El comportamiento de las estructuras y las emergencias

[felipe.3ra]

Los bomberos siempre que acudimos a responder una emergencia con fuego, sea esta en un incendio estructural habitacional, industrial, con fuego, con materiales peligrosos, hay una estrutura involucrada, las estructuras no son eternas y su servicialidad por cierto se va a afectar por el fuego.

Pero lo más preocupante es su estabilidad estructural, la que se ve seriamente afectada por las variaciones de las temperaturas, que se desarrollan al interior de un incendio, con esto y a modo introductorio:

¿Cuales son los procedimientos que utilizan en su cuerpo y/o compañía, para determinar cuando la estructura es segura para trabajar en su interior?

Muchas gracias y con esto podemos aprender de temas no siempre muy estudiados en nuestro medio bomberil, y que afecta la seguridad de nuestro personal, los invito a debatir, consultar, proponer, aportar.

 

[AkroN]

Re: Las estructuras y los servicios de emergencias

¿Cuales son los procedimientos que utilizan en su cuerpo y/o compañía, para determinar cuando la estructura es segura para trabajar en su interior?

Bienvenido al staff felipe3ra.

En mi cuerpo aun no poseemos procedimientos, entendiendo aquellos como una serie de pasos aseguir POR ORDEN DE COMANDANCIA, ojala en un orden cronologico, sin embargo personalmente acostumbro a fijarme en varios factores dependiendo de las caracteristicas de la estructura, de la hora, etc. algunos de ellos son:

Pongo atencion en la ubicacion del fuego, direccion del viento, y lugar por donde se desprende el humo, lo anterior me da una rapida idea de las acciones a seguir. Si el humo escapa por los muros, sean de adobe, ladrillos, bloques, etc. NO SE ENTRA, asi de simple. Pongo atencion a las posibles fracturas que puedan estar visibles, a marcas de algun arreglo, o trabajos anteriores en los muros, ya sean lineas de "yeso", o semento, etc. Inclinacion de los muros, movimientos, englobamiento de la pintura, color, etc. Tambien me fijo en el estado y la naturaleza de la techumbre, zonas afectadas y posibilidades de derrumbes cercanos a las zonas de ingreso del personal (puertas, ventanas etc), Lo anterior es por que normalmente es el techo, el que te indica que puedes encontrar en el entretecho... me explico... en un techo con tejas normales, normalmente no encontraras mas que tijerales, y sus respectivos tirantes, sin embargo en un techo con las llamadas tejas americanas (muy toxicas por cierto), es muy posible que encuentres un entretecho con gran cantidad de aislantes termicos, y/o acusticos, los que a su vez representan un gran riesgo, ya que pueden elevar significativamente la temperatura al momento de entrar en ignicion, con la consecuencia de acelerar la posible caida del techo. Me fijo tambien en el estado de las vigas, pilares, tirantes, etc.


en fin.... basicamente en eso, pero repito que depende mucho de la estructura

saludos

 

[AkroN]

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A L O???... lo.....lo..... o...

alguien entra aca???.... entra aca..... entra aca.... aca.....

.

 

[borrego]

con respecto al tipo de techo es simplemente la instalacion propia de cada material, por ejemplo:
debajo de un techo de zinc solo encontrarar las costaneras y serchas (entiendase madera 2x2 pulgadas 2x3 pulgadas aprox.)
en cambio debajo de un techo de zinc americano como lo nombras tu es necesario instalar sobre las costaneras paneles para luego sobre los paneles instalar las tejas.


un dato curioso....
el acero colapsa a menor temperatura que la madera
EL MATERIAL DE CONSTRUCCION QUE TIENE MAYOR RESISTENCIA AL FUEGO ES LA MADERA
entiendace que una estructura metalica se va a fatigar antes que una estructura de madera.

 

[felipe.3ra]

Efectivamente, hay varios temas que ir asumiendo, la reglamentacion térmica en chile se ha modificado bastante en los ultimos años, se han incorporados nuevos aislantes y metodos constructivos, que va generando que los complejos de cubierto sean cada ves mas estructurados y con mayores capas intermedias de materiales.

lo que para bomberos va a dificultar los procesos de ventilacion.

efectivamente el acero NO PROTEGIDO tiene un muy mal comportamiento al fuego, pero la madera su comportamiento va a depender de varios factores como su tipo, clase, contenido de humedad y escuadria, vamos a ir generando sub foros al interior de este con los distintos tipos de materiales comunes para el uso estructural

atte, felipe

 

[Ambiorix]

El acero estructural no protegido fluye a un atemperatura levemente superior a los 800 grados celsius, por lo que en cualquier incendio es probable un colapso de una estructura de este material, ahora bien, la reglamentacion exige ciertos resguardos para que se incremente la resistencia de este material

 

[felipe.3ra]

La reglamentacion de protección contra el fuego en chile, basicamente exige dependiendo de el tipo de edificación( destino, si es habitacional, hotel, oficina, museo, etc; su superficie, numero de pisos, carga de ocupacion, carga de combustible, etc) los requisitos minimos de resistencia al fuego que ese elemento debe cumplir.

Independiente del tipo de material en el cual se encuentre construido.

A modo de ejemplo el muro cortafuego de una vivienda habitacional de 1 piso debe ser de a lo menos F-120, lo que signica que a lo menos durante 120 minutos expuesto al fuego, este elemento no sufre deformaciones o no colapsa, no permite el traspaso de temperatura desde la cara expuesta hacia la cara contraria, ni permite el paso de una llama.

La forma como se logra esa protección va a depender del tipo de material que se utilize, si es de acero por ejemplo, este debera estar con una protección suficiente que le otorge las propiedades desadas de resistencia al fuego. hay elementos que tienen un mejor comportamiento que otros obviamente y que requieren de una menor inversión en la protección para lograr la resistencia esperada, osea proteger una estructura de acero para uso estructural es mas compleja que una estructura de albañilería de ladrillo, puesto que este ultimo por sus caracteristicas tienen un mejor comportamiento al fuego.

El comportamiento al fuego de diversos materiales y complejos constructivos se puede observar en el listado de www.minviu.cl.

atte, felipe.

 

[Ambiorix]

la temperatura del acero se puede "presumir" observando la coloración de un segmento de este que esté sometido a una determinada temperatura indicará una aproximación de esta mediante un color característico, de esta forma sería posible saber si la estructura (por ejemplo un galpon de acero estructural) está sometida a mas de la temperatura en que este fluye (un poco mas de 800º) existe una tabla de colores y tengo entendido que hay una norma alemana que la respalda

 

[felipe.3ra]

"Aunque el acero es incombustible (no arde ni alimenta el fuego), es el material
estructural más peligroso para los Bomberos ya que pierde su resistencia a las altas
temperaturas que se alcanzan en un incendio y se dilata con el calor de forma que
puede provocar un desplome repentino debido a la ruptura o desplazamiento de los
apoyos.

Debido a su alta conductividad térmica el acero puede transferir el calor y alejarlo
de la fuente localizada. Así pues, cuando tiene la posibilidad de disipar calor a regiones más frías, es necesario un tiempo relativamente largo para que el elemento de acero alcance el valor crítico.
Por el contrario un fuego que distribuya calor sobre una superficie más amplía, reduce este plazo considerablemente. Las piezas de acero de gran sección tienen mayor resistencia al efecto del fuego que las de sección ligera: Así, los elementos de sección pequeña no protegidos, como las cerchas y vigas de celosía, a menudo ceden a los pocos minutos.

Si la temperatura alcanzada por un elemento de acero fuera muy elevada (a partir
de 800/900ºC) puede ocurrir que el acero se “queme”. El acero “quemado” presenta
una apariencia exterior rugosa debido a una escamación o a un engrosamiento del grano y presentará un color gris obscuro. Los elementos quemados de esta manera
están generalmente muy corroídos, (la corrosión se facilita a altas temperaturas".

Los colores de la corrosion, generalmente varian del gris oscuro o gris acero (grado A0), Color pardo rojizo con costras y laminillas superficiales (grado B), Color rojizo aceros muy oxidados (grado D).

Pero antes de las variaciones del color (mas dificial de detectar), hay que estar atentos ante elementos mas pequeños (seccion) que comienzar a fallar antes que los pilares y cerchas, hay costaneras, tejidos de las celosias, etc, y estar muy atentos al ruido que la estructura presenta cuando inicia sus procesos de deformaciones.

 

[janus]

felipe.3ra

Primero felicitarte por tu disposición a moderara este foro.

Mi consulta es acerca de la resistencia del acero. Entiendo que su mayor resistencia se encuentra cuando alcanza los 300º C, ¿es correcto?.
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[felipe.3ra]

Gracias Janus, la verdad el acero para uso estructural, hay para diversos usos, pero para uso estructural (conformación de elementos soportantes) de una estructuctura, y laminado en caliente, tiene el siguiente comportamiento, una vez terminados a los 400ºC comienza a presentar una disminución en su resistencia y ha sido graficada por GERDAU AZA (productor de acero) como sigue:

a los 400ºC no se aprecia "disminución" de su resistencia.
a los 500ºC su resistencia es 75% de su resistencia inicial.
a los 600ºC la resistencia cercana al 50% de la inicial
a los 700ºC estamos cerca del 30%
a los 800ºC 15%
y tiende a 0% a los 1200ºC (comienzan los cambios de estado)

por lo tanto solo podemos asumir que la perdida de resistencia es directamente proporcional al aumento de la temperatura. y como todos saben (espero)

en un fuego incipiente (1era etapa del incendio interior de una estructura) las temperaturas del lugar que lo contiene no se ven fuertemente afectadas.
pero pasados los
10 minutos podemos esperar temperaturas sobre los 600ºC
pasados los 30 minutos las temperaturas pueden bordear los 800ºC.

lo que hace extremadamente peligroso el trabajo interior en estructuras soportantes de acero SIN PROTECCION, en incendios en segunda etapa o de libre generación de llama, donde las temperaturas en las zonas altas sin ventilar pueden ser muy peligrosas para el personal.

felipe.

 

[yeah]

mmm muy interesante... realmente interesante... no tenia idea de eso pense que el acero aguantaba mucho mas que eso. clap clap clap clap =D>

 

[janus]

Es decir sería una buena medida de seguridad dirigir el chorro hacia esas estructuras para evitar su pérdida de resistencia o al menos para que se mantenga dentro de rangos aceptables para la seguridad del personal.

Al disminuir su expansión también se evitará que bote los muros a los cuales está anclado.

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[yeah]

claro, aunque habria que tener en consideracion que el agua probablemente pudiera tener algun efecto sobre el acero aunque no creo. o si?

 

[Segundino de Corazón]

Me parece (no estoy para nada seguro) que los cambios súbitos de temperatura podrían provocar algún cambio en la estructura molecular del acero, lo que quizás puede ser más perjudicial, ya que otorgaría una falsa seguridad en la que se confiarían los bomberos.

Si alguien nos puede aclarar eso, sería buenísimo.

Saludos.



.

 

[AkroN]

Me parece (no estoy para nada seguro) que los cambios súbitos de temperatura podrían provocar algún cambio en la estructura molecular del acero, lo que quizás puede ser más perjudicial, ya que otorgaría una falsa seguridad en la que se confiarían los bomberos.

Si alguien nos puede aclarar eso, sería buenísimo.

Saludos.



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te refieres a enfriar muy rapido una estructura metalica?

el llamado "popularmente" destemple del metal?

segun tengo entendido genera un recogimiento casi espontaneo, cuando el enfriamiento es muy eficaz y repentino. pudiendo provocar cambios en el volumen de la estructura.


saludos

.

 

[felipe.3ra]

efectivamente un enfriamiento muy brusco genera efectos muy indeseados, antiguamente para fracturar rocas medianas antes del uso masivo de los explosivos comercialmente se sometia a este elemento roca cambios de calor a frio, utilizando fuego y agua repetitivamente.

si bien el acero le ocurre algo similar se expande con el aumento de la temperatura susece lo inverso con la disminución y eso es perjudicial.

creo que lo recomendable es primero evitar la exposición directa de la llama disminuyendo la temperatura o la generacion mejor dicho, posteriormente combinar ventilación y enfriamiento de los gases, para posteriormente enfriar la estructura.

o otra alternativa si alguien tiene mayores antecedentes seria muy bueno.

 

[janus]

felipe.3ra

Lo que si estoy seguro es que mientras no pases el límite elástico (normalmente mientras no esté al rojo vivo) al arrojarle agua lo que se logra es que recobre su forma original, claro que queda con un templado de baja calidad, aunque no se si al no estar aún al rojo habrá llegado a destemplarse, pero mucho mas seguro a que esté con una forma que no sea la del diseño original.

Si está mas allá del límite elástico (mas allá del módulo de elasticidad) y le llega un chorro de agua, se quedará con la forma que tenía en ese momento, pero con la ventaja de que se contraerá, y ya no va a estar ejerciendo fuerza contra las paredes en las que está anclado.
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[Ambiorix]

felipe.3ra

Lo que si estoy seguro es que mientras no pases el límite elástico (normalmente mientras no esté al rojo vivo) al arrojarle agua lo que se logra es que recobre su forma original, claro que queda con un templado de baja calidad, aunque no se si al no estar aún al rojo habrá llegado a destemplarse, pero mucho mas seguro a que esté con una forma que no sea la del diseño original.

Si está mas allá del límite elástico (mas allá del módulo de elasticidad) y le llega un chorro de agua, se quedará con la forma que tenía en ese momento, pero con la ventaja de que se contraerá, y ya no va a estar ejerciendo fuerza contra las paredes en las que está anclado.
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Lo anterior no tiene ningun asidero.

Lo que sucede con el acero está archiestudiado en la numerosa bibliografía existente.

El límite elastico es fundamental para el desarrollo de esfuerzos en los aceros sometidos a solicitaciones mecánicas (tracción, compresión, torsión, etc) y no a solicitaciones por calor (otra vez hablando de temas que no dominas Janus). los aceros poseen la capacidad de comportarse elasticamente ante ciertas solicitaciones como pueden ser cargas puntuales o distribuidas en vigas, puentes, etc superada esa capacidad estas swe deforman para siempre pero sin romperse a no ser que se soliciten en puntos que superen su sigmma ultimo de rotura


En los aceros sometidos a temperaturas y que son enfriados se producen transformaciones a nivel de microestructura cristalina, y pueden ser dependiente no solo de la temperatura sino también de el grado de austenización del acero, esto dado que un acero de tamaño de grano muy pequeño facilita la nucleacion de algunas microestructuras como pueden ser la perlita y ferrita lo que reduce la capacidad de templabilidad manteniendo por mas tiempo los aceros en su estructura cristalina original.

Lo que sucede en la mayoria de los aceros estructurales (SAE1010 o similares) es que producto del ambiente en que se produce la combustión y las características del enfriamiento sufren cristalizaciones en la microestructura y adquisicion de carbono, lo que provoca una mayor dureza en el acero (aumenta de manera exponencial la dureza) y asociado a la dureza todos sabemos que esta la fragilidad, algo muy duro es muy fragil (por ejemplo el cristal es muy duro y es capaz de causar rayaduras en el acero, por ejemplo, pero su fragilidad es evidente si lo dejas caer al suelo)


En sintesis, una estructura de acero que ha sido enfriada sera mas fragil, mas facil de que se fracture, asi que Srs oficiales a tener cuidado con circular sobre galpones que han sufrido transformaciones estructurales importantes.

Ahora ¿como saber si una estructura ha sido vulnerada en este aspecto? solo mediante análisis metalograficos que demás está decirlo son muy complejos (yo los hago jeje) asi que mejor tomar precauciones al trabajar bajo estas condiciones

 

[janus]

AMBIORIX

En esto de los aceros mis conocimientos son bastante básicos.

Tal vez puedas explicarnos que nombre tiene el fenómeno de una pieza de acero que al calentarse se dilata y que al enfriarse se contrae a sus medidas originales, todo lo anterior produciendo durante su ocurrencia fuerzas de compresión, tracción, torsión, etc

Nunca pensé que fueran tan buenos para escribir tonteras los ingenieros de la NFPA, por favor acláranos lo del párrafo anterior para intentar salir de nuestra oscuridad y poder aplicar ese conocimiento a la practica bomberil y seguridad en los incendios.