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LAS ACCIONES DE FUEGO1
Debido al rápido proceso de urbanización, al crecimiento económico continuado del país, a la apertura económica y a la expedición de la norma NSR-98, será necesario tener en cuenta la acción del fuego sobre las construcciones, situación ya corriente en los países desarrollados. La NSR-98 en el Título J, señala los requisitos de protección contra el fuego en edificaciones. Al contrario de las cargas mencionadas anteriormente, las cargas de fuego no producen ningún esfuerzo en las estructuras, a menos que haya un incendio.
El concepto de carga de fuego, se relaciona con la cantidad de material combustible por unidad de área; puede expresarse como la cantidad de material en kg o la energía térmica total del material en MJ (mega-Joules) o BTU. La carga de fuego se especifica según el tipo de ocupación de la edificación; por ejemplo un almacén de telas contiene más material combustible que una escuela. Para algunos casos en que se presentan materiales peligrosos, tales como solventes orgánicos, puede ser necesario determinar el volumen de material combustible y multiplicarlo por la energía térmica del material combustible liberada por el incendio; ésta última puede determinarse quemando el material en un calorímetro.
La resistencia al fuego de la estructura es el tiempo que tarda la estructura en fallar en un incendio o cuando la temperatura en el lado opuesto, por ejemplo de la placa, alcanza una temperatura tal que los materiales (v. gr.: alfombras) en esa zona se incendian. Para miembros estructurales sencillos puede calcularse a partir de suposiciones teóricas, pero para miembros complejos o arreglos estructurales, esta resistencia al fuego debe determinarse mediante una prueba de fuego a escala natural, colocando el prototipo en un horno cuya temperatura se gradúa de acuerdo a una curva estándar de fuego, que corresponde al aumento de temperaturas observado en un incendio. Los diferentes países adoptan su curva de acuerdo a sus materiales y grado de desarrollo; la curva para Colombia está especificada en la norma NTC-1480, sección 6.2.2.
La resistencia al fuego especificada por los códigos de los países avanzados, depende de la carga de fuego y de la altura y finalidad de la construcción. Las reglamentaciones se basan en dos conceptos: debe ser posible evacuar todos los ocupantes de la edificación; o que el incendio se extinga autónomamente sin causar ninguna catástrofe, aún si los bomberos no son capaces de hacerlo.
Las edificaciones aisladas de un solo piso, en general, no requieren resistencia al fuego alguna, excepto cuando almacenan materiales altamente inflamables, puesto que los ocupantes pueden salir del edificio fácilmente. Las edificaciones de dos o tres pisos, requieren una resistencia al fuego baja; si contienen apartamentos unifamiliares; si la edificación corresponde a un hospital o a un hotel, la resistencia al fuego debe ser mayor.
Para efecto de los incendios se consideran “altas” las edificaciones cuya altura es superior al máximo alcance de las escaleras de los bomberos de la localidad, casi nunca superiores a 30 m; en este caso es imposible evacuar las personas por las ventanas del piso superior. Se deben proveer escaleras contrafuego o ascensores para la evacuación del edificio y el acceso de los bomberos o brigadas contra incendio. Sin embargo, las escaleras contra el fuego son imposibles para un edificio de gran altura. Se han diseñado pisos especiales, contra el fuego, en ciertos niveles, a donde son llevados los ocupantes; su resistencia al fuego debe ser tal, que las personas deben estar seguras aún durante un incendio excepcional que afectara los pisos vecinos. Además, la estructura del edificio debe tener una resistencia al fuego superior a la requerida para soportar el incendio más severo, que pueda presentarse en las peores condiciones, sin colapsar, aunque algunos pisos individualmente pudieran ser destruidos por el fuego.
Aunque las pérdidas de vidas humanas en incendios de edificios, especialmente hoteles, discotecas, son aún altas, sin embargo son menores que las que se presentan por accidentes en las carreteras. La mayor parte de las muertes y pérdidas se concentran en edificaciones antiguas y pequeñas, en las cuales las medidas de seguridad contra incendios están por debajo de los estándares requeridos. Sin embargo, son corrientes las pérdidas de vidas humanas por incendios en discotecas, casinos o lugares donde se presentan espectáculos artísticos, debido a que las salidas de evacuación o de emergencia permanecen con llave.
En el país existen experiencias positivas en el uso de helicópteros para evacuación de ocupantes de edificios altos, en el caso de incendios, tal como la sucedida en el edificio de Avianca en Bogotá, en 1975. Además del rescate exitoso, merece destacarse que el edificio de concreto reforzado y preesforzado resistió las altas temperaturas internas sin mayores daños estructurales.
Figura 2.6 Edificio Avianca, concreto reforzado, 42 pisos, Bogotá
El atentado terrorista de septiembre del 2001 al Word Trade Center de Nueva York demostró la gran vulnerabilidad de las estructuras de acero en situaciones de fuego incontrolado. La pérdida de resistencia de las columnas y vigas de acero por temperaturas superiores a los 800 ºC, causaron el desplome progresivo de las torres (efecto pancake). Las Torres Petronas en Malasia, actualmente los edificios más altos del mundo, tienen columnas en la periferia y nucleo de concreto reforzado de alta resistencia (ver figura 5.13), que les permiten soportar fuegos grandes con mayor probabilidad de éxito. De todas maneras, la circunstancias del 11 de septiembre eran imprevisibles desde el punto de vista del diseño estructural y debe llevar a los diseñadores a buscar la combinación de materiales para garantizar la estabilidad de la estructura aún en eventos como éste, no previstos en los diseños.
El Título J de la NSR-98 clasifica los materiales según su combustión, fija la resistencia requerida de las edificaciones al fuego, los requisitos de los accesos para los bomberos, las recomendaciones para prevenir la propagación del fuego exterior e interior y las metodologías para medir el potencial combustible y el tiempo equivalente.
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