, introduciendo antes del fraguado alambres de alta resistencia tensados
en el hormigón, este queda comprimido al fraguar, con lo cual las tracciones
que surgirían para resistir las acciones externas, se convierten en descompre-
664 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
siones de las partes previamente comprimidas, resultando muy ventajoso en
muchos casos. Para el pretensado se utilizan aceros de muy alto límite elásti-
co, dado que el fenómeno denominado fluencia lenta anularía las ventajas del
pretensado.
Pilares de Hormigón
Elementos verticales resistentes de sección cuadrada, rectangular o circu-
lar, el espesor del canto de estas vigas dependerá de las solicitaciones que
deben soportar. Es necesario el uso de armaduras de hormigón para la absor-
ción de esfuerzos de tracción y cortante, las armaduras deberán ser atadas
por cercos o estribos. Para la ejecución de estos elementos es necesario el
uso de encofrados.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 665
Forjados de hormigón.
Están compuesto por una serie de vigas de hormigón dispuestas de tal
manera que transmitan los esfuerzos al resto de las estructura. En función de
la dirección en la que están colocadas las vigas en el forjado podemos tener:
- Unidireccionales: el forjado posee vigas resistentes en una dirección.
- Bidireccionales: el forjado posee vigas resistentes en dos direcciones per-
pendiculares.
Forjado de placas Forjado reticular
Existen dos opciones de forjados utilizando viguetas o vigas de hormigón
como elemento sustentador.:
Vigueta armada pretensada (castilla): Son vigas prefabricadas (con
las armaduras de acero tensadas) en talleres que se colocan en obra
666 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
apoyadas sobré jácenas o muros de carga, para soportar la solería se
colocan bovedillas y se vierte el hormigón. Encima del conjunto se
coloca un mallazo de armaduras y una capa de hormigón denomina-
da capa de compresión.
Vigueta prefabricada: En este caso las vigas traen las armaduras vistas
(y no tensadas) después se colocan las bovedillas junto con la capa de
compresión y el mallazo.
Según su constitución se clasifican en:
- Forjados de viguetas resistentes con bovedillas y relleno de senos.
Forjados de viguetas resistentes con bovedillas y rellenos de senos.
- Forjados de semiviguetas con bovedillas y relleno de senos
Forjados de semiviguetas con bovedillas y relleno de senos
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 667
- Forjados de semiviguetas en celosía
Forjados de semiviguetas en celosía
- Forjados de viguetas dobles
Forjados de viguetas dobles
En este tipo de forjado justo encima del mallazo de reparto es necesaria
una capa de hormigón (en muchos casos hormigón aligerado) una capa
denominada “capa de compresión”.
Como ya hemos comentado con anterioridad existen fundamentalmente en
este tipo de forjados dos tipos de vigas de hormigón las prefabricadas y las
pretensadas.
Existen también pórticos de hormigón utilizados en naves industriales, en
las que las correas (vigas de cubierta) también pueden ser de hormigón.
668 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Jácenas de Hormigón: son vigas de hormigón que soportan los esfuerzos
transmitidos por los forjados.
Losa Armada: Son placas de hormigón armado.
Reticulares o bidireccionales: Son losas de hormigón aligeradas para con-
seguir mayores luces. En el encofrado se utilizan unos casetones de polie-
stireno o fibra para aligerar la estructura, existen uno espesor mínimo para los
nervios de 12mm para la resistencia al fuego.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 669
Las cimentaciones en general son todas de hormigón armado, como ya
hemos descrito anteriormente en función de los esfuerzos que deba soportar
la estructura y de las condiciones del terreno encontraremos diferentes
opciones a la hora de ejecutarla.
En ocasiones podemos encontrar edificaciones con estructuras mixtas, en
las que se utilizan hormigón y acero.
Las características de las vigas y los métodos de cálculo para las estruc-
turas de hormigón vienen fijadas en la EHE 2007 (Instrucción de Hormigón
Estructural).
3.3.2.2.- Acero
3.3.2.2.1.- Introducción
El acero es un material muy utilizado para la estructuras del edificio ya
que su uso y transformación es más antiguo que el del hormigón. Las uniones
de los perfiles y vigas se solían realizar a través de remaches, posteriormente
apareció el proceso de soldadura que agilizó y abarató el proceso.
3.3.2.2.2.- Características
Comúnmente se entiende por acero la aleación de hierro y carbono, donde
el carbono no supera el 2.1% en peso de la composición de la aleación, alcan-
670 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
zando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%. Porcentajes mayores
que el 2% de carbono dan lugar a las fundiciones, aleaciones que al ser que-
bradizas y no poderse forjar —a diferencia de los aceros—, se moldean.
Existen aleaciones de acero que le dan características especiales como los
aceros inoxidables (con un porcentaje de cromo de 10%) o los aceros al silicio.
Propiedades físicas del acero
Aunque es difícil establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero
debido a que estas varían con los ajustes en su composición y los diversos
tratamientos térmicos, químicos o mecánicos, con los que pueden conseguirse
aceros con combinaciones de características adecuadas para infinidad de apli-
caciones, se pueden citar algunas propiedades genéricas:
• Su densidad media es de 7.850 kg/m3.
• Resistencia característica desde 2.350 Kg/cm2 a 5.500 kg/cm2 (según
CTE DB SE-A clasificación UNE EN 10 025).
• En función de la temperatura el acero se puede contraer, dilatar o fundir.
• El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación. El de su com-
ponente principal, el hierro es de alrededor de 1510 ºC, sin embargo el
acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de
1.375 ºC.
• Su punto de ebullición es de alrededor de 3.000 ºC.
• Relativamente dúctil. Con él se obtienen hilos delgados llamados alambres.
• La corrosión es la mayor desventaja de los aceros ya que el hierro se
oxida con suma facilidad incrementando su volumen y provocando gri-
etas superficiales que posibilitan el progreso de la oxidación hasta que se
consume la pieza por completo. Tradicionalmente los aceros se han
venido protegiendo mediante tratamientos superficiales diversos. Si bien
existen aleaciones con resistencia a la corrosión mejorada como los
aceros de construcción «corten» aptos para intemperie (en ciertos ambi-
entes) o los aceros inoxidables.
• Posee una alta conductividad eléctrica.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 671
• Un aumento de la temperatura en un elemento de acero provoca un
aumento en la longitud del mismo. Se puede soldar con facilidad.
FLECHAS ADMISIBLES PARA VIGAS DE ACERO
3.3.2.2.3.- Elementos estructurales metálicos
Las estructuras metálicas son en su mayoría de tipo entramado, formadas
por pilares, jácenas y vigas unidas mediante un proceso de soldadura. Como
ya hemos descrito, el acero es un material muy soldable, existen actualmente
una amplia gama de soluciones tecnológicas para este proceso.
Existen también otro tipo de estructuras tipo pórtico muy utilizado para
naves industriales formado por pórticos metálicos o cerchas, sobre los que se
apoyan las correas metálicas. Con este tipo de forjados se consiguen grandes
luces, sobre los pilares se suelen en muchos casos apoyar las vigas carrileras
de los puentes grúas. Para rigidizar la estructura es necesario que existan al
menos en dos pórticos unas cruces de San Andrés para los movimientos de la
estructura horizontales
Vigas y Pilares metálicos: son elementos metálicos con diferentes formas
normalizadas denominadas perfiles (UPN, IPN, HEB,…) que poseen caracterís-
ticas estructurales diferentes en función de la forma y tamaño que posean. En
ocasiones se unen a través de procesos de soldaduras (utilizando unas chapas
denominadas platabandas) creando perfiles de mayor resistencia estructural.
672 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
La construcción de estructuras de acero implica por una parte la unión de
las piezas y por otra el alzado de ellas para ser colocadas en el lugar especifi-
cado. La conexión de las piezas es de especial cuidado ya que deben garanti-
zar el comportamiento como un sistema estructural; estas conexiones pueden
ser hechas mediante soldaduras, pernos o remaches.
Las características y métodos de cálculo de las estructuras de acero vienen
determinados en el CTE SE-A (Seguridad Estructural-Acero).
Forjados metálicos: Se dispo-
nen una serie de vigas entre las
cuales se introducen bovedillas
para cubrir los huecos existentes
entre viga y viga en edificaciones
tipo vivienda. En edificaciones
industriales se suelen utilizar pane-
les nervados (omega,..) sobre los
que se hormigona directamente.
Sobre el conjunto es necesario
colocar un mallazo de armaduras
metálicas y una capa de compre-
sión para repartir las cargas. Encima se coloca nivelada la solería. Dadas las
características de las vigas metálicas estos forjados son unidireccionales.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 673
3.3.2.3.- Madera
3.3.2.3.1.- Introducción
La madera es uno de los primeros materiales de construcción usados por
el hombre.
Es un material complejo, con unas propiedades y características que
dependen no sólo de su composición sino de su constitución (o de la manera
en que están colocados u orientados los diversos elementos que la forman). El
cómo están ordenados estos elementos nos servirá para comprender mejor el
comportamiento, algunas veces poco lógico (aparentemente) de este material.
En primer lugar se ha de recordar que la madera no es un material de con-
strucción, fabricado a propósito por el hombre, sino que es un material
obtenido del tronco y las ramas de los árboles cuya finalidad es la de facilitar
el crecimiento y supervivencia de este elemento vegetal.
No obstante, es el material estructural menos usado en nuestro país, donde
el acero y el hormigón armado suponen un porcentaje altísimo en edificación.
En construcciones del siglo XIX y anteriores, si es muy usado como solución
en forjados.
Por el contrario, existen países, como Estados Unidos, donde la edifi-
cación con estructura de madera es muy habitual, por lo que incluso las téc-
nicas usadas en extinción de incendios en interiores difieren enormemente de
las utilizadas en España.
3.3.2.3.2.- Características.
Su buena resistencia, su ligereza y su carácter de material natural renov-
able constituyen las principales cualidades de la madera para su empleo
estructural.
El material es fuertemente anisotrópico, ya que su resistencia en notable-
mente mayor en la dirección de las fibras que en las ortogonales de ésta.
Sus inconvenientes principales son la poca durabilidad en ambientes
agresivos, que puede ser subsanada con un tratamiento apropiado, y la sus-
ceptibilidad al fuego, que puede reducirse sólo parcialmente con tratamien-
674 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
tos retardantes y más efectivamente protegiéndola con recubrimientos
incombustibles.
Los ambientes húmedos y la falta de ventilación degradan de una manera
sustancial la madera fundamentalmente en los apoyos (cabezas) provocando
lesiones de diversa gravedad.
Las dimensiones y formas geométricas disponibles son limitadas por el
tamaño de los troncos; esto se supera en la madera laminada pegada en que
piezas de madera de pequeño espesor se unen con pegamentos de alta adhe-
sión para obtener formas estructuralmente eficientes y lograr estructuras en
ocasiones muy atrevidas y de gran belleza.
La unión entre los elementos de madera es un aspecto que requiere espe-
cial atención y para el cual existen diferentes procedimientos. Las
propiedades estructurales de la madera son muy variables según la especie y
según los defectos que puede presentar una pieza dada; para su uso estructur-
al se requiere una clasificación que permita identificar piezas con las
propiedades mecánicas deseadas.
Características físicas madera.
- Densidad, la densidad de la madera se define como la relación entre su
masa y su volumen, y es necesario referirla a un determinado contenido
de humedad, generalmente el 12 %. La densidad de las maderas es muy
variables, de forma particular las coníferas más utilizadas en la construc-
ción tienen una densidad comprendida entre 400 y 550 kg/m3 y las fron-
dosas entre 600 y 700 kg/m3. Según su densidad se pueden clasificar en:
muy ligera, ligera, semipesada, pesada, muy pesada
- Anisotropía, diferente el comportamiento de sus propiedades físicas y
mecánicas según la dirección que se considere propiedades mecánicas
sólo se habla de dos direcciones, la dirección paralela a las fibras (que
coincide con la longitudinal) y la dirección perpendicular a las fibras.
- Higroscopicidad, la madera es un material higroscópico que tiende a
absorber o perder agua según las condiciones del ambiente (humedad rel-
ativa y temperatura del aire). De esta forma a cada estado ambiental cor-
responde un grado de humedad de la madera, llamado humedad de equi-
librio higroscópico .
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 675
- Conductividad térmica, los coeficientes de dilatación de la madera son
muy bajos por lo que se puede decir que apenas se dilata y que es un gran
aislante.
- Resistencia a tracción y compresión, debido a la anisotropía de su estruc-
tura, a la hora de definir sus propiedades mecánicas se consideran la
dirección perpendicular y la dirección paralela a la fibra. En este hecho
radica la principal diferencia de comportamiento frente a otros materiales
utilizados estructuralmente, como el acero y el hormigón. Las resisten-
cias y módulos de elasticidad en la dirección paralela a la fibra son
mucho más elevados que en la dirección perpendicular Para conocer las
posibilidades estructurales de la madera es obligado analizar sus carac-
terísticas mecánicas y compararlas con las de otros materiales. En la
tabla se comparan los valores medios de las tensiones admisibles de la
madera, hormigón y acero.
- Flecha máxima vigas: Luz / 300 (cm)
3.3.2.3.3.- Elementos estructuras de madera
Las características más comunes de edificaciones con madera son estruc-
turas de tipo muros y techos. Los muros de carga suelen ser de tapial o de
piedra, las jácenas y las vigas transmiten los esfuerzos a estos.
La madera por tanto se utiliza como elemento estructural para vigas, alfar-
jías y jácenas (descritas con anterioridad todas ellas) muy utilizadas en con-
strucciones antiguas y presentes en la mayoría de los cascos antiguos.
En cubiertas a dos o más aguas podemos encontrar estructuras de celosías
y cerchas de madera.
Existen también edificaciones tipo entramado de madera pero no son tan
comunes, se suelen realizar en este sentido casetas de prefabricado y
pequeñas edificaciones.
676 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Las características y métodos de cálculo para las estructuras de madera
vienen reflejados en el CTE SE-M (Seguridad Estructural-Madera).
Forjados de Madera:
En función de cómo se disponen las vigas de madera encontramos difer-
entes opciones en la construcción describimos las más utilizadas:
- Ladrillo por tabla: Formado por vigas de madera y ladrillos, en direc-
ción perpendicular a estas se colocan por encima otras de menor sec-
ción y sin carácter estructural denominadas alfarjías las cuales sujetan
los ladrillos sobre los cuales se coloca la soleria.
- Otra disposición en este tipo de forjado es cuando no se colocan alfar-
jías y se dispone de unas vigas de menor sección denominadas
parigüelos que sostienen directamente los ladrillos, su distancia entre
ejes por tanto es la soga del ladrillo.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 677
- De Bóvedas: Formado por vigas de madera, las bovedillas se forman
con ladrillos cogidas con yeso entre viga y viga, las cuales sujetan la
soleria.
678 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
4.1.- Inicio, desarrollo y propagación de un incendio
Como en el caso del origen de cualquier incendio, deben concurrir los ele-
mentos integrantes del triángulo del fuego: combustible, comburente y reac-
ción en cadena.
En el interior de los edificios, sea cual sea la actividad a la que se
dediquen, siempre existen elementos combustibles y comburente (oxígeno
procedente del aire que nos rodea), por lo que el origen del incendio siempre
proviene de la existencia de una fuente de ignición que libere la cantidad mín-
ima de energía de activación para iniciar la reacción de combustión.
Por ello las mejoras preventivas que las normativas van aportando en la
construcción de edificios van encaminadas a la potenciación de dos aspectos:
• Controlar la existencia de fuentes de ignición en las cercanías de elemen-
tos combustibles, reguladas en las normativas relativas a la implantación,
funcionamiento y mantenimiento de las distintas instalaciones existentes
en los edificios (instalaciones eléctricas, gases combustibles, diversas
instalaciones industriales,…)
• Controlar la existencia de materiales fácilmente inflamables en puntos
críticos, para evitar tanto el posible inicio de un incendio como la propa-
gación del mismo.
No obstante, estas medidas que tienden a aminorar el número y los
daños generados en los incendios, sólo están presentes en los edificios con-
Capítulo 4
INCENDIOS EN EL DE LOS EDIFICIOS
struidos en las últimas tres décadas, e incluso en edificios modernos son
defectuosas por efecto de la falta de mantenimiento, mala ejecución o dis-
eño. Además estas medidas no pueden contrarrestar en muchas ocasiones
las negligencias o mal uso de equipos o instalaciones, o la intencionalidad
del incendio.
Cuando a pesar de todas las precauciones se produce la ignición de un ele-
mento combustible en el interior de un edificio, y no es controlado en los
instantes iniciales, se produce una propagación del mismo, a través de la com-
bustión los elementos susceptibles de arder que se encuentren alrededor del foco,
generándose gases y humos calientes. Esta producción va aumentando exponen-
cialmente de manera que la propagación va siendo cada vez más rápida.
La velocidad de propagación depende de la geometría del lugar, la ubi-
cación de los elementos combustibles, la disipación térmica hacia el exterior
del edificio, el aporte de comburente, etc.
Todo ello hace que el incendio pueda progresar, autoextinguirse o generar
una combustión súbita generalizada.
Del mismo modo, la propagación del incendio es habitual que también se
lleve a cabo a través del movimiento de humos y gases calientes que circulan
a través del edificio, tanto por movimientos naturales de los mismos, como
por el paso de estos a través de instalaciones de climatización, galerías de
instalaciones, etc, lo cual puede producir distintos focos relativamente aleja-
dos y sin una localización fácil de los mismos.
En otras ocasiones no se produce una propagación del incendio en sí, pero
sí de sus efectos, de manera que se producen rápidas circulaciones de humos
a lo largo del edificio, si no existen elementos de protección pasiva que lo
impida, produciéndose situaciones de grave riesgo para la salud de las per-
sonas que se encuentren en el inmueble.
Para controlar estas propagaciones, la protección pasiva del edificio trata
de confinar el incendio y sus efectos dentro de un perímetro (sector de incen-
dio) limitado por elementos constructivos con características específicas en
cuanto a su resistencia al incendio.
Estos elementos deben estar clasificados según unos ensayos que aseguren
este comportamiento, sometiéndolo a los efectos de un incendio hipotético,
según una curva temperatura tiempo que simula un incendio en interior.
680 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
4.2.- La Seguridad contra Incendios en los Edificios
Para tratar de controlar los efectos anteriormente mencionados, los edifi-
cios deben estar preparados para soportar y confinar un incendio durante un
tiempo determinado.
Estas características constructivas proporcionan al edificio la denominada
protección pasiva, es decir la que funciona por sí misma, sin necesidad de
intervención humana.
Es fundamental para garantizar la evacuación de los edificios, especialmente
de los de mayor altura, ocupación y complejidad, en condiciones de seguridad,
así como para la eficacia de la intervención de los servicios de bomberos.
Como se ha comentado, todos los edificios, tienen una cierta protección
pasiva, todos los elementos constructivos, desde los más modernos hasta los
tradicionales tienen un comportamiento que soporta el incendio durante un
tiempo determinado, pero no siempre es conocido a priori a la hora de actuar
en un incendio estructural.
Debido a esta falta de información existente, en muchas ocasiones, es
necesario conocer al menos algunos conceptos básicos para poder trabajar
de la manera más segura posible, y asumir únicamente los riesgos que sean
necesarios.
En principio los edificios que fueran construidos bajo las normativas de
seguridad contra incendios en los edificios: NBE-CPI/81, NBE-CPI/82, NBE-
CPI/91, NBE-CPI/96 y El Código Técnico de la Edificación, deben disponer
de unas características determinadas en función de su uso, superficie, altura
de evacuación, ocupación y otros parámetros, deben disponer de una resisten-
cia estructural y de sectores de incendio.
Estas características que se presuponen, no siempre se cumplen, debido al
envejecimiento de los materiales, falta de mantenimiento, y en ocasiones
porque no cumplió en su momento con los mínimos indicados en las normas
de aplicación.
Evidentemente, cuanto más reciente sea la construcción del edificio, en prin-
cipio, mayores garantías de este cumplimiento y de conservación se presuponen.
Otra garantía fundamental se da, si el edificio fue revisado por el
Departamento de Prevención del Servicio de Bomberos, en su fase de proyec-
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 681
to y comprobado el cumplimiento por el mismo, e incluso revisado y visita-
do por personal operativo del SPEIS.
Del mismo modo, existen muchos edificios, construidos antes de la entra-
da en vigor de cualquier normativa, y cuyas características de protección pasi-
va reales pueden ser totalmente desconocidas.
Es por ello, que es necesario, no sólo conocer los requerimientos y clasi-
ficación actual de los materiales, como las características fundamentales de
comportamiento de los principales elementos usados en la construcción.
Antes de todo ello procederemos a aclarar y profundizar en algunos
conceptos:
4.3.- Resistencia al Fuego
Para poder caracterizar adecuadamente las estructuras y elementos con-
structivos en cuanto a su resistencia y estabilidad en caso de estar inmersos
en un incendio estas deben acreditar que no pierden sus capacidades durante
un tiempo adecuado.
Por tanto, todos los componentes que tienen una función estructural
(vigas, pilares, forjados, cubiertas,…) o compartimentadora (tabiques, puer-
tas, ventanas, sellados,…) deben estar convenientemente caracterizados en
cuanto a su resistencia al fuego.
En el primer caso, los elementos estructurales, deben mantener su capaci-
dad portante durante un tiempo determinado, de manera que no se produzcan
fallos de sustentación o flechas (deformaciones) excesivas.
En el segundo caso, debe evitarse durante un tiempo determinado la propa-
gación del incendio a través de dicho elemento, comprobándose la integridad
y el aislamiento térmico suficiente.
Para poder justificar este comportamiento, ya sea del material que sea, debe
ser ensayado y caracterizado, de manera que quede contrastada su capacidades
durante un incendio, es decir que no existe riesgo de colapso de la estructura o
fallo en la compartimentación del edificio en sectores de incendios.
En función de la tipología del edificio, y su nivel de riesgo caracterizado
por el tipo de uso, altura de evacuación y sentido de evacuación: ascendente
682 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
o descendente, la normativa de aplicación, el Código Técnico de la
Edificación y el Reglamento de Seguridad contra Incendios en
Establecimientos Industriales, indica unos requisitos mínimos que deben
cumplirse para garantizar una evacuación segura del edificio y una interven-
ción de los servicios de emergencia en las mismas condiciones.
4.3.1.- Ensayos y curva normalizada
La resistencia al fuego de los elementos de construcción se define y evalúa
mediante criterios normalizados, basados en las propiedades físicas de los ele-
mentos que están asociados a su resistencia al fuego.
La norma UNE EN 1363-1, UNE EN 1363-2 y UNE 1363-3, proporcio-
nan las características que deben cumplir los ensayos para caracterizar en
cuanto a resistencia al fuego de los elementos constructivos, así como las car-
acterísticas del horno de ensayo, curva de temperatura-tiempo que deben
sufrir los elementos a ensayar, propiedades a medir, etc.
De esta manera la resistencia al fuego de un elemento se expresa mediante
una relación de propiedades físicas (criterios) junto con el tiempo mínimo en
la que estas propiedades se conservan bajo la acción de un incendio tipo.
El horno tendrá que sufrir un incremento de temperatura según la curva
definida por la fórmula g=20+345 log10 (8t+1), lo cual representa la evolu-
ción de un incendio en interior, y por tanto las condiciones que deben ser
soportados por los elementos constructivos.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 683
Además de esta curva, para casos especiales, existen otras que proporcio-
nan simulaciones de otro tipo de incendios, y serían usadas únicamente en
casos muy concretos en los que se determine suficientemente que estas condi-
ciones se ajustan mejor a las condiciones que pueda sufrir el elemento con-
structivo en cada caso concreto:
A la hora de realizar el ensayo para caracterizar el elemento correspondi-
ente se medirán diversos factores para comprobar el comportamiento en caso
de incendio:
Deformación
Se medirá la deformación producida en elemento ensayado, con unos
intervalos de 1 minuto, desde el principio del ensayo.
En elementos que trabajan a flexión, es decir horizontales en carga (vigas,
forjados,…) se medirá dicha deformación en el punto de máxima flexión
hacia abajo, por ejemplo en el caso de una viga simplemente apoyada, sería
en la fibra central inferior del mismo.
En elementos verticales en carga, es decir que trabajan fundamentalmente
a compresión (pilares, muros, tabiques,…), la deformación se medirá como el
incremento o decremento sobre la altura original del elemento.
De esta manera podrá comprobarse la falta de capacidad portante, cuando
se supere una velocidad de deformación determinada o que se produzca una
deformación excesiva que determine el fallo del elemento.
684 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Estos límites para los elementos en carga en flexión son:
Siendo L la distancia entre apoyos en mm, y d la distancia desde entre el
límite de trabajo en compresión y tracción en la sección estructural en mm
Y para los elementos en carga a compresión:
Siendo h la altura inicial en mm del elemento.
Integridad del elemento
Para medir la integridad del elemento, es decir que no se produzcan defor-
maciones, pandeos u otros comportamientos similares que hagan posible la
propagación del incendio a través de un elemento sectorizador, se medirán
tres variables:
• Ignición de un tampón de algodón por efecto de los gases calientes que
pueden atravesar el elemento.
• Paso de una galga de 6 mm de espesor en una apertura de un ancho de
150 mm, o paso de una galga de 25 mm de espesor en cualquier punto.
• Presencia de llama sostenida en la cara no expuesta del elemento ensayado.
Aislamiento Térmico
Se mide la capacidad de evitar la propagación del incendio a través de un
elemento debido a la limitación de las temperaturas existentes en la cara no
expuesta al incendio, siendo los valores máximos admisibles los siguientes:
La temperatura media de la cara no expuesta no supere 140º la temperatu-
ra media inicial (antes de comenzar el ensayo)
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 685
La temperatura de ningún punto de la cara no expuesta supere 180º la tem-
peratura media inicial.
4.3.2.- Caracterización de los elementos de construcción en cuanto
a su resistencia al fuego
Tras la publicación del RD 312/05, el cual ha sido recientemente modifica-
do por el RD 110/08, de 1 de febrero de 2008, la caracterización de los elemen-
tos de construcción cambia sustancialmente, al pasar de un sistema de clasifi-
cación nacional a uno igual para todo el ámbito de la Comunidad Europea.
Hasta la entrada en vigor del mismo, la clasificación de los elementos en
cuanto a resistencia al fuego era distinta para cada país de la Comunidad
Europea. En España las características físicas por la que se clasificaban los
elementos de construcción era la siguiente:
• Estabilidad al Fuego (EF), lo que significaba que durante un tiempo
determinado, el elemento mantenía su capacidad portante, es decir, que
se garantizaba que la estructura no iba a colapsar total o parcialmente.
• Característica de Parallamas (PF), lo que significaba que durante un tiem-
po determinado el elemento mantenía su capacidad portante, y además su
integridad, es decir que no se deformaba para evitar la propagación del
incendio debido al flujo de gases calientes al lado no expuesto.
• Resistente al Fuego (RF), lo que significaba que durante un tiempo
determinado el elemento mantenía, además de lo mencionado en los dos
puntos anteriores, un grado suficiente de aislamiento térmico en la cara
no expuesta al incendio.
Un elemento se caracterizaba por tanto por las letras que simbolizan la car-
acterística correspondiente (EF, PF o RF) seguida por un número que indica-
ba el tiempo mínimo en minutos que cumplía con estos requisitos. Estos tiem-
pos estaban normalizados y eran de 30, 60, 90, 120, 180 y 240 minutos.
Ejemplos:
Pilar de hormigón - EF-120
Puerta resistente al fuego - RF-60
Puerta de ascensor - PF-30
686 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Como se acaba de indicar, esta clasificación, ha sido anulada por una más
compleja y exhaustiva, en la que aumentan de manera significativa los valores
medidos y las características exigibles a los productos de construcción.
Con el sistema actual, la caracterización del producto queda reflejada en
una codificación formada por letras y números, que proporciona mayor
riqueza de información.
Las características más importantes que pueden ser medidas son las
siguientes:
- Capacidad Portante, indicado por la letra R, se alcanza cumpliendo los
requisitos de deformación y velocidad de deformación máxima anterior-
mente indicadas.
- Integridad, indicado por la letra E
- Aislamiento térmico, indicado por la letra I (I2, en el caso de puertas, en
el que las características del ensayo son ligeramente distintas)
- Atenuación de la radiación, indicado por la letra W, debiendo el elemen-
to permitir el paso de una radiación inferior a 15 kW/m2 a su través. El
cumplimiento de las características de aislamiento térmico (I) implica el
cumplimiento de esta característica de atenuación de la radiación.
- Acción Mecánica, indicada por la letra M, mide la capacidad del elemen-
to para soportar un impacto tras el tiempo de ensayo, sin perjudicar sus
características R, E ó I.
- Cierre Automático, indicado por la letra C, proporciona una información
adicional sobre el funcionamiento del cierre automático del elemento con-
creto, habitualmente una puerta. El sistema deberá funcionar sin necesi-
dad de alimentación eléctrica, y se realizará un número de aperturas en
función de la categoría de la misma. Tras ello, se realiza el ensayo para
caracterizar el elemento.La clasificación va de C0 a C5, siendo esta últi-
ma la más restrictiva, ensayándose tras 200.000 ciclos de uso.
- Estanqueidad a humos, indicado por la letra S, indicándose la estanquei-
dad al paso de humos a su través, ya sea con humos a 20º C (Sa) o a
200ºC (S200)
Otras características menos frecuentes son:
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 687
G - Resistencia al fuego de hollín en chimeneas
K - Capacidad de protección contra incendios de revestimientos de protec-
ción contra igniciones u otros daños
F - Funcionamiento de extractores de humos mecánicos
B - Funcionamiento de extractores de humos pasivos (exutorios)
P - Continuidad de la señal eléctrica
D - Durabilidad a temperatura constante de elementos como barreras de
humos (En España se usará la D600, es decir, a 600º C)
DH - Durabilidad según la curva temperatura/tiempo en elementos como
barreras de humos
La nomenclatura habitual sigue un formato como este:
Inicialmente una combinación de los valores R (Estabilidad), E
(Integridad) y I (Aislamiento Térmico) ó W (Atenuación de la radicación)
Un valor de tiempo durante el cual se cumplen las condiciones. Estos tiem-
pos son normalizados y son los siguientes:
10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 ó 300 minutos
Valores adicionales sobre resistencia a la acción mecánica (M), cierre
automático (C ) ó estanqueidad a humos (S). En el caso de que no tenga
ninguno de estos valores adicionales no aparecería ninguna letra.
Posteriormente se puede añadir el tipo de curva temperatura-tiempo
seguida en el ensayo. Si no se indica nada, la curva es la estándar, en caso
contrario serían:
IncSlow - Curva de calentamiento lento
sn - Curva de fuego semi-natural
ef - Curva de fuego exterior
r - Temperatura constante (20º C, 200º C, 500º C ó 1.000º C)
688 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
4.3.3.- Resistencia al fuego de los principales elementos de
construcción
La mayoría de los elementos constructivos deben estar caracterizados en
cuanto a sus condiciones de resistencia al fuego.
Gran cantidad de ensayos ya se encuentran disponibles, y son equivalentes
a nivel europeo, no obstante la normativa que regula estos extremos está
actualmente en desarrollo, por lo que algunas de las clasificaciones indicadas
a continuación aún no disponen de norma publicada, estando en estado de
pre-norma ó aún no han sido aprobadas en España.
Elementos portantes sin funciones de sectorización
Elementos: Vigas, columnas, pilares, escaleras,…
Nomenclatura actual: R
Nomenclatura anterior: EF
Elementos portantes con funciones de sectorización
Elementos: Muros de carga, forjados, cubiertas
Nomenclatura actual: REI, y en ocasiones especiales REI-M (sólo
paredes) ó REW
Nomenclatura anterior: RF
Elementos no portantes, con o sin funciones de sectorización:
Elementos: Particiones, Techos no portantes (*), Muros exteriores no
portantes.
Nomenclatura actual: EI, en ocasiones especiales EW ó EI-M
Nomenclatura anterior: RF
(*) En este caso debe indicarse además si el fuego está encima del techo (a - b), bajo el techo (a -
b) o en ambos sentidos (a - b)
Elementos: Muros cortina(*)
Nomenclatura actual: E, EI ó EW
Nomenclatura anterior: No se contemplaban estos elementos.
(*) En este caso debe indicarse además si el fuego es interior (i - o), exterior (o - i) o en ambos
sentidos (o - i).
Elementos: Puertas resistentes al fuego
Nomenclatura actual: EI2, E ó EW (Se le puede añadir la característi-
ca C de cierre automático)
Nomenclatura anterior: RF ó PF
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 689
Elementos: Puertas corta-humos
Nomenclatura actual: S200 ó Sa. (También se puede añadir esta carac-
terística a una puerta resistente al fuego)
Nomenclatura anterior: No se contemplaban estos elementos.
Elementos: Conductos de instalaciones (*)
Nomenclatura actual: EI ó E
Nomenclatura anterior: RF
(*) En este caso debe indicarse además si el fuego es interior (i - o), exterior (o - i) o en ambos
sentidos (o - i), y si el ensayo en posición vertical (ve), horizontal (ho) ó ambos.
Elementos: Conductos para control de calor y humos
Nomenclatura actual: EI, cuando atraviesan sectores de incendio (*) y
E600 , cuando únicamente circulan por un sector.
Nomenclatura anterior: No se contemplaban estos elementos.
(*) En este caso debe indicarse además si el ensayo en posición vertical (ve), horizontal (ho) ó
ambos y se puede añadir la restricción suplementaria de estanqueidad a humos (S)
Elementos: Compuertas sectorizadotas para conductos de control de
calor y humos
Nomenclatura actual: E ó EI
Nomenclatura anterior: RF
Elementos: Extractores mecánicos de control y humos
Nomenclatura actual: F400
Nomenclatura anterior: No se contemplaban estos elementos
Elementos: Barreras de humos
Nomenclatura actual: D600
Nomenclatura anterior: No se contemplaban estos elementos
Elementos: Exutorios pasivos de humos
Nomenclatura actual: B600
Nomenclatura anterior: No se contemplaban estos elementos
4.3.4.- Requerimientos actuales en cuanto a resistencia al fuego
4.3.4.1.- Normativa de aplicación
La normativa que regula la resistencia y la reacción al fuego en España
data de principios de los años 80, no existiendo prácticamente ninguna nor-
690 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
mativa que regulara las condiciones de seguridad contra incendios de los
edificios, salvo algunas ordenanzas municipales de finales de la década de
los 70.
La primera norma básica de la edificación, y por tanto de obligado
cumplimiento, que regulaba estas condiciones, fue la NBE-CPI/81, a estas le
siguieron la NBE-CPI/82, NBE-CPI/91 y NBE-CPI/96.
En todas ellas se daban las condiciones, tanto de protección pasiva, como
de protección activa de los edificios de diversos usos, pero dejando siempre
fuera al uso industrial, el gran olvidado históricamente de la protección con-
tra incendios. Este uso, finalmente quedó regulado en 2004 según el
Reglamento de Seguridad contra Incendios en Establecimientos Industriales.
Además, la última revisión de la CPI fue anulada en 2006 por el Código
Técnico de la Edificación, actual normativa de obligado cumplimiento para
los edificios de uso no industrial.
En ambos reglamentos, CTE y RSCIEI, se determinan por tanto las condi-
ciones que deben cumplir los edificios en cuanto a su seguridad contra incendios,
tanto desde el punto de vista estructural, como de sectorización, evacuación, uso
de materiales en función de su combustibilidad, instalaciones de protección con-
tra incendios, evacuación de humos, accesibilidad para bomberos, etc.
4.3.4.2.- Valores mínimos de resistencia al fuego
A la hora de determinar cuales son los valores mínimos de resistencia al
fuego es necesario valorar el riesgo del edificio o la zona del mismo, de esta
manera ponderando una serie de variables se determina que un mayor riesgo
necesita una mayor protección contra incendios, tanto de protección activa,
como pasiva.
En primer lugar es necesario determinar el uso del edificio o zona del
mismo:
• Si el uso es industrial o un almacenaje de grandes dimensiones (carga de
fuego almacenada superior a 3.000.000 MJ) los requerimientos serán
según el Reglamento de Seguridad contra Incendios en Establecimientos
Industriales
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 691
• Si el uso es:
o Administrativo, incluyendo centros de salud ambulatorios
o Comercial
o Docente
o Aparcamientos, de más de 100 m2
de superficie
o Hospitalario, incluidas residencias geriátricas
o De Pública Concurrencia
o Residencial Público, es decir hotelero
o Residencial Vivienda
o Otros usos similares
En estos casos, la normativa a aplicar sería el Código Técnico de la
Edificación.
4.3.4.2.1.- Uso “no industrial”
Si el uso que estamos estudiando es “no industrial”, es decir, que sea de
aplicación el Código Técnico de la Edificación, las restricciones que deben
cumplirse en cuanto a resistencia al fuego de elementos constructivos son las
siguientes:
• Se limita el tamaño máximo del sector de incendio, en función del
uso.
• Se determina la resistencia al fuego mínima que tienen que tener los
elementos sectorizadores
• Se determina la estabilidad al fuego mínima que tiene que tener la
estructura.
• Se determinan la estabilidad y resistencia al fuego que tienen que
tener la estructura y elementos delimitadores de locales de riesgo
especial.
692 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
4.3.4.2.1.1.- Sectores de incendio máximos
Estas superficies pueden duplicarse cuando estén protegidas con una insta-
lación automática de extinción que no sea exigible.
4.3.4.2.1.2.-Resistencia mínima de los elementos sectorizadores
Particiones
Los principales elementos sectorizadores son las paredes, suelos y techos.
Los primeros pueden ser elementos no estructurales, conformados por cer-
ramientos de diversos materiales.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 693
(1) El 180, si h>28m
Los tabiques de ladrillo son elementos con un gran comportamiento en el
incendio, por lo que son fácilmente alcanzables los valores exigidos, como
puede observarse en la tabla siguiente:
Cada vez más se está usando en mayor cantidad de edificaciones cer-
ramientos de otro tipo de material (placas de escayola, planchas de diversos
materiales con elementos aislantes en el interior,…)
Estos elementos deben estar ensayados para garantizar los valores exigibles.
Un fallo común en la sectorización, se produce cuando los tabiques no
alcanzan el forjado superior, sino que “mueren” en el falso techo, creán-
dose una comunicación entre sectores que no es observable a simple vista,
y que puede producir propagaciones del incendio de manera totalmente
inadvertidas.
694 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Puertas de paso
Las puertas de paso entre sectores debe ser, en tiempo la mitad del elemen-
to sectorizador que atraviesa.
En el caso de que el paso de un sector a otro se haga a través de un vestíbu-
lo, es decir, de dos puertas resistentes al fuego, situadas una a continuación de
la otra, cada una de las dos puertas debe tener un tiempo de resistencia al
fuego de al menos la cuarta parte del elemento sectorizador.
Por tanto las características de las puertas deben ser:
EI2 t/2-C5 ó EI2 t/4-C5
Para poder garantizar la sectorización, las puertas deben estar cerradas en
caso de incendio para ello se permiten dos soluciones:
Si la puerta permanece habitualmente cerrada, debido al uso y fun-
cionamiento del edificio, deberá disponer de un sistema de cierre automático,
de manera, que tras su apertura la puerta retorne a su posición inicial, garan-
tizando la sectorización.
Si el hueco dispone de dos puertas, debe disponer de un selector de hojas
de cierre que garantice que las dos hojas cierran en el orden correcto.
En el caso en que la puerta tenga un uso intensivo, y por tanto, deba per-
manecer abierta deberá garantizarse la sectorización mediante un sistema de
retenedores. Estos elementos soportan la o las puertas abiertas mediante un
electroimán fijado a la pared.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 695
En caso de incendio, cuando la instalación de detección automática de
incendios se activa, manda una orden a los retenedores magnéticos para que
cese su funcionamiento, cerrándose la misma mediante el sistema de cierre
automático.
El sistema debe funcionar en caso de ausencia de energía eléctrica, por lo
que en caso de fallo en el suministro, todas las puertas se cerrarían.
Las puertas, a la hora de ser ensayadas deben serlo junto con su marco, de
manera que el conjunto es el cumple con las condiciones de sectorización. Si
se instalara una puerta sobre otro marco, las condiciones de integridad
podrían variar, y no cumplir su función durante el tiempo requerido.
Para conseguir estas condiciones de integridad, la mayoría de las puertas,
disponen de un burlete perimetral constituido por un elemento intumescente,
de manera que al aumentar la temperatura, aumenta su volumen, impidiendo
el paso de gases calientes por las rendijas entre marco y puerta.
También existen puertas con elementos acristalados. Del mismo modo,
estos deben ser ensayados junto con la puerta. En muchas ocasiones, para
conseguir las condiciones de aislamiento térmico, los cristales disponen de
varias capas (vidrio laminado), entre los cuales se coloca un gel transparente.
Este gel, al aumentar la temperatura se opaca, de manera que obstaculiza el
paso del calor a su través, permitiendo alcanzar tiempos mayores de cumplim-
iento de las especificaciones de resistencia al fuego.
696 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Vidrios
El uso de elementos vidriados para conseguir sectorizaciones, debe hac-
erse con sistemas similares a los indicados en el párrafo anterior, con la único
inconveniente de que su coste es muy elevado.
Paso de instalaciones
Uno de los fallos más habituales que suele producirse en la sectorización
de los edificios es el que se produce a través de las instalaciones, ya que a
menudo no están bien ejecutadas o protegidas y el paso de humo y gases
calientes de un sector a otro no es impedido.
El paso de tubos, cables eléctricos, instalaciones de ventilación, conduc-
ciones de elementos fungibles (como el PVC), patinillos de instalaciones, etc,
son los responsables en muchos casos de la gravedad de los incendios.
Para evitar esta problemática, es obligatorio cerrar cualquier penetración
en un elemento sectorizador que supere los 50 cm2. El elemento o material
usado debe disponer al menos de la misma EI que el elemento sectorizador.
En el mercado existen multitud de elementos que cumplen con estos
requerimientos, entre los que se destacan:
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 697
• Sellados para bandejas de cables
• Siliconas incombustibles
• Collarines y anillos intumescentes para conductos fungibles
• Rejillas intumescentes • Almohadillas intumescentes
698 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Conductos de Ventilación
Otro de los elementos de mayor peligrosidad en cuanto al posible fallo de
la sectorización se da en los conductos de ventilación.
Pueden darse tres casos fundamentalmente:
• Que la instalación sirva para climatizar el edificio y circule por un único
sector de incendio
• Que la instalación sirva para climatizar el edificio y circule por var-
ios sectores de incendio, atravesándolos.
• Que la instalación sirva para evacuar gases y humos del incendio
Climatización en un único sector
En este caso no hay necesidad de cumplir ninguna prescripción en cuanto
a las características de la instalación. Un incendio existente en el sector donde
se encuentran los conductos no tendría riesgo de propagarse a otro sector a
través de dicha instalación, ya que no lo atraviesa.
No obstante, sería recomendable que caso de detectar un incendio, los ven-
tiladores o extractores de la instalación pararan para evitar el movimiento de
gases dentro del sector, generando flujos turbulentos que harían empeorar
sensiblemente la visibilidad, aumentaría el área ocupado por los humos y se
podrían producir otros focos de incendio más fácilmente.
Climatización atravesando varios sectores
En este caso existe un riesgo de propagación del incendio a los sectores
adyacentes a través de los propios conductos, o si el paso del conducto de un
sector a otro está mal ejecutado y existen rendijas o huecos por los que puede
circular el humo y los gases.
Para evitar esto se deben disponer elementos sectorizadores en el interior
de los conductos, situados sobre el cerramiento que delimita los sectores.
Estos elementos están conformados por una placa resistente al fuego que
en condiciones normales se encuentra en una posición que posibilita el paso
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 699
del aire, y en caso de incendio corta el hueco de paso, funcionando de man-
era automática en caso de detectarse humo en el interior del conducto.
Mediante este sistema, aunque los conductos no resistan el incendio y se
destruyan o deterioren, la sectorización queda garantizada.
Al igual que en el caso contrario, y en este caso con mayor necesidad, en caso
de incendio debe apagarse los sistemas mecánicos de ventilación o extracción.
Conductos para la evacuación de humos y gases
En el caso de que exista una instalación para evacuación de humos en caso
de incendio, como es habitual en garajes, la extracción no puede pararse en
caso de incendio, ni puede obturarse los huecos de paso, es por ello que el sis-
tema debe ser en sí resistente al incendio:
• Los conductos deben resistir el fuego durante un tiempo determinado,
(tanto en su interior, como en su exterior) habitualmente 90 minutos,
que garantice las conducciones de gases al exterior y el no deterioro
de las mismas, lo que supondría posibles fallos en la sectorización,
por ejemplo al atravesar un conducto desde un garaje subterráneo
hasta la última planta de un edificio de viviendas que hubiera sobre
este. Los conductos habituales y existentes hasta hoy en día, de chapa,
no cumplen con estos parámetros.
• Los extractores deben ser capaces de mover gases calientes (a 400º C)
durante 90 minutos
700 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
• En el caso de existir impulsores de aire fresco del exterior, estos no
tendrían que cumplir ningún requisito si se encuentran en el exte-
rior del edificio, ya que no les podría afectar un posible incendio,
y el aire que trasegarían siempre sería “frío”, al ser el procedente
de la calle.
Medianerías
Los elementos medianeros entre edificios y entre sectores, deben cumplir
una serie de características para conseguir una sectorización efectiva.
No es extraño que en incendios en naves industriales adosadas se produz-
ca una propagación del mismo de una nave a otra, cuando el muro medianero
cumple con los requerimientos exigidos.
El problema está en que el fuego puede romper la cubierta de la nave (que
no tiene que cumplir ninguna restricción en cuanto a resistencia al fuego) en
la zona medianera, y alcanzando la cubierta de la siguiente nave, pudiéndose
propagar fácilmente.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 701
Un caso similar puede ocurrir con un forjado que separe dos sectores. El
incendio no atravesará el forjado, pero si puede salvarlo por la fachada, pasan-
do desde una ventana en el sector inferior a otra en el superior que se encuen-
tren demasiado cerca.
Otra posible propagación puede darse, simplemente por radiación del
calor producido en un incendio hacia otro sector o edificio que se encuentre
demasiado próximo.
Para contrarrestar estas situaciones, se deben cumplir las siguientes
condiciones:
• Las medianerías deben ser al menos EI 120 (120, 180 y 240, en caso
industrial, en función del nivel de riesgo intrínseco)
• En los encuentros de medianería con cubierta, al menos una franja de
un metro de ancho debe ser EI 60, o que la medianería supere en 60
cm (100 cm, en el caso industrial) la cubierta
• En los encuentros de forjado con fachada, cuando el forjado separa un
sector de otro, al menos una franja de un metro de ancho debe ser EI-
60. Si se coloca una cornisa que dificulta la propagación del incendio,
esta franja de un metro puede reducirse en la misma cantidad que
sobresalga la cornisa.
702 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
4.3.4.2.1.3.- Estabilidad al fuego de la estructura
Para cumplir con los requerimientos en cuanto a estabilidad al fuego de los
elementos estructurales, los edificios habitualmente se diseñan con estruc-
turas cuya R supere un cierto valor.
También está permitido el estudio concreto del escenario del incendio
mediante modelos de incendio parametrizados, teniendo en cuenta la posibil-
idad o no de fuegos únicamente localizados, otras curvas de
temperatura/tiempo que se ajusten mejor a la realidad, el estudio de los mate-
riales según los Eurocódigos, etc.
En estos casos muy concretos, se puede tratar de demostrar que el incen-
dio que realmente se produciría en un edificio concreto pueden ser menos vir-
ulentos que en el caso de la curva de temperatura/tiempo estándar, y por tanto
que los requerimientos de la estabilidad al fuego de los elementos estruc-
turales son menores.
No obstante, este caso, habitualmente únicamente será estudiado y valida-
do en edificios donde la ventilación, volúmenes y limitación de elementos
combustibles disponibles en caso de incendio hace presumible un incendio
sensiblemente menos peligroso que en los casos generales.
Lo normal es que el edificio se considere suficientemente seguro si los for-
jados, vigas y pilares, es decir, los elementos estructurales principales alcan-
zan un valor mínimo, indicado en la siguiente tabla, en función del uso y la
altura de evacuación del mismo.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 703
En cuanto a los forjados (que pueden considerarse como suelo de una
planta o techo de la inferior), deben cumplir las especificaciones del uso en
que el que son considerados como techos, ya que, en caso de incendio, debido
al movimiento ascendente de los humos y gases, sufrirán más las temperat-
uras por la acumulación de calor en las capas altas:
Un caso especial es el de las cubiertas ligeras.
Se considera que una cubierta es ligera cuando su carga permanente es
inferior a 1 kN/m2
(100 kg/m2
), no está prevista para servir como elemento de
evacuación y su altura es inferior a 28 metros.
704 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
En este caso, las cubiertas ligeras y sus soportes, podrán ser únicamente R
30 cuando su fallo no pueda ocasionar daños graves a los edificios próximos,
no comprometa la estabilidad de plantas inferiores ni la compartimentación
de los sectores de incendio.
Es por ello que edificios con este tipo de cubierta (habitualmente estruc-
turas metálicas de cerchas) proporciona una seguridad bastante limitada a los
intervinientes, ya que se puede producir un desplome total o parcial del
mismo en el transcurso de la intervención.
4.3.4.2.1.4.- Locales de riesgo especial
Dentro de los edificios existen zonas donde el riesgo de incendio, es más
intenso que en el resto del mismo, ya sea por una mayor acumulación de ele-
mentos combustibles como por un mayor riesgo de iniciación del incendio.
En estas zonas las exigencias son mayores que en el resto del edificio, y
están tipificadas según las tablas que se indican a continuación.
Además, es necesario cumplir con las prescripciones dadas por la
reglamentación específica de cada una de las instalaciones que estén ubicadas
en el edificio.
En función de la caracterización hecha, el local se cataloga como de riego
especial Bajo, Medio o Alto, debiendo cumplir una serie de prescripciones en
cuanto a resistencia al fuego.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 705
Los locales especiales de uso comercial, son habitualmente almacenes.
Estos deben catalogarse según la densidad de carga de fuego ponderada y
corregida que viene recogida en el Reglamento de Seguridad contra
Incendios en Establecimientos Industriales, indicándose en este caso, en fun-
ción de este valor, la superficie máxima que puede tener el local, en función
de si dispone o no de instalación automática de extinción y de si la evac-
uación es en sentido ascendente, si por ejemplo el almacén se encuentra en
un sótano, o descendente.
Los condicionantes sobre la sectorización y resistencia estructural vienen
resumidos en el siguiente esquema:
706 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
4.3.4.2.2.- Uso Industrial
Si el uso del edificio es industrial o de almacenamiento sin actividad com-
ercial es de aplicación el Reglamento de Seguridad contra Incendios en los
Establecimientos Industriales.
En este caso para obtener los valores de tamaño de sector máximo,
resistencia al fuego de los elementos sectorizadores y la estabilidad al
fuego de la estructura es necesario caracterizar el riesgo del establecimien-
to en función de su ubicación, de la carga de fuego y del riesgo de acti-
vación existente.
4.3.4.2.2.1.- Caracterización de los establecimientos industriales
En primer lugar el establecimiento industrial se cataloga en función de
donde está ubicado en el edificio:
TIPO A: Establecimiento ubicado en un edificio en el que existen otros
establecimientos industriales o no industriales.
Por ejemplo, un taller ubicado en los bajos de un edificio de viviendas o
una nave adosada a otras cuando la estructura medianera es común a los
dos establecimientos.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 707
TIPO B: Establecimiento ubicado en un edificio exclusivo, adosado a
otros edificios o a una distancia inferior de 3 metros. En el caso
de naves adosadas, están únicamente serán tipo B en el caso en
que su estructura no sea compartida, es decir, los pilares medi-
aneros no sean comunes a las naves anexas.
Si la estructura es compartida (como en la fotografía superior), cada
establecimiento industrial se clasificaría como tipo A.
TIPO C: Establecimiento ubicado en un edificio exclusivo, situado a más
de 3 metros del edificio más próximo, ya sea industrial o no
industrial
708 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Posteriormente se calcula su nivel de riesgo en función de la carga de
fuego, la combustibilidad de los elementos existentes en su interior y el ries-
go de incendio en función de cual sea la actividad que en él se desarrolla.
Para el cálculo de la carga de fuego se puede optar por varias opciones:
- Calculando la carga de fuego de todos los elementos combustibles exis-
tentes en el sector de incendio, es decir sumando la carga de fuego exis-
tente de cada tipo de combustible, multiplicado por un factor corrector
en función de lo fácil o difícil es que este combustible salga ardiendo
(combustibilidad), y luego todo multiplicado por otro factor que nos
indica la peligrosidad de la actividad (Riesgo de activación):
QS = densidad de carga de fuego, ponderada y corregida, del sector, en
MJ/m2
o Mcal/m2
.
Gi = masa, en kg, de cada uno de los combustibles (i) que existen en el
sector (incluidos los materiales constructivos combustibles).
qi = poder calorífico, en MJ/kg o Mcal/kg, de cada uno de los com-
bustibles (i) que existen en el sector de incendio.
Ci = coeficiente adimensional que pondera el grado de peligrosidad
(por la combustibilidad) de cada uno de los combustibles (i) que
existen en el sector de incendio.
Ra = coeficiente adimensional que corrige el grado de peligrosidad
(por la activación) inherente a la actividad industrial que se desar-
rolla en el sector de incendio, producción, montaje, transforma-
ción, reparación, almacenamiento, etc.
A = superficie construida del sector de incendio o superficie ocupada
del área de incendio, en m2.
- Calculando la carga de fuego en función de las actividades industriales
que se desarrollan en el sector de incendio, de una manera similar,
sumando la carga de fuego que tiene cada actividad que se desarrolla en
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 709
el sector, multiplicada por un factor corrector en función de la com-
bustibilidad de los elementos en esta existentes y corregida nuevamente
por el riesgo de activación de la actividad más peligrosa que se de en el
sector (siempre que ocupe más del 10% de la superficie del sector):
QS = densidad de carga de fuego, ponderada y corregida, del sector, en
MJ/m2
o Mcal/m2
.
qsi = densidad de carga de fuego de cada zona con proceso diferente
según los distintos procesos que se realizan en el sector de incen-
dio (i), en MJ/m2
o Mcal/m2
.
Si = superficie de cada zona con proceso diferente y densidad de carga
de fuego, qsi diferente, en m2
.
Ci = coeficiente adimensional que pondera el grado de peligrosidad
(por la combustibilidad) de cada uno de los combustibles (i) que
existen en el sector de incendio.
Ra = coeficiente adimensional que corrige el grado de peligrosidad
(por la activación) inherente a la actividad industrial que se
desarrolla en el sector de incendio, producción, montaje, trans-
formación, reparación, almacenamiento, etc.
- Calculando la carga de fuego para actividades de almacenamiento que
se desarrollan en el sector de incendio:
QS = densidad de carga de fuego, ponderada y corregida, del sector, en
MJ/m2
o Mcal/m2
.
qvi = carga de fuego, aportada por cada m3
de cada zona con diferente
tipo de almacenamiento (i) existente en el sector de incendio, en
MJ/m3
o Mcal/m3
.
710 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Ci = coeficiente adimensional que pondera el grado de peligrosidad
(por la combustibilidad) de cada uno de los combustibles (i) que
existen en el sector de incendio.
hi = altura del almacenamiento de cada uno de los combustibles, (i),
en m.
si = superficie ocupada en planta por cada zona con diferente tipo de
almacenamiento (i) existente en el sector de incendio en m2
.
Ra = coeficiente adimensional que corrige el grado de peligrosidad
(por la activación) inherente a la actividad industrial que se desar-
rolla en el sector de incendio, producción, montaje, transforma-
ción, reparación, almacenamiento, etc.
Los valores de carga de fuego de las distintas actividades o de diverso
materiales y riesgo de activación inherente a cada actividad industrial pueden
obtenerse de las tablas indicadas en el propio reglamento (procedentes, a su
vez, del método Gretener).
El coeficiente que pondera la peligrosidad de los combustibles son los
siguientes:
Ci = 1,6 (Peligrosidad alta)
• Gases licuados
• Líquidos inflamables, con punto de inflamación inferior a 38º C
• Sólidos con punto de inflamación inferior a 100º C
• Gases inflamables
• Productos que puedan auto inflamarse a temperatura ambiente
• Ejemplos: Alcoholes, Barnices, Licores, Flúor, Gasolina,
Hidrógeno,…
Ci = 1,3 (Peligrosidad media)
• Líquidos inflamables, con punto de inflamación inferior entre 38º
C y 100º C
• Sólidos con punto de inflamación inferior entre 100º C y 200º C
• Sólidos que emiten gases inflamables
• Ejemplos: Aceites lubricantes, Azúcar, Azufre, Café, Cartón,
Caucho, Celulosa, Corcho, Madera, Paja, Papel, Tabaco, Tejidos,
Gasoil,…
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 711
Ci = 1,0 (Peligrosidad baja)
• Líquidos inflamables, con punto de inflamación superior a 100º C
• Sólidos con punto de inflamación superior a 200º C
• Ejemplos: Amoniaco, Yeso, Cemento, Hormigón, Jabón, Lejía,…
Una vez calculado la carga de fuego ponderada y corregida, el nivel de
riesgo viene graduado en Bajo (niveles 1 y 2), Medio (niveles 3, 4 y 5) y Alto
(niveles 6, 7 y 8), según la siguiente tabla:
Si el establecimiento consta de varios sectores, la carga de fuego pondera y
corregida, se calculará sumando las cargas de fuego ponderada y corregida de
cada uno de los sectores, proporcionalmente a al área que ocupa cada sector:
Pudiéndose entonces, calcular el nivel de riesgo del establecimiento
completo.
Ejemplo de Cálculo
Instalación industrial donde se elaboran y distribuyen productos termina-
dos de artículos de artesanía de madera. Consta de un solo recinto (750
m2) con tres distintos sectores de incendios:
Primer sector:
• Superficie construida: 500 m2
• Actividad: Almacenamiento de 20.000 Kg de madera en troncos y
5.000 Kg de madera en tablas.
712 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Madera
• qi = 16,7 MJ/kg (Tabla 1.4)
• Ci = 1,0 (Sólidos con Tinf > 200º C) (Tabla 1.1)
Actividad: Almacenamiento de Madera
• Ra = 3,0 (Tabla 1.2)
Segundo sector:
• Superficie construida 150 m2
• Actividad: Elaboración y fabricación de las piezas de artesanía:
o Labores de serrado (20 m2
)
o Tallado (100 m2
)
o Pulimentado (20 m2
)
o Impregnación (10 m2
).
Se toma el Ra mayor, siempre que la actividad supere el 10% de la
superficie.
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 713
Tercer sector:
• Superficie construida 100 m2
• Actividad: Almacén de piezas terminadas (10 estantes, 0,5x5x3) y
expedición de artículos a mayoristas( 5 estantes, 0,5x5x2).
Almacenamiento de madera
• qv = 4.200 MJ/m3
(Tabla 1.2)
• Ra = 3,0 (Riesgo Alto) (Tabla 1.2)
• Ci = 1,0 (Sólidos con Tinf > 200º C) (Tabla 1.1)
Establecimiento:
• Superficie construida 750 m2
• Cargas de fuego corregidas y ponderadas por sectores:
o Sector 1 (500 m2
) - 2.505 MJ/m2
o Sector 2 (150 m2
) - 1.020 MJ/m2
o Sector 3 (100 m2
) - 12.600 MJ/m2
NIVEL DE RIESGO:
714 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
Establecimiento ............3.554 MJ/m2
..............................ALTO (6)
Sector 1 ..........................2.505 MJ/m2
..............................MEDIO (5)
Sector 2 ..........................1.020 MJ/m2
..............................MEDIO (3)
Sector 3 ..........................12.600 MJ/m2
............................ALTO (7)
En función del nivel de riesgo del sector y del tipo de configuración del
edificio, se disponen ubicaciones no permitidas, por entenderse que el riesgo
no es admisible, así como tamaños máximos de sectores de incendio.
En el caso industrial los sectores de incendio permitidos son mayores, por
dos motivos, uno que la ocupación normalmente es menor, las personas cono-
cen el lugar y la evacuación es más sencilla, y que el proceso industrial nece-
sita a menudo mayores superficies para poder desarrollarse.
No están permitidos sectores con los siguientes niveles de riesgo:
• Configuración TIPO A
o NRI Alto
o NRI Medio, en plantas bajo rasante
o NRI Medio, cuando la fachada accesible a bomberos sea inferior a 5
metros
o Cualquiera si la altura de evacuación supera los 15 metros
• Configuración TIPO B
o NRI Alto (Nivel 8)
o NRI Alto (Nivel 7), si la altura de evacuación supera los 15 metros
o NRI Medio o Alto, cuando la fachada accesible a bomberos sea infe-
rior a 5 metros
o Cualquiera ubicada en segunda planta bajo rasante
EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 715
Edificación
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  • 1. Parte 5 Edificación: Estabilidad y resistencia al fuego de los elementos constructivos
  • 2. Desde el punto de vista de un Servicio de Bomberos es muy importante poseer unas nociones básicas sobre los elementos constituyentes de las edifi- caciones desde un punto de vista constructivo y funcional. Es por ello que la primera parte de esta sección se basa en describir cuales son elementos y materiales básicos que posee un edificio desde un punto de vista conceptual para después analizar los efectos que produce un incendio sobre los mismos. La resistencia al fuego de las estructuras es uno de los pilares básicos de la Seguridad Contra Incendios, las nuevas construcciones deben poseer al menos la resistencia al fuego que indica la normativa actual (Código Técnico de la Edificación CTE y Reglamento de Seguridad Contra Incendios en los Establecimientos Industriales RSCIEI) para poder garantizar la evacuación de las personas que están en su interior y poder aceptar unos niveles de ries- go aceptables. La normativa de construcción en España no ha obligado a realizar este protección contra incendios en algunas edificaciones hasta el siglo XXI por lo que encontramos un gran número de edificios que no poseen esta protección tan importante para las personas que se encuentran en su inte- rior y para los bomberos que pueden realizar su trabajo en un posible incen- dio con una mayor seguridad. Para el personal operativo es importante tener unas nociones básicas de construcción para poder así evaluar los efectos de los incendios en las mis- mas. Como podemos comprobar en las siguientes lecciones intentaremos aclarar cuales son los elementos con funciones estructurales y cuales no, ya que en ocasiones no se tienen demasiado claros estos conceptos así como son los efectos de los incendios en los elementos con funciones estructurales. Introducción
  • 3. 636 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO. Con la descripción de los elementos constructivos que se realizara a con- tinuación sólo queremos dar unos conceptos básicos sobre los elementos que entendemos más significativos en una edificación. El objetivo que pre- tendemos es mostrar cual es la influencia de las calorías en una estructura, para lo cual es fundamental conocer cuales son las características de la misma y cuales son los elementos que las sustentan. 636 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 4. 2.1.- Principales elementos de un edificio. El CTE define un edificio como aquella “Construcción fija, hecha con materiales resistentes, para habitación humana o para albergar otros usos”. Para poder describir un edificio debemos comenzar explicando cuales son elementos que conectados configuran un edificio. Los principales elementos de un edificio son los siguientes: 1) los cimientos, que soportan y dan estabilidad al edificio 2) la estructura, que resiste las cargas y las trasmite a los cimientos 3) los muros exteriores que pueden o no ser parte de la estructura princi- pal de soporte y que forman el cerramiento o fachada del edificio. 4) las separaciones interiores, que también pueden o no pertenecer a la estructura básica. 5) los sistemas de control ambiental, como iluminación, sistemas de reducción acústica, calefacción, ventilación y aire acondicionado 6) los sistemas de transporte vertical, como ascensores o elevadores, escaleras mecánicas y escaleras convencionales 7) los sistemas de comunicación como pueden ser intercomunicadores, megafonía y televisión por circuito cerrado, o los más usados sistemas de televisión por cable 8) los sistemas de suministro de electricidad, agua y eliminación de residuos. Capítulo 2 LOS EDIFICIOS
  • 5. 638 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO. 2.2.- Tipos de elementos estructurales La estructura de un edificio es según el CTE un “Conjunto de elementos, conectados entre ellos, cuya misión consiste en resistir las acciones previsi- bles y en proporcionar rigidez”. Por lo que por definición son aquellos ele- mentos que transmiten las cargas que debe soportar un edificio para lo cual debe estar debidamente calculado y proyectado por técnico competente. Podemos diferenciar los siguientes elementos que configuran la estructura, los cuales debemos distinguirlos físicamente como: • Cimentaciones • Pilares • Vigas • Jácenas 638 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 6. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 639 • Forjados y cubiertas • Muros de carga Cada uno de ellos posee funciones específicas dentro de una estructura, dentro de cada uno de estos elementos podemos encontrar diferentes config- uraciones que dependerán de los condicionantes constructivos que posea la edificación. 2.2.1.- Cimentaciones Es aquella parte del edificio encargada de transmitir al terreno las cargas del edificio, por lo que en función del terreno y de las solicitaciones a las que esta sometido tendremos diferentes tipos de cimentaciones en la construcción actual. La normativa española que regula el cálculo y ejecución de estos ele- mentos es la Instrucción de Hormigón Estructural EHE 2007. • Zapatas • Encepados • Viga o zanja continua • Losas • Pilotes • Muros pantalla Zapatas, elementos de hormigón armado en forma de prisma o cubo, pueden ser aisladas o corridas, su tamaño y forma dependerán de las cargas a transmitir al terreno y de las características de este.
  • 7. 640 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO. Encepados, como una pieza prismática que une las cabezas de un grupo de pilotes que trabajan conjuntamente . Como caso particular , pueden existir encepados de un solo pilote . El encepado sirve de base al soporte que des- cansa sobre el, de forma análoga a lo que seria una zapata aislada. La transmisión de la presión al terreno al ser localizada en una zona orig- ina un “bulbo” representado por un triángulo de 45º en el que las presiones van decreciendo uniformemente hacia abajo. En ocasiones es necesario excavar a una mayor profundidad (2-3m) e incluso rellenar con material de mejor resistencia, es lo que se denomina como pozos, muy similar a una zapata aislada pero a mayor profundidad. 640 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 8. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 641 Viga o zanja continua (zapata corrida), son elementos de hormigón arma- do en forma de viga (superficial 30-50cm de profundidad) o de zanja (más profunda 2-3m de profundidad) que se realizan para edificaciones que poseen estructura a través de muros de carga. En construcciones antiguas, lo más habitual es encontrar mejoras del ter- reno con relleno y bases para el apoyo de los muros de carga fundamentales en este tipo de construcciones. Losas, son elementos de hormigón armado en forma de placa, su canto estará determinado por las acciones a transmitir. La transmisión de cargas al terreno se transmite a través de toda la superficie de la losa, se suelen utilizar en terrenos de poca resistencia pero uniformes. Pilotes, son elementos de hormigón, madera o acero que se introducen en la tierra de diferentes maneras (hincados o perforado) para encontrar zonas con resistencia apropiada, se utilizan por tanto en terrenos de poca resistencia.
  • 9. 642 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO. Muros pantalla, son unos muros de hormigón armado que además de aguantar el peso del edificio nos sirven para cerrar el sótano, contener las tier- ras e impedir que entren en el citado sótano. Existen dos maneras de ejecutar estos muros o mediante la excavación a través de unos muros guía y posterior hormigonado y vaciado del solar o mediante la excavación y posterior hormigonado con encofrado del batache que como máximo deberá tener 4 metros de longitud. 642 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO. Ejecución Batache Muro guía Vaciado Hormigonado
  • 10. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 643 2.2.2.- Pilares Son aquellos elementos verticales de sección reducida en relación con su altura. Su forma y tamaño dependerán fundamentalmente del material utilizado y las cargas a soportar. Se utilizan en estructuras tipo entramado (pórticos), su función es la de transmitir los esfuerzos que reciben los forjados y jácenas y transmitirlos hacia las cimentaciones que suelen ser zapatas. 2.2.3.- Vigas o viguetas Son aquellos elementos horizontales que transmiten los esfuerzos hacia otros elementos que pueden ser jácenas, muros de carga, pórticos... En las naves industriales las vigas que sujetan el cerramiento de cubierta se denominan correas. Existen algunas vigas que se utilizan para rigidizar la estructura (vigas de atado, cruces de San Andrés)
  • 11. 644 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO. 2.2.4.- Jácenas Las jácenas son vigas que recogen los esfuerzos transmitidos por otras vigas o viguetas que se apoyan en ésta. 2.2.5.- Forjados y cubiertas Forjados Forman el suelo o el techo de las edificaciones, si son en la última planta se denominan cubiertas. Están compuestos por un entramado de vigas y elemen- tos sobre los que se colocan una serie de capas aislantes (asfálticas, acústicas, compresión,…)) y la solería (cerámica, mármol,..) o cubierta, de tal manera que puedan soportar la carga y a acciones para los que están diseñados. En función del tipo de material utilizado en la construcción de dispone de diferentes alternativas a la hora de ejecutar el forjado. Podemos clasificar los forjados en: - Unidireccionales: el forjado posee vigas resistentes en una dirección. Entre las vigas se colocan en ocasiones unos elementos denominados bovedillas, los cuales son necesarios desde un punto de vista constructi- vo aunque no posean funciones estructurales. En construcciones antiguas encontramos ladrillos y bóvedas de ladrillos y yeso. 644 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 12. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 645 - Bidireccionales: el forjado posee vigas resistentes en dos direcciones perpendiculares. En este caso encontramos forjados compuestos por losas o forjados reticulares. Los forjados deben estar diseñados para soportar su propio peso y la sobre- carga de uso para los que están diseñados. Si es una cubierta deberá estar preparado para soportar la lluvia y en función de la climatología la sobrecar- ga de nieve. Cubiertas. Es el forjado de la última planta del edificio, en función de las condiciones estéticas o climatológicas de la zona en la que se haya se ejecutara de una man- era u otra, así podremos encontrar:
  • 13. 646 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO. Cubiertas planas (con desniveles para la caída de agua): Su termi- nación varía en función de si la cubierta es o no visible y transitable, en cualquiera caso necesitara unas pendientes para las caídas de agua y una capa de impermeabilización. Cubiertas inclinadas, con una o más aguas: Formada por el forjado de cubierta, se construyen tabiquillos, sobre éstos los rasillones y después las tejas (planas, curvas,..). En algunos edificios de vivienda y en muchos de uso industrial se utilizan las cerchas o pórticos. La cercha esta formada por vigas (denominadas pares y tirantes) que for- man triángulos, en los nudos de unión de las vigas de la zona superior se apoyan las correas, por lo que estas vigas sólo trabajan a tracción o compre- sión, en los apoyos por tanto sólo se transmiten esfuerzos de compresión. Existen diferentes disposiciones de las cerchas en función de la luz y de las cargas a soportar 646 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 14. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 647 En cambio el pórtico esta formado por dos vigas inclinadas (denominadas dinteles) sobre las que se apoyan directamente las correas y dos pilares. Además de poseer una función estructural sirven de cerramiento y com- partimentación de la vivienda Los espesores de los muros se denominan en función de la anchura del o tizón del ladrillo así tenemos: Citara, media asta o medio pie 12 cm Citarón, asta o un pie 25 cm Asta y media o pie y medio 38 cm Doble asta o dos pies 50 cm 2.2.6.- Muros de carga Elemento estructural vertical sobre el que se apoyan vigas y soportes. Suelen ser de hormigón armado, tapial, piedra, ladrillo o bloques de cemento. Partes de un tabique o muro • Alfeizar: plano inclinado o repisa, formado en el hueco de las ventanas en su parte inferior, o sea, la coronación o remate del antepecho; su mis- ión consiste en proteger el muro, por lo que se tendrá atención en solu- cionar su entrega con el marco de la ventana y el goteros al exterior para evitar regueros en la fachada. • Antepecho: parte de obra debajo de una ventana • Mocheta: ángulo interior de las aberturas de ventanas o puertas.
  • 15. 648 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO. • Jambas: parte lateral de las aberturas y elementos básicamente decora- tivos, sea de generatriz recta o curva. • Dintel: es el elemento estructural horizontal que sustituya la capacidad portante de la pared, donde existe un hueco. • Umbral: es la zona de transito o paso bajo de una puerta • Base: parte que corresponde a la superficie de apoyo, parte inferior del muro. • Coronación: dónde el muro termina, parte superior del muro. 648 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 16. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 649 2.3.- Tipología de elementos no estructurales Son aquellos elementos que no soportan esfuerzos que provienen de la estructura del edificio, y por tanto, no lo sustentan, podemos distinguir principalmente: Escaleras Balcones Falsos techos Bovedillas Alfarjías Tabiques Fachadas Galerías de instalaciones Pretiles 2.3.1.- Escaleras Elementos que conectan diferentes plantas de un edificio, poseen una estructura que se adosa a la estructura principal del edificio. Los peldaños poseen una parte superior plana denominada huella y una vertical denomina- da contrahuella. Entre tramo y tramo de escalera se sitúa una zona para el giro denominada meseta.
  • 17. 650 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO. 2.3.2.- Balcones Voladizos de la estructura que soportan una plataforma de uso transitable, se cierran hasta cierta altura con muros de fábrica, estructura de hierro forja- do o acero. Cuenta con una serie de vigas en voladizo que soportan el peso de la plataforma que sobresale. 2.3.3.- Falsos techos Suelen ser techos de escayola, pladur u otros cogidos al forjado mediante cañas u otros elementos de fijación, en ocasiones existen materiales de insonorización acústica muy inflamables además de cableado y tuberías de climatización. Podemos encontrar problemas ocultos de sectorización en el interior de estos falsos techos. Suelen ser muy frágiles ante la existencia de agua y calorías de un incendio. 2.3.4.- Bovedillas Elementos que se colocan entre vigas o viguetas, no soportan esfuerzos estructurales. Únicamente sirven para sustentar la capa de compresión durante el proceso de ejecución de las obras. Posteriormente no tienen ningu- na función estructural. Existen modelos de distintos materiales: hormigón, cerámica y poliuretano expandido. En incendios de interiores se resquebrajan y rompen con facilidad. 650 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 18. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 651 2.3.5.- Alfarjías Vigas de madera de escaso canto que sujetan a los ladrillos. En incendios de interiores en ocasiones se queman en su totalidad al poseer poca sección. 2.3.6.- Tabiques o paredes divisorias Formadas por ladrillos o paneles de pladur, separan diversas estancias no poseen función estructural se agrietan con facilidad ante movimientos estruc- turales. En incendios de interiores se agrietan con facilidad, su resistencia al fuego dependerá fundamentalmente de los materiales y el espesor con los que se haya realizado. Si dan al exterior se denominan cerramientos. Los ladrillos son piezas cerámicas, generalmente ortoédrica, obtenida por moldeo, secado y cocción a altas temperaturas de una pasta arcillos. Se emplea en albañilería para la ejecución de fábricas de ladrillo, ya sean muros, tabiques, tabicones, etc. Su forma es la de un prisma rectangular, en el que sus diferentes dimen- siones reciben el nombre de soga, tizón y grueso, siendo la soga su dimen- sión mayor. Así mismo, las diferentes caras del ladrillo reciben el nombre de tabla, canto y testa (la tabla es la mayor). Por lo general, la soga es del doble de longitud que el tizón o, más exactamente, dos tizones más una junta, lo que permite combinarlos libremente. El grueso, por el contrario, puede no estar modulado.
  • 19. Según su forma, los ladrillos se clasifican en: • Ladrillo perforado, que son todos aquellos que tienen perforaciones en la tabla que ocupen más del 10% de la superficie de la misma. Muy popu- lar para la ejecución de fachadas de ladrillo visto. • Ladrillo macizo, aquellos con menos de un 10% de perforaciones en la tabla. Algunos modelos presentan rebajes en dichas tablas y en las testas para ejecución de muros sin llagas. • Ladrillo tejar o manual, simulan los antiguos ladrillos de fabricación artesanal, con apariencia tosca y caras rugosas. Tienen buenas propiedades ornamentales. • Ladrillo hueco, son aquellos que poseen perforaciones en el canto o en la testa, que reducen el volumen de cerámica empleado en ellos. Son los que se usan para tabiquería que no vaya a sufrir cargas especiales. Pueden ser de varios tipos: o Rasilla: su grueso y su soga son mucho mayores que su tizón. Sus dimensiones habituales son 25 x 12 x 3 cm o Ladrillo hueco simple: posee una hilera de perforaciones en la testa. Sus dimensiones habituales son 25 x 12 x 5 cm o Ladrillo hueco doble: posee dos hileras de perforaciones en la testa. Sus dimensiones habituales son 25 x 12 x 9 cm Como ya hemos comentado los ladrillos pueden en ocasiones formar parte de muros con funciones estructurales muy comunes por ejemplo en construc- ciones unifamiliares. 652 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 20. 2.3.7.- Fachadas Cerramiento exterior del edificio, especialmente el frente, pero también algunas veces los laterales y el contrafrente. Actualmente se suele colocar un doble tabique, en el interior (cámara de aire) se sitúa materiales con ais- lamientos térmicos (fibra de vidrio u otros). Podemos encontrar gran diversi- dad de materiales que cubren la fachada exterior de un edificio, los materiales que se utilizan deben ser resistentes a las condiciones climatológicas adversas durante el transcurso de los años. Actualmente el CTE impide el uso de mate- riales inflamables en estas fachadas. Desde el punto de vista arquitectónico es lo más importante del diseño de un edificio, y marca el carácter del resto de la construcción. Muchas fachadas tienen valor histórico, y se encuentran protegidas por un marco legal que impide su alteración 2.3.8.- Galerías de instalaciones Canalizaciones de instalaciones las cuales comunican varias plantas, se instalan en cámaras de fabrica de ladrillos, según la normativa actual se limi- ta a 10 m o 3 plantas la sectorización de las mismas. Pueden estar cerradas por ladrillos en forma de pilar o atravesar plantas a través de cámaras de aire. 2.3.9.-Pretiles Pequeño murete que se instala en cubierta o terrazas, su función es impedir la caída de personas a la vía pública, si no poseen juntas de dilatación ade- cuadas suelen agrietarse con facilidad. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 653
  • 21. La estructura de un edificio es aquella parte del mismo capaz de soportar las cargas que sobre ella actúan, como veremos existen diferentes cargas que debe soportar un edificio las cuales se transmitirán al mismo de diferentes maneras. Es muy importante conocer además de las partes que componen la estruc- tura de un edificio los materiales que se han utilizado en la misma, ya que como veremos cada uno tiene sus propias cualidades intrínsecas. El paso del tiempo degradara a cada una de las partes del edificio y a su estructura de una manera diferente por lo que el estudio de los materiales que lo forman cobra una gran importancia. 3.1.- Esfuerzos a los que están sometidas las estructuras de los edificios En función de la dirección, sentido y posición en la que se encuentre el esfuerzo tendremos diferentes tipos de esfuerzos en un elemento estructural, así podemos diferenciar: 3.1.1.- Esfuerzos axiales (tracción y compresión) Son aquellos esfuerzos que se realizan en la dirección longitudinal del ele- mento estructural, es decir en la dirección de su eje principal. Capítulo 3 LA ESTRUCTURA DE LOS EDIFICIOS
  • 22. Cuando aplicamos dos fuerzas intentando acortar el elemento, es decir, reducir su longitud, hablaremos de compresión. De un modo más científico, diríamos que un elemento está sometido al esfuerzo de compresión cuando actúan sobre él dos fuerzas que poseen: - la misma dirección (sobre una misma línea); - sentido contrario, son convergentes. Es decir, están dirigidas hacia un mismo punto. La forma del elemento (su sección y su longitud) influye en el compor- tamiento a compresión de un elemento, concretamente el factor denominado esbeltez. La esbeltez es la relación que existe entre la longitud del elemento y la superficie que hay en un corte perpendicular (sección recta). Si un elemento es muy largo con relación a la sección, cuando intente- mos comprimirlos, se arqueará, es decir, pandeará. A este efecto se le denomina pandeo La tracción es lo contrario a la compresión: intentar "estirar", alargar un elemento. Por lo tanto, lo definiremos como el resultado de la actuación de dos fuerzas tales que tienen: - la misma dirección (sobre una misma línea); - sentido contrario, son divergentes; es decir, están dirigidas hacia el exterior. Pensemos en los puentes colgantes o en los que están sostenidos por cables (tensores o tirantes). Dichos elementos están sometidos a tracción 656 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 23. 3.1.2.- Esfuerzos cortantes Son aquellos esfuerzos transversales que reciben los elementos estruc- turales, tienden a seccionar el elemento, la rotura más usual es en el apoyo. Esta solicitación tangencial se da cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas iguales, con la misma dirección y sentido contrario. Dichas fuerzas están situ- adas en el mismo plano o en planos muy próximos. Un claro ejemplo de secciones situadas a esfuerzo cortante son los apoyos de vigas sobre pilares. Como ves en la ilustración, el pilar ejerce una respues- ta al peso que lleva la viga. Ambas fuerzas deben ser iguales y opuestas para que nos encontremos en una situación de equilibrio estático 3.1.3.- Esfuerzos de flexión Son aquellos esfuerzos que reciben los elementos estructurales en sentido transversal, tienden a alabear la pieza. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 657
  • 24. Se denomina flecha a la máxima desviación que presenta una viga respec- to a la horizontal. 3.1.4.- Esfuerzo de torsión Son aquellos esfuerzos que tratan de girar la pieza a través del eje longitu- dinal de la pieza. Esta solicitación se produce cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas iguales, con la misma dirección y sentido contrario. Dichas fuerzas están situadas en planos paralelos. No olvides que es una solicitación tangencial, es decir, las fuerzas o acciones que los originan están situadas en un plano de la sección. 3.2.- Acciones que debe soportar un edificio Según el Código Técnico de la Edificación DB SE AE las cargas que debe soportar un edificio son: 658 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 25. Acciones permanentes Peso propio: es el peso de los elementos estructurales, los cerramien- tos y elementos separadores, la tabiquería, todo tipo de carpinterías, revestimientos (como pavimentos, guarnecidos, enlucidos, falsos techos), rellenos (como los de tierras) y equipo fijo. Pretensado: aquellos esfuerzos que se generan en el hormigonado Acciones del terreno: son aquellos esfuerzos que se puedan transmitir a la estructura por parte de los movimientos de tierras (empujes, hundimientos,..). Acciones variables Sobrecarga de uso: es todo el peso que debe soportar la estructura debido a su uso (comercial, vivienda, residencial público,…) Viento: Son aquellas acciones que ejerce el viento sobre la estructura depende de la forma del mismo, altura, pendiente cubierta,… otro fac- tor es la zona geográfica en la que se encuentra el edificio. Acciones térmicas: Los edificios y sus elementos están sometidos a deformaciones y cambios geométricos debidos a las variaciones de la temperatura ambiente exterior que generan tensiones y deformaciones en los mismos, será necesario estudiar los parámetros que la normativa exige en función de la zona geográfica. Nieve: es necesario prever la sobrecarga por la acumulación de nieve en el forjado, será necesario estudiar los parámetros que la normativa exige en función de la zona geográfica. Acciones accidentales Sismo: Es necesario prever la respuesta de un edificio ante un movimiento sísmico. Incendio: Los edificios deben estar preparados para resistir un incen- dio durante una serie de minutos para garantizar la seguridad del mismo. El Documento Básico de Seguridad contra Incendios (DB SI) del Código Técnico de la Edificación (CTE) establece en función del uso y del tamaño que posea un edificio cuales son los parámetros mín- imos en este sentido. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 659
  • 26. Por lo que el proyectista deberá tener en cuenta todas estas solicitaciones que indica el CTE, para el cálculo estructural en las tablas que veremos a con- tinuación se muestran los pesos propios de diferentes materiales de construc- ción y de algunos forjados (tablas CTE). Esta información es importante a la hora de poder calcular el peso necesario para poder apuntalar una estructura. 3.3.- Tipología de estructuras 3.3.1.- Clasificación De una manera genérica podemos diferenciar tres tipos de estructuras en las edificaciones: 660 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 27. Tipo entramado: formado por pilares y forjados que distribuyen las cargas. Los ele- mentos de sustentación vertical están formado por pilares que transmiten las cargas que les transmiten los forjados y jácenas a las cimentaciones. Estos pilares y jácenas forman los denominados “pórticos”, a este tipo de estructuras se le denomina también con este nombre. Actualmente es el tipo de estructura más utilizado para las edificaciones tipo bloque de vivienda. Tipo muros y techos: formado por muros de carga y forjados. Los ele- mentos de sustentación vertical están formados por muros de carga resistentes, que transmiten las cargas que les transmiten los forjados y jácenas a las cimentaciones. Esta tipología de estructura se ha utilizado en la inmen- sa mayoría de construcciones antiguas, en la actualidad se sigue utilizando para edificaciones tipo unifamiliar o chalet. Tipo cerchas: formado por pilares y cerchas o pórticos para crear grandes luces. Los elementos de sustentación vertical son pilares que transmiten la carga que les transmiten los pórticos o cerchas, los cuales reciben los esfuer- zos de las correas que sujetan la cubierta y en algunos casos de las vigas car- rileras de los puentes grúas. Se suelen utilizar fundamentalmente este tipo de estructuras para edificaciones tipo nave industrial. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 661
  • 28. A la hora de describir una estructura además de conocer su tipología estructural y materiales utilizados es muy común el uso del término crujía. Se denomina crujía al espacio comprendido entre dos muros de carga, dos alineamientos de pilares (pórticos), o entre un muro y los pilares alin- eados contiguos. Constructivamente es cada una de las partes principales en que se divide la planta de un edificio. Se denomina primera crujía a la situada más próxima a la fachada, numerándose correlativamente hacia el interior de la edificación. 3.3.2.- Materiales estructurales 3.3.2.1.- Hormigón 3.3.2.1.1.- Introducción El hormigón es un material muy utilizado en la construcción actual, se uti- liza para el uso de cimentaciones, pilares, vigas, jácenas,… Soporta muy bien los esfuerzos de compresión y flexión no así el de tracción por ello es nece- sario el uso de armaduras metálicas para que absorban este tipo de esfuerzos. Es por ello necesario una estructura metálica formada por una serie de armaduras de acero las cuales otorgan a la estructura las propiedades nece- sarias para resistir los esfuerzos para los que esta diseñado, es cuando el hormigón es denominado hormigón armado. El canto de la viga, losa, pilar o muro de hormigón armado dependerá de los esfuerzos que deberá absorber la estructura. 662 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 29. El hormigón es un material que prácticamente no se degrada con el tiem- po, se comienza a utilizar a principios del s. XX . 3.3.2.1.2.- Características El hormigón, resulta de la mezcla de uno o más conglomerantes (general- mente cemento) con áridos (grava, gravilla y arena), agua y, eventualmente, aditivos y adiciones. El cemento se hidrata en contacto con el agua, inicián- dose complejas reacciones químicas que derivan en el fraguado y endurec- imiento de la mezcla, obteniéndose al final del proceso un material con con- sistencia pétrea. Los aditivos se utilizan para modificar las características básicas, existien- do una gran variedad de ellos: colorantes, aceleradores, retardadores de fraguado, fluidificantes, impermeabilizantes, etc. Es un material profusa- mente utilizado en la construcción. Propiedades físicas Se indican valores aproximados. • Densidad: en torno a 2.350 kg/m3 • Resistencia a la compresión: de 200 a 500 kg/cm2 (15 a 50 MPa) para el hormigón ordinario (según EHE 2007). • Resistencia a la tracción: proporcionalmente baja. • Tiempo de fraguado: dos horas, aproximadamente. • Tiempo de endurecimiento: 24 a 48 horas, la mitad de la resistencia máx- ima, en una semana 3/4 partes y en 4 semanas prácticamente la resisten- cia total. • Hay que resaltar que el hormigón se dilata y contrae en magnitudes semejantes al acero, pues tienen parecido coeficiente de dilatación, por lo que resulta muy útil su uso simultáneo en la construcción, además el hormigón, recubriéndolo, protege al acero de la oxidación. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 663
  • 30. FLECHAS ADMISIBLES RECOMENDADAS PARA VIGAS DE HORMIGÓN ARMADO (Art. 50 EHE) 3.3.2.1.3.- Elementos estructurales de hormigón Puesta en obra Antes de su fraguado el hormigón tiene una consistencia plástica, o fluida, y se adapta a la forma del recipiente que lo contiene. Para su puesta en obra se utilizan moldes, denominados encofrados, los cuales se retiran posterior- mente, generalmente; si permanecen, formando parte del conjunto, se denom- inan "encofrados perdidos". Usos corrientes Es un material con buenas características de resistencia ante esfuerzos de compresión. Sin embargo, tanto su resistencia a tracción como al esfuerzo cortante son relativamente bajas, por lo cual se debe utilizar en situaciones donde las solicitaciones por tracción o cortante sean muy bajas. Para superar este inconveniente, se "arma" el hormigón introduciendo bar- ras de acero, conocido como hormigón armado, o concreto reforzado, permi- tiendo soportar los esfuerzos cortantes y de tracción con las barras de acero. Es usual, además, disponer barras de acero reforzando zonas o elementos fun- damentalmente comprimidos, como es el caso de los pilares. Los intentos de compensar las deficiencias del hormigón a tracción y cortante originaron el desarrollo de una nueva técnica constructiva a principios del siglo XX, la del hormigón armado. Posteriormente se investigó la conveniencia de introducir tensiones en el acero de manera deliberada y previa al fraguado del hormigón de la pieza estructural, desarrollándose las técnicas del hormigón pretensado y el hormigón postensado. Así, introduciendo antes del fraguado alambres de alta resistencia tensados en el hormigón, este queda comprimido al fraguar, con lo cual las tracciones que surgirían para resistir las acciones externas, se convierten en descompre- 664 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 31. siones de las partes previamente comprimidas, resultando muy ventajoso en muchos casos. Para el pretensado se utilizan aceros de muy alto límite elásti- co, dado que el fenómeno denominado fluencia lenta anularía las ventajas del pretensado. Pilares de Hormigón Elementos verticales resistentes de sección cuadrada, rectangular o circu- lar, el espesor del canto de estas vigas dependerá de las solicitaciones que deben soportar. Es necesario el uso de armaduras de hormigón para la absor- ción de esfuerzos de tracción y cortante, las armaduras deberán ser atadas por cercos o estribos. Para la ejecución de estos elementos es necesario el uso de encofrados. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 665
  • 32. Forjados de hormigón. Están compuesto por una serie de vigas de hormigón dispuestas de tal manera que transmitan los esfuerzos al resto de las estructura. En función de la dirección en la que están colocadas las vigas en el forjado podemos tener: - Unidireccionales: el forjado posee vigas resistentes en una dirección. - Bidireccionales: el forjado posee vigas resistentes en dos direcciones per- pendiculares. Forjado de placas Forjado reticular Existen dos opciones de forjados utilizando viguetas o vigas de hormigón como elemento sustentador.: Vigueta armada pretensada (castilla): Son vigas prefabricadas (con las armaduras de acero tensadas) en talleres que se colocan en obra 666 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 33. apoyadas sobré jácenas o muros de carga, para soportar la solería se colocan bovedillas y se vierte el hormigón. Encima del conjunto se coloca un mallazo de armaduras y una capa de hormigón denomina- da capa de compresión. Vigueta prefabricada: En este caso las vigas traen las armaduras vistas (y no tensadas) después se colocan las bovedillas junto con la capa de compresión y el mallazo. Según su constitución se clasifican en: - Forjados de viguetas resistentes con bovedillas y relleno de senos. Forjados de viguetas resistentes con bovedillas y rellenos de senos. - Forjados de semiviguetas con bovedillas y relleno de senos Forjados de semiviguetas con bovedillas y relleno de senos EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 667
  • 34. - Forjados de semiviguetas en celosía Forjados de semiviguetas en celosía - Forjados de viguetas dobles Forjados de viguetas dobles En este tipo de forjado justo encima del mallazo de reparto es necesaria una capa de hormigón (en muchos casos hormigón aligerado) una capa denominada “capa de compresión”. Como ya hemos comentado con anterioridad existen fundamentalmente en este tipo de forjados dos tipos de vigas de hormigón las prefabricadas y las pretensadas. Existen también pórticos de hormigón utilizados en naves industriales, en las que las correas (vigas de cubierta) también pueden ser de hormigón. 668 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 35. Jácenas de Hormigón: son vigas de hormigón que soportan los esfuerzos transmitidos por los forjados. Losa Armada: Son placas de hormigón armado. Reticulares o bidireccionales: Son losas de hormigón aligeradas para con- seguir mayores luces. En el encofrado se utilizan unos casetones de polie- stireno o fibra para aligerar la estructura, existen uno espesor mínimo para los nervios de 12mm para la resistencia al fuego. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 669
  • 36. Las cimentaciones en general son todas de hormigón armado, como ya hemos descrito anteriormente en función de los esfuerzos que deba soportar la estructura y de las condiciones del terreno encontraremos diferentes opciones a la hora de ejecutarla. En ocasiones podemos encontrar edificaciones con estructuras mixtas, en las que se utilizan hormigón y acero. Las características de las vigas y los métodos de cálculo para las estruc- turas de hormigón vienen fijadas en la EHE 2007 (Instrucción de Hormigón Estructural). 3.3.2.2.- Acero 3.3.2.2.1.- Introducción El acero es un material muy utilizado para la estructuras del edificio ya que su uso y transformación es más antiguo que el del hormigón. Las uniones de los perfiles y vigas se solían realizar a través de remaches, posteriormente apareció el proceso de soldadura que agilizó y abarató el proceso. 3.3.2.2.2.- Características Comúnmente se entiende por acero la aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 2.1% en peso de la composición de la aleación, alcan- 670 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 37. zando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%. Porcentajes mayores que el 2% de carbono dan lugar a las fundiciones, aleaciones que al ser que- bradizas y no poderse forjar —a diferencia de los aceros—, se moldean. Existen aleaciones de acero que le dan características especiales como los aceros inoxidables (con un porcentaje de cromo de 10%) o los aceros al silicio. Propiedades físicas del acero Aunque es difícil establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero debido a que estas varían con los ajustes en su composición y los diversos tratamientos térmicos, químicos o mecánicos, con los que pueden conseguirse aceros con combinaciones de características adecuadas para infinidad de apli- caciones, se pueden citar algunas propiedades genéricas: • Su densidad media es de 7.850 kg/m3. • Resistencia característica desde 2.350 Kg/cm2 a 5.500 kg/cm2 (según CTE DB SE-A clasificación UNE EN 10 025). • En función de la temperatura el acero se puede contraer, dilatar o fundir. • El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación. El de su com- ponente principal, el hierro es de alrededor de 1510 ºC, sin embargo el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1.375 ºC. • Su punto de ebullición es de alrededor de 3.000 ºC. • Relativamente dúctil. Con él se obtienen hilos delgados llamados alambres. • La corrosión es la mayor desventaja de los aceros ya que el hierro se oxida con suma facilidad incrementando su volumen y provocando gri- etas superficiales que posibilitan el progreso de la oxidación hasta que se consume la pieza por completo. Tradicionalmente los aceros se han venido protegiendo mediante tratamientos superficiales diversos. Si bien existen aleaciones con resistencia a la corrosión mejorada como los aceros de construcción «corten» aptos para intemperie (en ciertos ambi- entes) o los aceros inoxidables. • Posee una alta conductividad eléctrica. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 671
  • 38. • Un aumento de la temperatura en un elemento de acero provoca un aumento en la longitud del mismo. Se puede soldar con facilidad. FLECHAS ADMISIBLES PARA VIGAS DE ACERO 3.3.2.2.3.- Elementos estructurales metálicos Las estructuras metálicas son en su mayoría de tipo entramado, formadas por pilares, jácenas y vigas unidas mediante un proceso de soldadura. Como ya hemos descrito, el acero es un material muy soldable, existen actualmente una amplia gama de soluciones tecnológicas para este proceso. Existen también otro tipo de estructuras tipo pórtico muy utilizado para naves industriales formado por pórticos metálicos o cerchas, sobre los que se apoyan las correas metálicas. Con este tipo de forjados se consiguen grandes luces, sobre los pilares se suelen en muchos casos apoyar las vigas carrileras de los puentes grúas. Para rigidizar la estructura es necesario que existan al menos en dos pórticos unas cruces de San Andrés para los movimientos de la estructura horizontales Vigas y Pilares metálicos: son elementos metálicos con diferentes formas normalizadas denominadas perfiles (UPN, IPN, HEB,…) que poseen caracterís- ticas estructurales diferentes en función de la forma y tamaño que posean. En ocasiones se unen a través de procesos de soldaduras (utilizando unas chapas denominadas platabandas) creando perfiles de mayor resistencia estructural. 672 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 39. La construcción de estructuras de acero implica por una parte la unión de las piezas y por otra el alzado de ellas para ser colocadas en el lugar especifi- cado. La conexión de las piezas es de especial cuidado ya que deben garanti- zar el comportamiento como un sistema estructural; estas conexiones pueden ser hechas mediante soldaduras, pernos o remaches. Las características y métodos de cálculo de las estructuras de acero vienen determinados en el CTE SE-A (Seguridad Estructural-Acero). Forjados metálicos: Se dispo- nen una serie de vigas entre las cuales se introducen bovedillas para cubrir los huecos existentes entre viga y viga en edificaciones tipo vivienda. En edificaciones industriales se suelen utilizar pane- les nervados (omega,..) sobre los que se hormigona directamente. Sobre el conjunto es necesario colocar un mallazo de armaduras metálicas y una capa de compre- sión para repartir las cargas. Encima se coloca nivelada la solería. Dadas las características de las vigas metálicas estos forjados son unidireccionales. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 673
  • 40. 3.3.2.3.- Madera 3.3.2.3.1.- Introducción La madera es uno de los primeros materiales de construcción usados por el hombre. Es un material complejo, con unas propiedades y características que dependen no sólo de su composición sino de su constitución (o de la manera en que están colocados u orientados los diversos elementos que la forman). El cómo están ordenados estos elementos nos servirá para comprender mejor el comportamiento, algunas veces poco lógico (aparentemente) de este material. En primer lugar se ha de recordar que la madera no es un material de con- strucción, fabricado a propósito por el hombre, sino que es un material obtenido del tronco y las ramas de los árboles cuya finalidad es la de facilitar el crecimiento y supervivencia de este elemento vegetal. No obstante, es el material estructural menos usado en nuestro país, donde el acero y el hormigón armado suponen un porcentaje altísimo en edificación. En construcciones del siglo XIX y anteriores, si es muy usado como solución en forjados. Por el contrario, existen países, como Estados Unidos, donde la edifi- cación con estructura de madera es muy habitual, por lo que incluso las téc- nicas usadas en extinción de incendios en interiores difieren enormemente de las utilizadas en España. 3.3.2.3.2.- Características. Su buena resistencia, su ligereza y su carácter de material natural renov- able constituyen las principales cualidades de la madera para su empleo estructural. El material es fuertemente anisotrópico, ya que su resistencia en notable- mente mayor en la dirección de las fibras que en las ortogonales de ésta. Sus inconvenientes principales son la poca durabilidad en ambientes agresivos, que puede ser subsanada con un tratamiento apropiado, y la sus- ceptibilidad al fuego, que puede reducirse sólo parcialmente con tratamien- 674 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 41. tos retardantes y más efectivamente protegiéndola con recubrimientos incombustibles. Los ambientes húmedos y la falta de ventilación degradan de una manera sustancial la madera fundamentalmente en los apoyos (cabezas) provocando lesiones de diversa gravedad. Las dimensiones y formas geométricas disponibles son limitadas por el tamaño de los troncos; esto se supera en la madera laminada pegada en que piezas de madera de pequeño espesor se unen con pegamentos de alta adhe- sión para obtener formas estructuralmente eficientes y lograr estructuras en ocasiones muy atrevidas y de gran belleza. La unión entre los elementos de madera es un aspecto que requiere espe- cial atención y para el cual existen diferentes procedimientos. Las propiedades estructurales de la madera son muy variables según la especie y según los defectos que puede presentar una pieza dada; para su uso estructur- al se requiere una clasificación que permita identificar piezas con las propiedades mecánicas deseadas. Características físicas madera. - Densidad, la densidad de la madera se define como la relación entre su masa y su volumen, y es necesario referirla a un determinado contenido de humedad, generalmente el 12 %. La densidad de las maderas es muy variables, de forma particular las coníferas más utilizadas en la construc- ción tienen una densidad comprendida entre 400 y 550 kg/m3 y las fron- dosas entre 600 y 700 kg/m3. Según su densidad se pueden clasificar en: muy ligera, ligera, semipesada, pesada, muy pesada - Anisotropía, diferente el comportamiento de sus propiedades físicas y mecánicas según la dirección que se considere propiedades mecánicas sólo se habla de dos direcciones, la dirección paralela a las fibras (que coincide con la longitudinal) y la dirección perpendicular a las fibras. - Higroscopicidad, la madera es un material higroscópico que tiende a absorber o perder agua según las condiciones del ambiente (humedad rel- ativa y temperatura del aire). De esta forma a cada estado ambiental cor- responde un grado de humedad de la madera, llamado humedad de equi- librio higroscópico . EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 675
  • 42. - Conductividad térmica, los coeficientes de dilatación de la madera son muy bajos por lo que se puede decir que apenas se dilata y que es un gran aislante. - Resistencia a tracción y compresión, debido a la anisotropía de su estruc- tura, a la hora de definir sus propiedades mecánicas se consideran la dirección perpendicular y la dirección paralela a la fibra. En este hecho radica la principal diferencia de comportamiento frente a otros materiales utilizados estructuralmente, como el acero y el hormigón. Las resisten- cias y módulos de elasticidad en la dirección paralela a la fibra son mucho más elevados que en la dirección perpendicular Para conocer las posibilidades estructurales de la madera es obligado analizar sus carac- terísticas mecánicas y compararlas con las de otros materiales. En la tabla se comparan los valores medios de las tensiones admisibles de la madera, hormigón y acero. - Flecha máxima vigas: Luz / 300 (cm) 3.3.2.3.3.- Elementos estructuras de madera Las características más comunes de edificaciones con madera son estruc- turas de tipo muros y techos. Los muros de carga suelen ser de tapial o de piedra, las jácenas y las vigas transmiten los esfuerzos a estos. La madera por tanto se utiliza como elemento estructural para vigas, alfar- jías y jácenas (descritas con anterioridad todas ellas) muy utilizadas en con- strucciones antiguas y presentes en la mayoría de los cascos antiguos. En cubiertas a dos o más aguas podemos encontrar estructuras de celosías y cerchas de madera. Existen también edificaciones tipo entramado de madera pero no son tan comunes, se suelen realizar en este sentido casetas de prefabricado y pequeñas edificaciones. 676 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 43. Las características y métodos de cálculo para las estructuras de madera vienen reflejados en el CTE SE-M (Seguridad Estructural-Madera). Forjados de Madera: En función de cómo se disponen las vigas de madera encontramos difer- entes opciones en la construcción describimos las más utilizadas: - Ladrillo por tabla: Formado por vigas de madera y ladrillos, en direc- ción perpendicular a estas se colocan por encima otras de menor sec- ción y sin carácter estructural denominadas alfarjías las cuales sujetan los ladrillos sobre los cuales se coloca la soleria. - Otra disposición en este tipo de forjado es cuando no se colocan alfar- jías y se dispone de unas vigas de menor sección denominadas parigüelos que sostienen directamente los ladrillos, su distancia entre ejes por tanto es la soga del ladrillo. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 677
  • 44. - De Bóvedas: Formado por vigas de madera, las bovedillas se forman con ladrillos cogidas con yeso entre viga y viga, las cuales sujetan la soleria. 678 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 45. 4.1.- Inicio, desarrollo y propagación de un incendio Como en el caso del origen de cualquier incendio, deben concurrir los ele- mentos integrantes del triángulo del fuego: combustible, comburente y reac- ción en cadena. En el interior de los edificios, sea cual sea la actividad a la que se dediquen, siempre existen elementos combustibles y comburente (oxígeno procedente del aire que nos rodea), por lo que el origen del incendio siempre proviene de la existencia de una fuente de ignición que libere la cantidad mín- ima de energía de activación para iniciar la reacción de combustión. Por ello las mejoras preventivas que las normativas van aportando en la construcción de edificios van encaminadas a la potenciación de dos aspectos: • Controlar la existencia de fuentes de ignición en las cercanías de elemen- tos combustibles, reguladas en las normativas relativas a la implantación, funcionamiento y mantenimiento de las distintas instalaciones existentes en los edificios (instalaciones eléctricas, gases combustibles, diversas instalaciones industriales,…) • Controlar la existencia de materiales fácilmente inflamables en puntos críticos, para evitar tanto el posible inicio de un incendio como la propa- gación del mismo. No obstante, estas medidas que tienden a aminorar el número y los daños generados en los incendios, sólo están presentes en los edificios con- Capítulo 4 INCENDIOS EN EL DE LOS EDIFICIOS
  • 46. struidos en las últimas tres décadas, e incluso en edificios modernos son defectuosas por efecto de la falta de mantenimiento, mala ejecución o dis- eño. Además estas medidas no pueden contrarrestar en muchas ocasiones las negligencias o mal uso de equipos o instalaciones, o la intencionalidad del incendio. Cuando a pesar de todas las precauciones se produce la ignición de un ele- mento combustible en el interior de un edificio, y no es controlado en los instantes iniciales, se produce una propagación del mismo, a través de la com- bustión los elementos susceptibles de arder que se encuentren alrededor del foco, generándose gases y humos calientes. Esta producción va aumentando exponen- cialmente de manera que la propagación va siendo cada vez más rápida. La velocidad de propagación depende de la geometría del lugar, la ubi- cación de los elementos combustibles, la disipación térmica hacia el exterior del edificio, el aporte de comburente, etc. Todo ello hace que el incendio pueda progresar, autoextinguirse o generar una combustión súbita generalizada. Del mismo modo, la propagación del incendio es habitual que también se lleve a cabo a través del movimiento de humos y gases calientes que circulan a través del edificio, tanto por movimientos naturales de los mismos, como por el paso de estos a través de instalaciones de climatización, galerías de instalaciones, etc, lo cual puede producir distintos focos relativamente aleja- dos y sin una localización fácil de los mismos. En otras ocasiones no se produce una propagación del incendio en sí, pero sí de sus efectos, de manera que se producen rápidas circulaciones de humos a lo largo del edificio, si no existen elementos de protección pasiva que lo impida, produciéndose situaciones de grave riesgo para la salud de las per- sonas que se encuentren en el inmueble. Para controlar estas propagaciones, la protección pasiva del edificio trata de confinar el incendio y sus efectos dentro de un perímetro (sector de incen- dio) limitado por elementos constructivos con características específicas en cuanto a su resistencia al incendio. Estos elementos deben estar clasificados según unos ensayos que aseguren este comportamiento, sometiéndolo a los efectos de un incendio hipotético, según una curva temperatura tiempo que simula un incendio en interior. 680 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 47. 4.2.- La Seguridad contra Incendios en los Edificios Para tratar de controlar los efectos anteriormente mencionados, los edifi- cios deben estar preparados para soportar y confinar un incendio durante un tiempo determinado. Estas características constructivas proporcionan al edificio la denominada protección pasiva, es decir la que funciona por sí misma, sin necesidad de intervención humana. Es fundamental para garantizar la evacuación de los edificios, especialmente de los de mayor altura, ocupación y complejidad, en condiciones de seguridad, así como para la eficacia de la intervención de los servicios de bomberos. Como se ha comentado, todos los edificios, tienen una cierta protección pasiva, todos los elementos constructivos, desde los más modernos hasta los tradicionales tienen un comportamiento que soporta el incendio durante un tiempo determinado, pero no siempre es conocido a priori a la hora de actuar en un incendio estructural. Debido a esta falta de información existente, en muchas ocasiones, es necesario conocer al menos algunos conceptos básicos para poder trabajar de la manera más segura posible, y asumir únicamente los riesgos que sean necesarios. En principio los edificios que fueran construidos bajo las normativas de seguridad contra incendios en los edificios: NBE-CPI/81, NBE-CPI/82, NBE- CPI/91, NBE-CPI/96 y El Código Técnico de la Edificación, deben disponer de unas características determinadas en función de su uso, superficie, altura de evacuación, ocupación y otros parámetros, deben disponer de una resisten- cia estructural y de sectores de incendio. Estas características que se presuponen, no siempre se cumplen, debido al envejecimiento de los materiales, falta de mantenimiento, y en ocasiones porque no cumplió en su momento con los mínimos indicados en las normas de aplicación. Evidentemente, cuanto más reciente sea la construcción del edificio, en prin- cipio, mayores garantías de este cumplimiento y de conservación se presuponen. Otra garantía fundamental se da, si el edificio fue revisado por el Departamento de Prevención del Servicio de Bomberos, en su fase de proyec- EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 681
  • 48. to y comprobado el cumplimiento por el mismo, e incluso revisado y visita- do por personal operativo del SPEIS. Del mismo modo, existen muchos edificios, construidos antes de la entra- da en vigor de cualquier normativa, y cuyas características de protección pasi- va reales pueden ser totalmente desconocidas. Es por ello, que es necesario, no sólo conocer los requerimientos y clasi- ficación actual de los materiales, como las características fundamentales de comportamiento de los principales elementos usados en la construcción. Antes de todo ello procederemos a aclarar y profundizar en algunos conceptos: 4.3.- Resistencia al Fuego Para poder caracterizar adecuadamente las estructuras y elementos con- structivos en cuanto a su resistencia y estabilidad en caso de estar inmersos en un incendio estas deben acreditar que no pierden sus capacidades durante un tiempo adecuado. Por tanto, todos los componentes que tienen una función estructural (vigas, pilares, forjados, cubiertas,…) o compartimentadora (tabiques, puer- tas, ventanas, sellados,…) deben estar convenientemente caracterizados en cuanto a su resistencia al fuego. En el primer caso, los elementos estructurales, deben mantener su capaci- dad portante durante un tiempo determinado, de manera que no se produzcan fallos de sustentación o flechas (deformaciones) excesivas. En el segundo caso, debe evitarse durante un tiempo determinado la propa- gación del incendio a través de dicho elemento, comprobándose la integridad y el aislamiento térmico suficiente. Para poder justificar este comportamiento, ya sea del material que sea, debe ser ensayado y caracterizado, de manera que quede contrastada su capacidades durante un incendio, es decir que no existe riesgo de colapso de la estructura o fallo en la compartimentación del edificio en sectores de incendios. En función de la tipología del edificio, y su nivel de riesgo caracterizado por el tipo de uso, altura de evacuación y sentido de evacuación: ascendente 682 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 49. o descendente, la normativa de aplicación, el Código Técnico de la Edificación y el Reglamento de Seguridad contra Incendios en Establecimientos Industriales, indica unos requisitos mínimos que deben cumplirse para garantizar una evacuación segura del edificio y una interven- ción de los servicios de emergencia en las mismas condiciones. 4.3.1.- Ensayos y curva normalizada La resistencia al fuego de los elementos de construcción se define y evalúa mediante criterios normalizados, basados en las propiedades físicas de los ele- mentos que están asociados a su resistencia al fuego. La norma UNE EN 1363-1, UNE EN 1363-2 y UNE 1363-3, proporcio- nan las características que deben cumplir los ensayos para caracterizar en cuanto a resistencia al fuego de los elementos constructivos, así como las car- acterísticas del horno de ensayo, curva de temperatura-tiempo que deben sufrir los elementos a ensayar, propiedades a medir, etc. De esta manera la resistencia al fuego de un elemento se expresa mediante una relación de propiedades físicas (criterios) junto con el tiempo mínimo en la que estas propiedades se conservan bajo la acción de un incendio tipo. El horno tendrá que sufrir un incremento de temperatura según la curva definida por la fórmula g=20+345 log10 (8t+1), lo cual representa la evolu- ción de un incendio en interior, y por tanto las condiciones que deben ser soportados por los elementos constructivos. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 683
  • 50. Además de esta curva, para casos especiales, existen otras que proporcio- nan simulaciones de otro tipo de incendios, y serían usadas únicamente en casos muy concretos en los que se determine suficientemente que estas condi- ciones se ajustan mejor a las condiciones que pueda sufrir el elemento con- structivo en cada caso concreto: A la hora de realizar el ensayo para caracterizar el elemento correspondi- ente se medirán diversos factores para comprobar el comportamiento en caso de incendio: Deformación Se medirá la deformación producida en elemento ensayado, con unos intervalos de 1 minuto, desde el principio del ensayo. En elementos que trabajan a flexión, es decir horizontales en carga (vigas, forjados,…) se medirá dicha deformación en el punto de máxima flexión hacia abajo, por ejemplo en el caso de una viga simplemente apoyada, sería en la fibra central inferior del mismo. En elementos verticales en carga, es decir que trabajan fundamentalmente a compresión (pilares, muros, tabiques,…), la deformación se medirá como el incremento o decremento sobre la altura original del elemento. De esta manera podrá comprobarse la falta de capacidad portante, cuando se supere una velocidad de deformación determinada o que se produzca una deformación excesiva que determine el fallo del elemento. 684 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 51. Estos límites para los elementos en carga en flexión son: Siendo L la distancia entre apoyos en mm, y d la distancia desde entre el límite de trabajo en compresión y tracción en la sección estructural en mm Y para los elementos en carga a compresión: Siendo h la altura inicial en mm del elemento. Integridad del elemento Para medir la integridad del elemento, es decir que no se produzcan defor- maciones, pandeos u otros comportamientos similares que hagan posible la propagación del incendio a través de un elemento sectorizador, se medirán tres variables: • Ignición de un tampón de algodón por efecto de los gases calientes que pueden atravesar el elemento. • Paso de una galga de 6 mm de espesor en una apertura de un ancho de 150 mm, o paso de una galga de 25 mm de espesor en cualquier punto. • Presencia de llama sostenida en la cara no expuesta del elemento ensayado. Aislamiento Térmico Se mide la capacidad de evitar la propagación del incendio a través de un elemento debido a la limitación de las temperaturas existentes en la cara no expuesta al incendio, siendo los valores máximos admisibles los siguientes: La temperatura media de la cara no expuesta no supere 140º la temperatu- ra media inicial (antes de comenzar el ensayo) EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 685
  • 52. La temperatura de ningún punto de la cara no expuesta supere 180º la tem- peratura media inicial. 4.3.2.- Caracterización de los elementos de construcción en cuanto a su resistencia al fuego Tras la publicación del RD 312/05, el cual ha sido recientemente modifica- do por el RD 110/08, de 1 de febrero de 2008, la caracterización de los elemen- tos de construcción cambia sustancialmente, al pasar de un sistema de clasifi- cación nacional a uno igual para todo el ámbito de la Comunidad Europea. Hasta la entrada en vigor del mismo, la clasificación de los elementos en cuanto a resistencia al fuego era distinta para cada país de la Comunidad Europea. En España las características físicas por la que se clasificaban los elementos de construcción era la siguiente: • Estabilidad al Fuego (EF), lo que significaba que durante un tiempo determinado, el elemento mantenía su capacidad portante, es decir, que se garantizaba que la estructura no iba a colapsar total o parcialmente. • Característica de Parallamas (PF), lo que significaba que durante un tiem- po determinado el elemento mantenía su capacidad portante, y además su integridad, es decir que no se deformaba para evitar la propagación del incendio debido al flujo de gases calientes al lado no expuesto. • Resistente al Fuego (RF), lo que significaba que durante un tiempo determinado el elemento mantenía, además de lo mencionado en los dos puntos anteriores, un grado suficiente de aislamiento térmico en la cara no expuesta al incendio. Un elemento se caracterizaba por tanto por las letras que simbolizan la car- acterística correspondiente (EF, PF o RF) seguida por un número que indica- ba el tiempo mínimo en minutos que cumplía con estos requisitos. Estos tiem- pos estaban normalizados y eran de 30, 60, 90, 120, 180 y 240 minutos. Ejemplos: Pilar de hormigón - EF-120 Puerta resistente al fuego - RF-60 Puerta de ascensor - PF-30 686 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 53. Como se acaba de indicar, esta clasificación, ha sido anulada por una más compleja y exhaustiva, en la que aumentan de manera significativa los valores medidos y las características exigibles a los productos de construcción. Con el sistema actual, la caracterización del producto queda reflejada en una codificación formada por letras y números, que proporciona mayor riqueza de información. Las características más importantes que pueden ser medidas son las siguientes: - Capacidad Portante, indicado por la letra R, se alcanza cumpliendo los requisitos de deformación y velocidad de deformación máxima anterior- mente indicadas. - Integridad, indicado por la letra E - Aislamiento térmico, indicado por la letra I (I2, en el caso de puertas, en el que las características del ensayo son ligeramente distintas) - Atenuación de la radiación, indicado por la letra W, debiendo el elemen- to permitir el paso de una radiación inferior a 15 kW/m2 a su través. El cumplimiento de las características de aislamiento térmico (I) implica el cumplimiento de esta característica de atenuación de la radiación. - Acción Mecánica, indicada por la letra M, mide la capacidad del elemen- to para soportar un impacto tras el tiempo de ensayo, sin perjudicar sus características R, E ó I. - Cierre Automático, indicado por la letra C, proporciona una información adicional sobre el funcionamiento del cierre automático del elemento con- creto, habitualmente una puerta. El sistema deberá funcionar sin necesi- dad de alimentación eléctrica, y se realizará un número de aperturas en función de la categoría de la misma. Tras ello, se realiza el ensayo para caracterizar el elemento.La clasificación va de C0 a C5, siendo esta últi- ma la más restrictiva, ensayándose tras 200.000 ciclos de uso. - Estanqueidad a humos, indicado por la letra S, indicándose la estanquei- dad al paso de humos a su través, ya sea con humos a 20º C (Sa) o a 200ºC (S200) Otras características menos frecuentes son: EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 687
  • 54. G - Resistencia al fuego de hollín en chimeneas K - Capacidad de protección contra incendios de revestimientos de protec- ción contra igniciones u otros daños F - Funcionamiento de extractores de humos mecánicos B - Funcionamiento de extractores de humos pasivos (exutorios) P - Continuidad de la señal eléctrica D - Durabilidad a temperatura constante de elementos como barreras de humos (En España se usará la D600, es decir, a 600º C) DH - Durabilidad según la curva temperatura/tiempo en elementos como barreras de humos La nomenclatura habitual sigue un formato como este: Inicialmente una combinación de los valores R (Estabilidad), E (Integridad) y I (Aislamiento Térmico) ó W (Atenuación de la radicación) Un valor de tiempo durante el cual se cumplen las condiciones. Estos tiem- pos son normalizados y son los siguientes: 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 ó 300 minutos Valores adicionales sobre resistencia a la acción mecánica (M), cierre automático (C ) ó estanqueidad a humos (S). En el caso de que no tenga ninguno de estos valores adicionales no aparecería ninguna letra. Posteriormente se puede añadir el tipo de curva temperatura-tiempo seguida en el ensayo. Si no se indica nada, la curva es la estándar, en caso contrario serían: IncSlow - Curva de calentamiento lento sn - Curva de fuego semi-natural ef - Curva de fuego exterior r - Temperatura constante (20º C, 200º C, 500º C ó 1.000º C) 688 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 55. 4.3.3.- Resistencia al fuego de los principales elementos de construcción La mayoría de los elementos constructivos deben estar caracterizados en cuanto a sus condiciones de resistencia al fuego. Gran cantidad de ensayos ya se encuentran disponibles, y son equivalentes a nivel europeo, no obstante la normativa que regula estos extremos está actualmente en desarrollo, por lo que algunas de las clasificaciones indicadas a continuación aún no disponen de norma publicada, estando en estado de pre-norma ó aún no han sido aprobadas en España. Elementos portantes sin funciones de sectorización Elementos: Vigas, columnas, pilares, escaleras,… Nomenclatura actual: R Nomenclatura anterior: EF Elementos portantes con funciones de sectorización Elementos: Muros de carga, forjados, cubiertas Nomenclatura actual: REI, y en ocasiones especiales REI-M (sólo paredes) ó REW Nomenclatura anterior: RF Elementos no portantes, con o sin funciones de sectorización: Elementos: Particiones, Techos no portantes (*), Muros exteriores no portantes. Nomenclatura actual: EI, en ocasiones especiales EW ó EI-M Nomenclatura anterior: RF (*) En este caso debe indicarse además si el fuego está encima del techo (a - b), bajo el techo (a - b) o en ambos sentidos (a - b) Elementos: Muros cortina(*) Nomenclatura actual: E, EI ó EW Nomenclatura anterior: No se contemplaban estos elementos. (*) En este caso debe indicarse además si el fuego es interior (i - o), exterior (o - i) o en ambos sentidos (o - i). Elementos: Puertas resistentes al fuego Nomenclatura actual: EI2, E ó EW (Se le puede añadir la característi- ca C de cierre automático) Nomenclatura anterior: RF ó PF EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 689
  • 56. Elementos: Puertas corta-humos Nomenclatura actual: S200 ó Sa. (También se puede añadir esta carac- terística a una puerta resistente al fuego) Nomenclatura anterior: No se contemplaban estos elementos. Elementos: Conductos de instalaciones (*) Nomenclatura actual: EI ó E Nomenclatura anterior: RF (*) En este caso debe indicarse además si el fuego es interior (i - o), exterior (o - i) o en ambos sentidos (o - i), y si el ensayo en posición vertical (ve), horizontal (ho) ó ambos. Elementos: Conductos para control de calor y humos Nomenclatura actual: EI, cuando atraviesan sectores de incendio (*) y E600 , cuando únicamente circulan por un sector. Nomenclatura anterior: No se contemplaban estos elementos. (*) En este caso debe indicarse además si el ensayo en posición vertical (ve), horizontal (ho) ó ambos y se puede añadir la restricción suplementaria de estanqueidad a humos (S) Elementos: Compuertas sectorizadotas para conductos de control de calor y humos Nomenclatura actual: E ó EI Nomenclatura anterior: RF Elementos: Extractores mecánicos de control y humos Nomenclatura actual: F400 Nomenclatura anterior: No se contemplaban estos elementos Elementos: Barreras de humos Nomenclatura actual: D600 Nomenclatura anterior: No se contemplaban estos elementos Elementos: Exutorios pasivos de humos Nomenclatura actual: B600 Nomenclatura anterior: No se contemplaban estos elementos 4.3.4.- Requerimientos actuales en cuanto a resistencia al fuego 4.3.4.1.- Normativa de aplicación La normativa que regula la resistencia y la reacción al fuego en España data de principios de los años 80, no existiendo prácticamente ninguna nor- 690 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 57. mativa que regulara las condiciones de seguridad contra incendios de los edificios, salvo algunas ordenanzas municipales de finales de la década de los 70. La primera norma básica de la edificación, y por tanto de obligado cumplimiento, que regulaba estas condiciones, fue la NBE-CPI/81, a estas le siguieron la NBE-CPI/82, NBE-CPI/91 y NBE-CPI/96. En todas ellas se daban las condiciones, tanto de protección pasiva, como de protección activa de los edificios de diversos usos, pero dejando siempre fuera al uso industrial, el gran olvidado históricamente de la protección con- tra incendios. Este uso, finalmente quedó regulado en 2004 según el Reglamento de Seguridad contra Incendios en Establecimientos Industriales. Además, la última revisión de la CPI fue anulada en 2006 por el Código Técnico de la Edificación, actual normativa de obligado cumplimiento para los edificios de uso no industrial. En ambos reglamentos, CTE y RSCIEI, se determinan por tanto las condi- ciones que deben cumplir los edificios en cuanto a su seguridad contra incendios, tanto desde el punto de vista estructural, como de sectorización, evacuación, uso de materiales en función de su combustibilidad, instalaciones de protección con- tra incendios, evacuación de humos, accesibilidad para bomberos, etc. 4.3.4.2.- Valores mínimos de resistencia al fuego A la hora de determinar cuales son los valores mínimos de resistencia al fuego es necesario valorar el riesgo del edificio o la zona del mismo, de esta manera ponderando una serie de variables se determina que un mayor riesgo necesita una mayor protección contra incendios, tanto de protección activa, como pasiva. En primer lugar es necesario determinar el uso del edificio o zona del mismo: • Si el uso es industrial o un almacenaje de grandes dimensiones (carga de fuego almacenada superior a 3.000.000 MJ) los requerimientos serán según el Reglamento de Seguridad contra Incendios en Establecimientos Industriales EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 691
  • 58. • Si el uso es: o Administrativo, incluyendo centros de salud ambulatorios o Comercial o Docente o Aparcamientos, de más de 100 m2 de superficie o Hospitalario, incluidas residencias geriátricas o De Pública Concurrencia o Residencial Público, es decir hotelero o Residencial Vivienda o Otros usos similares En estos casos, la normativa a aplicar sería el Código Técnico de la Edificación. 4.3.4.2.1.- Uso “no industrial” Si el uso que estamos estudiando es “no industrial”, es decir, que sea de aplicación el Código Técnico de la Edificación, las restricciones que deben cumplirse en cuanto a resistencia al fuego de elementos constructivos son las siguientes: • Se limita el tamaño máximo del sector de incendio, en función del uso. • Se determina la resistencia al fuego mínima que tienen que tener los elementos sectorizadores • Se determina la estabilidad al fuego mínima que tiene que tener la estructura. • Se determinan la estabilidad y resistencia al fuego que tienen que tener la estructura y elementos delimitadores de locales de riesgo especial. 692 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 59. 4.3.4.2.1.1.- Sectores de incendio máximos Estas superficies pueden duplicarse cuando estén protegidas con una insta- lación automática de extinción que no sea exigible. 4.3.4.2.1.2.-Resistencia mínima de los elementos sectorizadores Particiones Los principales elementos sectorizadores son las paredes, suelos y techos. Los primeros pueden ser elementos no estructurales, conformados por cer- ramientos de diversos materiales. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 693
  • 60. (1) El 180, si h>28m Los tabiques de ladrillo son elementos con un gran comportamiento en el incendio, por lo que son fácilmente alcanzables los valores exigidos, como puede observarse en la tabla siguiente: Cada vez más se está usando en mayor cantidad de edificaciones cer- ramientos de otro tipo de material (placas de escayola, planchas de diversos materiales con elementos aislantes en el interior,…) Estos elementos deben estar ensayados para garantizar los valores exigibles. Un fallo común en la sectorización, se produce cuando los tabiques no alcanzan el forjado superior, sino que “mueren” en el falso techo, creán- dose una comunicación entre sectores que no es observable a simple vista, y que puede producir propagaciones del incendio de manera totalmente inadvertidas. 694 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 61. Puertas de paso Las puertas de paso entre sectores debe ser, en tiempo la mitad del elemen- to sectorizador que atraviesa. En el caso de que el paso de un sector a otro se haga a través de un vestíbu- lo, es decir, de dos puertas resistentes al fuego, situadas una a continuación de la otra, cada una de las dos puertas debe tener un tiempo de resistencia al fuego de al menos la cuarta parte del elemento sectorizador. Por tanto las características de las puertas deben ser: EI2 t/2-C5 ó EI2 t/4-C5 Para poder garantizar la sectorización, las puertas deben estar cerradas en caso de incendio para ello se permiten dos soluciones: Si la puerta permanece habitualmente cerrada, debido al uso y fun- cionamiento del edificio, deberá disponer de un sistema de cierre automático, de manera, que tras su apertura la puerta retorne a su posición inicial, garan- tizando la sectorización. Si el hueco dispone de dos puertas, debe disponer de un selector de hojas de cierre que garantice que las dos hojas cierran en el orden correcto. En el caso en que la puerta tenga un uso intensivo, y por tanto, deba per- manecer abierta deberá garantizarse la sectorización mediante un sistema de retenedores. Estos elementos soportan la o las puertas abiertas mediante un electroimán fijado a la pared. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 695
  • 62. En caso de incendio, cuando la instalación de detección automática de incendios se activa, manda una orden a los retenedores magnéticos para que cese su funcionamiento, cerrándose la misma mediante el sistema de cierre automático. El sistema debe funcionar en caso de ausencia de energía eléctrica, por lo que en caso de fallo en el suministro, todas las puertas se cerrarían. Las puertas, a la hora de ser ensayadas deben serlo junto con su marco, de manera que el conjunto es el cumple con las condiciones de sectorización. Si se instalara una puerta sobre otro marco, las condiciones de integridad podrían variar, y no cumplir su función durante el tiempo requerido. Para conseguir estas condiciones de integridad, la mayoría de las puertas, disponen de un burlete perimetral constituido por un elemento intumescente, de manera que al aumentar la temperatura, aumenta su volumen, impidiendo el paso de gases calientes por las rendijas entre marco y puerta. También existen puertas con elementos acristalados. Del mismo modo, estos deben ser ensayados junto con la puerta. En muchas ocasiones, para conseguir las condiciones de aislamiento térmico, los cristales disponen de varias capas (vidrio laminado), entre los cuales se coloca un gel transparente. Este gel, al aumentar la temperatura se opaca, de manera que obstaculiza el paso del calor a su través, permitiendo alcanzar tiempos mayores de cumplim- iento de las especificaciones de resistencia al fuego. 696 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 63. Vidrios El uso de elementos vidriados para conseguir sectorizaciones, debe hac- erse con sistemas similares a los indicados en el párrafo anterior, con la único inconveniente de que su coste es muy elevado. Paso de instalaciones Uno de los fallos más habituales que suele producirse en la sectorización de los edificios es el que se produce a través de las instalaciones, ya que a menudo no están bien ejecutadas o protegidas y el paso de humo y gases calientes de un sector a otro no es impedido. El paso de tubos, cables eléctricos, instalaciones de ventilación, conduc- ciones de elementos fungibles (como el PVC), patinillos de instalaciones, etc, son los responsables en muchos casos de la gravedad de los incendios. Para evitar esta problemática, es obligatorio cerrar cualquier penetración en un elemento sectorizador que supere los 50 cm2. El elemento o material usado debe disponer al menos de la misma EI que el elemento sectorizador. En el mercado existen multitud de elementos que cumplen con estos requerimientos, entre los que se destacan: EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 697
  • 64. • Sellados para bandejas de cables • Siliconas incombustibles • Collarines y anillos intumescentes para conductos fungibles • Rejillas intumescentes • Almohadillas intumescentes 698 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 65. Conductos de Ventilación Otro de los elementos de mayor peligrosidad en cuanto al posible fallo de la sectorización se da en los conductos de ventilación. Pueden darse tres casos fundamentalmente: • Que la instalación sirva para climatizar el edificio y circule por un único sector de incendio • Que la instalación sirva para climatizar el edificio y circule por var- ios sectores de incendio, atravesándolos. • Que la instalación sirva para evacuar gases y humos del incendio Climatización en un único sector En este caso no hay necesidad de cumplir ninguna prescripción en cuanto a las características de la instalación. Un incendio existente en el sector donde se encuentran los conductos no tendría riesgo de propagarse a otro sector a través de dicha instalación, ya que no lo atraviesa. No obstante, sería recomendable que caso de detectar un incendio, los ven- tiladores o extractores de la instalación pararan para evitar el movimiento de gases dentro del sector, generando flujos turbulentos que harían empeorar sensiblemente la visibilidad, aumentaría el área ocupado por los humos y se podrían producir otros focos de incendio más fácilmente. Climatización atravesando varios sectores En este caso existe un riesgo de propagación del incendio a los sectores adyacentes a través de los propios conductos, o si el paso del conducto de un sector a otro está mal ejecutado y existen rendijas o huecos por los que puede circular el humo y los gases. Para evitar esto se deben disponer elementos sectorizadores en el interior de los conductos, situados sobre el cerramiento que delimita los sectores. Estos elementos están conformados por una placa resistente al fuego que en condiciones normales se encuentra en una posición que posibilita el paso EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 699
  • 66. del aire, y en caso de incendio corta el hueco de paso, funcionando de man- era automática en caso de detectarse humo en el interior del conducto. Mediante este sistema, aunque los conductos no resistan el incendio y se destruyan o deterioren, la sectorización queda garantizada. Al igual que en el caso contrario, y en este caso con mayor necesidad, en caso de incendio debe apagarse los sistemas mecánicos de ventilación o extracción. Conductos para la evacuación de humos y gases En el caso de que exista una instalación para evacuación de humos en caso de incendio, como es habitual en garajes, la extracción no puede pararse en caso de incendio, ni puede obturarse los huecos de paso, es por ello que el sis- tema debe ser en sí resistente al incendio: • Los conductos deben resistir el fuego durante un tiempo determinado, (tanto en su interior, como en su exterior) habitualmente 90 minutos, que garantice las conducciones de gases al exterior y el no deterioro de las mismas, lo que supondría posibles fallos en la sectorización, por ejemplo al atravesar un conducto desde un garaje subterráneo hasta la última planta de un edificio de viviendas que hubiera sobre este. Los conductos habituales y existentes hasta hoy en día, de chapa, no cumplen con estos parámetros. • Los extractores deben ser capaces de mover gases calientes (a 400º C) durante 90 minutos 700 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 67. • En el caso de existir impulsores de aire fresco del exterior, estos no tendrían que cumplir ningún requisito si se encuentran en el exte- rior del edificio, ya que no les podría afectar un posible incendio, y el aire que trasegarían siempre sería “frío”, al ser el procedente de la calle. Medianerías Los elementos medianeros entre edificios y entre sectores, deben cumplir una serie de características para conseguir una sectorización efectiva. No es extraño que en incendios en naves industriales adosadas se produz- ca una propagación del mismo de una nave a otra, cuando el muro medianero cumple con los requerimientos exigidos. El problema está en que el fuego puede romper la cubierta de la nave (que no tiene que cumplir ninguna restricción en cuanto a resistencia al fuego) en la zona medianera, y alcanzando la cubierta de la siguiente nave, pudiéndose propagar fácilmente. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 701
  • 68. Un caso similar puede ocurrir con un forjado que separe dos sectores. El incendio no atravesará el forjado, pero si puede salvarlo por la fachada, pasan- do desde una ventana en el sector inferior a otra en el superior que se encuen- tren demasiado cerca. Otra posible propagación puede darse, simplemente por radiación del calor producido en un incendio hacia otro sector o edificio que se encuentre demasiado próximo. Para contrarrestar estas situaciones, se deben cumplir las siguientes condiciones: • Las medianerías deben ser al menos EI 120 (120, 180 y 240, en caso industrial, en función del nivel de riesgo intrínseco) • En los encuentros de medianería con cubierta, al menos una franja de un metro de ancho debe ser EI 60, o que la medianería supere en 60 cm (100 cm, en el caso industrial) la cubierta • En los encuentros de forjado con fachada, cuando el forjado separa un sector de otro, al menos una franja de un metro de ancho debe ser EI- 60. Si se coloca una cornisa que dificulta la propagación del incendio, esta franja de un metro puede reducirse en la misma cantidad que sobresalga la cornisa. 702 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 69. 4.3.4.2.1.3.- Estabilidad al fuego de la estructura Para cumplir con los requerimientos en cuanto a estabilidad al fuego de los elementos estructurales, los edificios habitualmente se diseñan con estruc- turas cuya R supere un cierto valor. También está permitido el estudio concreto del escenario del incendio mediante modelos de incendio parametrizados, teniendo en cuenta la posibil- idad o no de fuegos únicamente localizados, otras curvas de temperatura/tiempo que se ajusten mejor a la realidad, el estudio de los mate- riales según los Eurocódigos, etc. En estos casos muy concretos, se puede tratar de demostrar que el incen- dio que realmente se produciría en un edificio concreto pueden ser menos vir- ulentos que en el caso de la curva de temperatura/tiempo estándar, y por tanto que los requerimientos de la estabilidad al fuego de los elementos estruc- turales son menores. No obstante, este caso, habitualmente únicamente será estudiado y valida- do en edificios donde la ventilación, volúmenes y limitación de elementos combustibles disponibles en caso de incendio hace presumible un incendio sensiblemente menos peligroso que en los casos generales. Lo normal es que el edificio se considere suficientemente seguro si los for- jados, vigas y pilares, es decir, los elementos estructurales principales alcan- zan un valor mínimo, indicado en la siguiente tabla, en función del uso y la altura de evacuación del mismo. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 703
  • 70. En cuanto a los forjados (que pueden considerarse como suelo de una planta o techo de la inferior), deben cumplir las especificaciones del uso en que el que son considerados como techos, ya que, en caso de incendio, debido al movimiento ascendente de los humos y gases, sufrirán más las temperat- uras por la acumulación de calor en las capas altas: Un caso especial es el de las cubiertas ligeras. Se considera que una cubierta es ligera cuando su carga permanente es inferior a 1 kN/m2 (100 kg/m2 ), no está prevista para servir como elemento de evacuación y su altura es inferior a 28 metros. 704 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 71. En este caso, las cubiertas ligeras y sus soportes, podrán ser únicamente R 30 cuando su fallo no pueda ocasionar daños graves a los edificios próximos, no comprometa la estabilidad de plantas inferiores ni la compartimentación de los sectores de incendio. Es por ello que edificios con este tipo de cubierta (habitualmente estruc- turas metálicas de cerchas) proporciona una seguridad bastante limitada a los intervinientes, ya que se puede producir un desplome total o parcial del mismo en el transcurso de la intervención. 4.3.4.2.1.4.- Locales de riesgo especial Dentro de los edificios existen zonas donde el riesgo de incendio, es más intenso que en el resto del mismo, ya sea por una mayor acumulación de ele- mentos combustibles como por un mayor riesgo de iniciación del incendio. En estas zonas las exigencias son mayores que en el resto del edificio, y están tipificadas según las tablas que se indican a continuación. Además, es necesario cumplir con las prescripciones dadas por la reglamentación específica de cada una de las instalaciones que estén ubicadas en el edificio. En función de la caracterización hecha, el local se cataloga como de riego especial Bajo, Medio o Alto, debiendo cumplir una serie de prescripciones en cuanto a resistencia al fuego. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 705
  • 72. Los locales especiales de uso comercial, son habitualmente almacenes. Estos deben catalogarse según la densidad de carga de fuego ponderada y corregida que viene recogida en el Reglamento de Seguridad contra Incendios en Establecimientos Industriales, indicándose en este caso, en fun- ción de este valor, la superficie máxima que puede tener el local, en función de si dispone o no de instalación automática de extinción y de si la evac- uación es en sentido ascendente, si por ejemplo el almacén se encuentra en un sótano, o descendente. Los condicionantes sobre la sectorización y resistencia estructural vienen resumidos en el siguiente esquema: 706 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 73. 4.3.4.2.2.- Uso Industrial Si el uso del edificio es industrial o de almacenamiento sin actividad com- ercial es de aplicación el Reglamento de Seguridad contra Incendios en los Establecimientos Industriales. En este caso para obtener los valores de tamaño de sector máximo, resistencia al fuego de los elementos sectorizadores y la estabilidad al fuego de la estructura es necesario caracterizar el riesgo del establecimien- to en función de su ubicación, de la carga de fuego y del riesgo de acti- vación existente. 4.3.4.2.2.1.- Caracterización de los establecimientos industriales En primer lugar el establecimiento industrial se cataloga en función de donde está ubicado en el edificio: TIPO A: Establecimiento ubicado en un edificio en el que existen otros establecimientos industriales o no industriales. Por ejemplo, un taller ubicado en los bajos de un edificio de viviendas o una nave adosada a otras cuando la estructura medianera es común a los dos establecimientos. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 707
  • 74. TIPO B: Establecimiento ubicado en un edificio exclusivo, adosado a otros edificios o a una distancia inferior de 3 metros. En el caso de naves adosadas, están únicamente serán tipo B en el caso en que su estructura no sea compartida, es decir, los pilares medi- aneros no sean comunes a las naves anexas. Si la estructura es compartida (como en la fotografía superior), cada establecimiento industrial se clasificaría como tipo A. TIPO C: Establecimiento ubicado en un edificio exclusivo, situado a más de 3 metros del edificio más próximo, ya sea industrial o no industrial 708 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 75. Posteriormente se calcula su nivel de riesgo en función de la carga de fuego, la combustibilidad de los elementos existentes en su interior y el ries- go de incendio en función de cual sea la actividad que en él se desarrolla. Para el cálculo de la carga de fuego se puede optar por varias opciones: - Calculando la carga de fuego de todos los elementos combustibles exis- tentes en el sector de incendio, es decir sumando la carga de fuego exis- tente de cada tipo de combustible, multiplicado por un factor corrector en función de lo fácil o difícil es que este combustible salga ardiendo (combustibilidad), y luego todo multiplicado por otro factor que nos indica la peligrosidad de la actividad (Riesgo de activación): QS = densidad de carga de fuego, ponderada y corregida, del sector, en MJ/m2 o Mcal/m2 . Gi = masa, en kg, de cada uno de los combustibles (i) que existen en el sector (incluidos los materiales constructivos combustibles). qi = poder calorífico, en MJ/kg o Mcal/kg, de cada uno de los com- bustibles (i) que existen en el sector de incendio. Ci = coeficiente adimensional que pondera el grado de peligrosidad (por la combustibilidad) de cada uno de los combustibles (i) que existen en el sector de incendio. Ra = coeficiente adimensional que corrige el grado de peligrosidad (por la activación) inherente a la actividad industrial que se desar- rolla en el sector de incendio, producción, montaje, transforma- ción, reparación, almacenamiento, etc. A = superficie construida del sector de incendio o superficie ocupada del área de incendio, en m2. - Calculando la carga de fuego en función de las actividades industriales que se desarrollan en el sector de incendio, de una manera similar, sumando la carga de fuego que tiene cada actividad que se desarrolla en EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 709
  • 76. el sector, multiplicada por un factor corrector en función de la com- bustibilidad de los elementos en esta existentes y corregida nuevamente por el riesgo de activación de la actividad más peligrosa que se de en el sector (siempre que ocupe más del 10% de la superficie del sector): QS = densidad de carga de fuego, ponderada y corregida, del sector, en MJ/m2 o Mcal/m2 . qsi = densidad de carga de fuego de cada zona con proceso diferente según los distintos procesos que se realizan en el sector de incen- dio (i), en MJ/m2 o Mcal/m2 . Si = superficie de cada zona con proceso diferente y densidad de carga de fuego, qsi diferente, en m2 . Ci = coeficiente adimensional que pondera el grado de peligrosidad (por la combustibilidad) de cada uno de los combustibles (i) que existen en el sector de incendio. Ra = coeficiente adimensional que corrige el grado de peligrosidad (por la activación) inherente a la actividad industrial que se desarrolla en el sector de incendio, producción, montaje, trans- formación, reparación, almacenamiento, etc. - Calculando la carga de fuego para actividades de almacenamiento que se desarrollan en el sector de incendio: QS = densidad de carga de fuego, ponderada y corregida, del sector, en MJ/m2 o Mcal/m2 . qvi = carga de fuego, aportada por cada m3 de cada zona con diferente tipo de almacenamiento (i) existente en el sector de incendio, en MJ/m3 o Mcal/m3 . 710 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 77. Ci = coeficiente adimensional que pondera el grado de peligrosidad (por la combustibilidad) de cada uno de los combustibles (i) que existen en el sector de incendio. hi = altura del almacenamiento de cada uno de los combustibles, (i), en m. si = superficie ocupada en planta por cada zona con diferente tipo de almacenamiento (i) existente en el sector de incendio en m2 . Ra = coeficiente adimensional que corrige el grado de peligrosidad (por la activación) inherente a la actividad industrial que se desar- rolla en el sector de incendio, producción, montaje, transforma- ción, reparación, almacenamiento, etc. Los valores de carga de fuego de las distintas actividades o de diverso materiales y riesgo de activación inherente a cada actividad industrial pueden obtenerse de las tablas indicadas en el propio reglamento (procedentes, a su vez, del método Gretener). El coeficiente que pondera la peligrosidad de los combustibles son los siguientes: Ci = 1,6 (Peligrosidad alta) • Gases licuados • Líquidos inflamables, con punto de inflamación inferior a 38º C • Sólidos con punto de inflamación inferior a 100º C • Gases inflamables • Productos que puedan auto inflamarse a temperatura ambiente • Ejemplos: Alcoholes, Barnices, Licores, Flúor, Gasolina, Hidrógeno,… Ci = 1,3 (Peligrosidad media) • Líquidos inflamables, con punto de inflamación inferior entre 38º C y 100º C • Sólidos con punto de inflamación inferior entre 100º C y 200º C • Sólidos que emiten gases inflamables • Ejemplos: Aceites lubricantes, Azúcar, Azufre, Café, Cartón, Caucho, Celulosa, Corcho, Madera, Paja, Papel, Tabaco, Tejidos, Gasoil,… EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 711
  • 78. Ci = 1,0 (Peligrosidad baja) • Líquidos inflamables, con punto de inflamación superior a 100º C • Sólidos con punto de inflamación superior a 200º C • Ejemplos: Amoniaco, Yeso, Cemento, Hormigón, Jabón, Lejía,… Una vez calculado la carga de fuego ponderada y corregida, el nivel de riesgo viene graduado en Bajo (niveles 1 y 2), Medio (niveles 3, 4 y 5) y Alto (niveles 6, 7 y 8), según la siguiente tabla: Si el establecimiento consta de varios sectores, la carga de fuego pondera y corregida, se calculará sumando las cargas de fuego ponderada y corregida de cada uno de los sectores, proporcionalmente a al área que ocupa cada sector: Pudiéndose entonces, calcular el nivel de riesgo del establecimiento completo. Ejemplo de Cálculo Instalación industrial donde se elaboran y distribuyen productos termina- dos de artículos de artesanía de madera. Consta de un solo recinto (750 m2) con tres distintos sectores de incendios: Primer sector: • Superficie construida: 500 m2 • Actividad: Almacenamiento de 20.000 Kg de madera en troncos y 5.000 Kg de madera en tablas. 712 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 79. Madera • qi = 16,7 MJ/kg (Tabla 1.4) • Ci = 1,0 (Sólidos con Tinf > 200º C) (Tabla 1.1) Actividad: Almacenamiento de Madera • Ra = 3,0 (Tabla 1.2) Segundo sector: • Superficie construida 150 m2 • Actividad: Elaboración y fabricación de las piezas de artesanía: o Labores de serrado (20 m2 ) o Tallado (100 m2 ) o Pulimentado (20 m2 ) o Impregnación (10 m2 ). Se toma el Ra mayor, siempre que la actividad supere el 10% de la superficie. EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 713
  • 80. Tercer sector: • Superficie construida 100 m2 • Actividad: Almacén de piezas terminadas (10 estantes, 0,5x5x3) y expedición de artículos a mayoristas( 5 estantes, 0,5x5x2). Almacenamiento de madera • qv = 4.200 MJ/m3 (Tabla 1.2) • Ra = 3,0 (Riesgo Alto) (Tabla 1.2) • Ci = 1,0 (Sólidos con Tinf > 200º C) (Tabla 1.1) Establecimiento: • Superficie construida 750 m2 • Cargas de fuego corregidas y ponderadas por sectores: o Sector 1 (500 m2 ) - 2.505 MJ/m2 o Sector 2 (150 m2 ) - 1.020 MJ/m2 o Sector 3 (100 m2 ) - 12.600 MJ/m2 NIVEL DE RIESGO: 714 • FORMACIÓN FSAP-CC.OO.
  • 81. Establecimiento ............3.554 MJ/m2 ..............................ALTO (6) Sector 1 ..........................2.505 MJ/m2 ..............................MEDIO (5) Sector 2 ..........................1.020 MJ/m2 ..............................MEDIO (3) Sector 3 ..........................12.600 MJ/m2 ............................ALTO (7) En función del nivel de riesgo del sector y del tipo de configuración del edificio, se disponen ubicaciones no permitidas, por entenderse que el riesgo no es admisible, así como tamaños máximos de sectores de incendio. En el caso industrial los sectores de incendio permitidos son mayores, por dos motivos, uno que la ocupación normalmente es menor, las personas cono- cen el lugar y la evacuación es más sencilla, y que el proceso industrial nece- sita a menudo mayores superficies para poder desarrollarse. No están permitidos sectores con los siguientes niveles de riesgo: • Configuración TIPO A o NRI Alto o NRI Medio, en plantas bajo rasante o NRI Medio, cuando la fachada accesible a bomberos sea inferior a 5 metros o Cualquiera si la altura de evacuación supera los 15 metros • Configuración TIPO B o NRI Alto (Nivel 8) o NRI Alto (Nivel 7), si la altura de evacuación supera los 15 metros o NRI Medio o Alto, cuando la fachada accesible a bomberos sea infe- rior a 5 metros o Cualquiera ubicada en segunda planta bajo rasante EDIFICACIÓN: ESTABILIDAD Y RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS • 715