Introducción

La resistencia, contención y prevención al fuego son aspectos importantes a tener en cuenta a la hora de diseñar la estructura de un edificio. En este sentido, la capacidad de un material para retener la voracidad del fuego proporciona un tiempo adicional vital para la evacuación de un edificio. Y como cada tipo de metal que se aplica a las distintas construcciones tienen propiedades distintas, vamos a analizar en este artículo cómo se comportan en esta situación y qué material es más idóneo para cada ocasión.

Materiales como el cobre o el aluminio empiezan a experimentar una disminución de su resistencia desde bajas temperaturas. Por un lado, las aleaciones en aluminio empiezan a sufrir esta disminución en temperaturas por encima de los 100ºC. En el caso de llegar a los 240ºC (400º F),  en el caso del aluminio su disminución es ya de un 60% mientras que  con el cobre es de un 25%.

Acero inoxidable sometido a presión de temperatura

En lo que se refiere al acero y bajo una carga constante, el acero suele estar limitado a un máximo de 370ºC. En el momento en el que se llega a las 500ºC, ya ha perdido sobre el 30% de su fuerza maleable. Se suele utilizar para el aislamiento de materiales y limitar el aumento de temperatura durante un incendio. En lo que se refiere a los aceros AISI 304, 316 y 430 pueden soportar tiempos breves de exposición a un máximo de 870ºC.

Una vez que las temperaturas ascienden, la corrosión y la deformación del material por alta temperatura se vuelven problemas muy evidentes. En la mayoría de los casos, la solución está en el empleo de uno de los  aceros austeníticos para temperaturas elevadas, los cuales pueden contener niveles superiores a los normales de elementos de aleación, como cromo y níquel así como de cerio y silicio, según el ambiente de que se trate.

La mayoría de los grados de acero inoxidable que se pueden considerar para la construcción de una aplicación, como por ejemplo, AISI 304 o AISI 316 tienen útiles propiedades a largo plazo contra la oxidación, que resisten hasta los 800ºC. Así mismo, no empiezan a derretirse hasta llegar a los 1375ºC. Raramente, se llegará y mantendrán estas altas temperaturas en unas condiciones normales de fuego transitorio.

Test de resistencia

Cinco industrias productoras de metal financiaron un test para analizar la resistencia al fuego y a la radiación de los siguientes materiales: acero galvanizado, plástico de fibra de vidrio reforzada (FRP en adelante), aluminio y acero inoxidable. Para llevar a cabo los tests se utilizaron 10 metros de escalera de cable uniformemente cargados para simular el peso de los cables eléctricos. Las escaleras de FRP y aluminio fallaron ambos test en cuestión de segundos.

Tabla 1: Test de resistencia al fuego (5minutos):

Metales testados	Resultado del test	Observaciones
Acero inoxidable	Superado	Se extendió el test a 45 minutos, hasta que el gas se hubo dispersado. La desviación pasado este tiempo fue únicamente de 80,5mm. Llegó a los 705ºC.
Acero galvanizado	Superado	Pasados los 5 minutos de prueba, la desviación fue de 166,5mm. Se observa zinc derretido. Llegó a los 642ºC.
Aluminio	26 segundos	Fracaso. Aluminio derretido visible.
FRP	0 segundos	Fracaso.

 

Tabla 2: test de radiación (2 horas)

El test de radiación simuló un calentamiento por radiación, recibiendo los siguientes resultados:

Metal	Resultado	Observaciones
Acero inoxidable	Superado	Se extendió el test a 3 horas. La desviación pasado este tiempo fue 1/3 menor al del acero galvanizado en 2 horas. Llegó a una temperatura estable de 556ºC.
Acero galvanizado	Superado	Pasadas las dos horas se observaba zinc derretido. Llegó a una temperatura estable de 552ºC.
Aluminio	12 minutos	Fracaso total.
FRP	6 minutos	Fracaso total.

 

Conclusión

Tras analizar ambas tablas de los tests mostrados, podemos llegar a la conclusión que el acero aguanta bastante más tiempo y por tanto, es más seguro a la hora de instalarlo en estructuras. En cambio el aluminio y el FRP no soportaron tanta presión y terminaron por fundirse ambas.