Ingeniero Civil

PROTECCIÓN PASIVA CONTRA INCENDIOS,

Objetivos y Aplicaciones para madera

Mª Carme Bufí Planas Directora técnica

1

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

1.- INTRODUCCION La madera es un material combustible e inflamable. El fuego la ataca rápidamente de forma que ningún agente protector lo impide totalmente. El agente protector, ya sea unignifugante por impregnación o un recubrimiento intumescente, solamente modifica su reacción al fuego retrasando en alguna medida la acción del mismo. Los procesos que intervienen en la combustión de la madera son los siguientes: 1 - Deshidratación 2 - Pirólisis 3 - Ignición ó Autoignición 4 - Combustión 5 - Carbonización 6 - Formación de cenizas El primer fenómeno que se produce por efecto delcalor es la deshidratación, del agua física absorbida por las fibras primero, y del agua de constitución de la madera después. Esta pérdida de humedad, incrementa sus resistencias mecánicas. Por cada 1% de perdida de agua se aumenta en un 41% la resistencia a la compresión y en un 2% la resistencia a la flexión, lo cual compensa en parte la pérdida de estabilidad por disminución de la secciónconsecuencia de la carbonización superficial. Por acción del calor ( pirólisis ) la madera se descompone irreversiblemente y a partir de una cierta temperatura en presencia de oxígeno y combustibles volátiles suficientes, se produce la ignición o autoignición (según sea en presencia de llama o no). El punto de ignición de la celulosa está alrededor de los 230ºC (la madera contiene un 40-50% de celulosapura). Para la madera de abeto el punto de ignición es 230-260ºC y el de autoignición de 260-290ºC. A partir de esta temperatura el proceso, antes endotérmico, pasa a ser exotérmico iniciándose la combustión siempre que exista Oxígeno y una cantidad mínima combustibles volátiles generados por la pirólisis.

2

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.comFinalmente queda un residuo carbonoso incandescente que acaba consumiéndose hasta convertirse en ceniza. La carbonización es un proceso lento y constante que avanza en sentido perpendicular a las fibras a una velocidad que depende de la naturaleza, porcentaje de humedad, porcentaje de resina libre y edad de cada tipo de madera. Como valor medio se acepta generalmente la de 0,6 mm/minuto. Dado queel coeficiente de conductividad térmica del carbón (0,05 Kcal/m.h.ºC) es del orden de 4 veces inferior al de la madera (0,2 Kcal/m.h.ºC), la velocidad de carbonización tiene tendencia a disminuir a medida que aumenta el espesor de capa carbonizada que se va formando. Además esta capa es muy esponjosa contribuyendo a que sea todavía más aislante. Así pues, la carbonización superficial es sumamentepositiva, para impedir que el fuego se propague transversalmente ya que dificulta la pirólisis en el interior. Puede decirse que en incendios con zonas a temperaturas relativamente bajas, la madera estructural carbonizada superficialmente que no ha entrado en contacto con el fuego resiste bien dichas temperaturas. En la figura 1 se esquematizan los cambios que tienen lugar en la madera, a medidaque va incrementándose la temperatura, los productos que se van desprendiendo por efecto de la misma, y los procesos que tienen lugar. En la parte superior de la figura, se describen los productos que se van descomponiendo en las distintas temperaturas alcanzadas. En la parte inferior, se describen los procesos.

3

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial versionhttp://www.fineprint.com

D E S P R E N D I M I E N T O S

H ²O libre (reversible)

H²O de constitución (irreversible)

H²O CO²/CO

H²O / CO² Carbón Alquitrán

Carbón Cenizas

carbón volátiles Hidrocarburos Acidos Aldehidos Cetonas Temp.ºC 100 ºc 200ºc 300ºc 400 ºc 500 ºc COMBUSTIÓN

P R O C E S O

DESHIDRA

TACIÓN

IGNICIÓN COMBUSTIÓN
INCANDESCENCIA
CARBONIZACION

PIROLI SIS PIROLISIS...