Normativa vigente y uso de los certificados de pinturas o barnices intumescentes que confieren resistencia al fuego en estructuras portantes de madera

El servicio técnico de Aithon Ricerche realiza los informes con todos estos cálculos estructurales gratuitamente y sin ningún compromiso.

Fuente: Aithon Ricerche

 

El Eurocódigo 5 es la normativa europea de referencia que regula la proyectación de las estructuras construidas en madera y ha sido trasferida íntegramente en los diferentes documentos básicos del CTE, entre ellos, el DB de Seguridad en caso de incendio (DB SI del CTE). Esta normativa establece que las pinturas o barnices intumescentes usados para la proteccion de estructuras portantes de madera deben ser ensayados bajo las condiciones descritas en la norma ENV 13381-7 (v. Eurocódigo 5- ES EN 1995-1-2, 3.4.3.1, Nota 1).

Las estructuras de madera durante un incendio reducen su sección debido al proceso de carbonización. Dicho proceso sucede a una velocidad constante hasta el punto de colapso de la estructura. El colapso de la estructura tiene lugar cuando la sección reducida es inferior a la sección minima capaz de soportar la carga estructural.

La protección de la estructura de madera con un intumescente permite reducir la velocidad en la que la madera se carboniza. De este modo, la sección reducida de la madera protegida después de un determinado tiempo de exposición al fuego será mayor que la sección reducida sin un sistema de protección y el colapso de la estructura sucederá posteriormente. Las velocidades de carbonización se encuentran tabuladas en el Eurocódigo 5 y en el DB SI del CTE.

En los certificados emitidos por los laboratorios como resultado de las pruebas realizadas siguiendo las especificaciones de la normativa ENV 13381-7 se encuentran los parámetros ß’, ß» y k. Los valores de ß’ representan la velocidad de carbonización de una madera estándar usada en la prueba y que viene establecida por la normativa ENV 13381-7. Los valores de ß» representan la velocidad de carbonización de dicha madera estándar protegida con varios gramajes del intumescente. El parámetro k o ratio de carbonización, es un coeficiente adimensional resultado de la relación ß»/ß’. El parámetro k se aplica a todo tipo de madera y se usa en los cálculos de Resistencia al fuego como factor de corrección de la velocidad de carbonización.

Para realizar el cálculo de la sección reducida de una estructura de madera protegida con un intumescente después de un determinado tiempo de exposición al fuego se deben seguir los siguientes pasos:

  1. Cálculo del ratio de carbonización k para una resistencia determinada.
  2. Cálculo de la velocidad nominal de carbonización ßn para la madera protegida.
  3. Cálculo de la de la profundidad carbonizada nominal dchar,n
  4. Cálculo de la profundidad eficaz de carbonización def
  5. Cálculo de la sección residual

El barniz intumescente Aithon PV33 ha sido ensayado siguiendo los procedimientos recogidos en la norma ENV 13381-7 y los resultados de estos ensayos han sido certificados por los laboratorios FIRES (CR-059-13-AUPE Ed4) y CSTB (RS17-021). En la siguiente página se muestra un ejemplo de cálculo de la sección reducida de la madera protegida con el barniz intumescente Aithon PV33.

 

 

INFORMACION SOBRE LA ESTRUCTURA

  • Viga de madera clase Gl24h con sección 140 x 1140 mm

  • Exposición al fuego de 3 lados

  • Resistencia requerida R60

  1. Cálculo del ratio de carbonización k para una resistencia R60 aplicando un tratamiento de 700 g/m2 de Aithon PV33

ß» (Beam,700g/m2, R60) = 0.50 mm/min (según certificado CSTB o FIRES)

ß’ (Beam,0g/m2, R60) = 0.730 mm/min (según certificado CSTB o FIRES)

k (Beam,700g/m2, R60) = ß»/ß’ = 0.50 /0.730 = 0.685

  1. Cálculo de la velocidad nominal de carbonización ßn para la madera Gl24h protegida con Aithon PV33.

ß (madera Gl24h) = 0.70 mm/min (según el Eurocódigo 5 o el DB SI CTE)  

ßn (madera Gl24h protegida con 700g/m2) = ß (madera Gl24h) x k

ßn (madera Gl24h protegida con 700g/m2) = 0.70 mm/min x 0.685= 0.480 mm/min

  1. Cálculo de la profundidad carbonizada nominal d char,n

d char,n = ßn x t (según el Eurocódigo 5 o el DB SI CTE)

d char,n = 0.480 mm/min x 60 min = 28.8 mm

  1. Cálculo de la profundidad eficaz de carbonización def

def = d char,n + k0 x d0 (según el Eurocódigo 5 o el DB SI CTE)

d0 = 7 mm; k0 = 1 para tiempos de exposición > 20 min

Ancho (expuesto 2 lados) def = 2 x (28.8 mm+7 mm) = 71.6 mm

Alto (expuesto 1 lado) def = 28.8 mm + 7 mm = 35.8 mm

  1. Cálculo de la sección residual

Ancho 140 mm – 71.6 mm = 68.4 mm

Alto 1140 mm – 35.8 mm = 1104.2 mm

 

El procedimiento anteriormente descrito permite calcular la sección reducida para un deteminado tiempo de exposición al fuego de un elemento portante en madera protegido en este caso con el barniz intumescente Aithon PV33.

Una vez calculada la sección reducida se puede realizar la verficación de la estabilidad structural evaluando las cargas a las que esta sometida.

El servicio técnico de Aithon Ricerche realiza los informes con todos estos cálculos estructurales gratuitamente y sin ningún compromiso.