Seguritecnia 378

116 SEGURITECNIA Septiembre 2011 Protección contra incendios Las protecciones previstas (y sus siste- mas de fijación) deben tener caracterís- ticas demostradas de comportamiento en caso de incendio, así como otras que le permitan resistir las acciones propias de su situación y normal uso del túnel, como las variaciones de presión debido al paso de vehículos a alta velocidad, que pueden llegar a ± 800 Pa en túne- les de carretera, a ± 1.100 Pa en túneles de ferrocarriles de transporte y hasta ± 5.000 Pa en túneles de ferrocarriles de alta velocidad. Estas características demostradas de- ben probarse mediante los correspon- dientes informes de ensayo. En el caso de la resistencia al fuego, este tipo de ensayos consiste en preparar una mues- tra de hormigón y su protección lo más parecida posible a como se instalará realmente, con tamaños de 4x3 m, y so- meterla en una instalación (horno) ade- cuada a la acción de un programa tér- mico normalizado como los anterior- mente expuestos, midiendo durante todo el proceso las deformaciones del hormigón, la aparición del fenómeno spalling y los gradientes de temperatura en la cara inferior del material y en la ar- madura de refuerzo, controlado por un determinado número de termopares de control adecuadamente situados en la masa del hormigón. Los requisitos que debe cumplir el sis- tema de protección dependen del tipo de túnel, el uso y la legislación al res- pecto de cada país. A continuación se exponen algunos de los más frecuentes: Requisitos ZTV alemanes: ▪ Máxima temperatura en la cara infe- rior del hormigón < 300º C cuando se somete a la curva RABT. ▪ Permanencia de la protección du- rante el periodo de ensayo. ▪ Efecto spalling mínimo y poco pro- fundo. ▪ Temperatura en el sellado de la junta de dilatación entre 60º C y 150º C se- gún el material. Requisitos RWS holandeses: ▪ Resistir al menos dos horas los efec- tos de la Curva RWS en dos ensayos di- ferentes. prestaciones y baja permeabilidad son los más vulnerables a este efecto. El spalling ha sido estudiado en algu- nos laboratorios, como el ensayo reali- zado por el SINTEF noruego en diciem- bre de 1988, en el que se comprueba este efecto con acciones térmicas de fuego de hidrocarburos, observándose una disminución casi total cuando el hor- migón recibe una protección adecuada. Varios sistemas se han propuesto para minimizar los efectos de la acción del fuego sobre el hormigón, pero el que ha probado ser más efectivo es el de la ba- rrera térmica. La función de esta barrera, como es obvio, es proteger de la acción directa del fuego el sustrato, limitando el flujo de calor a su través y, por tanto, disminuyendo la velocidad de calenta- miento y el tiempo en que se alcanza la máxima temperatura permitida. Las barreras más utilizadas son las formadas por morteros de cemento con malla o bien por placas espe- ciales fijadas mecánicamente al sus- trato. Estos sistemas con anclajes me- cánicos eliminan problemas de adhe- rencia, carecen de efecto spalling y no son sensibles a la humedad. Este tipo de productos ha sido extensivamente ensayado en los laboratorios más im- portantes de Europa –TNO (Holanda), MPA Braunschweig (Alemania), CSTB (Francia), etc.–, con resultados que con- firman la obtención de los grados de protección requeridos. Las transformaciones físicas y quími- cas que tienen lugar en el hormigón, in- cluyendo su fusión a los 1200º C, con- ducen inevitablemente a su colapso y destrucción, haciéndolo irrecuperable al final del siniestro, con lo que debe procederse a su sustitución. En todo caso, se considera que al alcanzar los 300 ºC, el hormigón pierde una signifi- cativa parte de su capacidad resistente y ha de ser sustituido después de sufrir los efectos de un incendio. Otra consecuencia muy importante es el desconchamiento por efecto spa- lling . La extraordinaria rapidez con que se calienta el hormigón genera el paso a vapor del agua contenida en la masa con velocidad explosiva. Como gene- ralmente los hormigones usados tienen el poro pequeño, este vapor no puede liberarse adecuadamente, lo que pro- duce una presión capaz de destruir las capas más externas de hormigón, de- jando expuestas las armaduras y au- mentando el riesgo de colapso del tú- nel. Los momentos en que el spalling ocurre es en los 20-30 minutos iniciales del incendio, siendo las causas mas im- portantes de este efecto la velocidad de calentamiento (sobre todo cuando pasa de 2-3º C/minuto), la permeabili- dad del material y el nivel de saturación de poro (especialmente por encima del 2-3% en peso de hormigón del conte- nido en humedad); esto tiene como re- sultado que los hormigones de altas