Tunnel protection

Protección al fuego de hormigón en túneles con Paneles Tecbor®

Hay una idea generalizada respecto a que el hormigón armado tiene una resistencia al fuego muy alta. Esto es así solamente en elementos de gran grosor y con espesores de recubrimientos a armaduras también muy altos. Hoy en día, los sistemas constructivos emplean las secciones mínimas que marca la norma y en algunos casos, tal y como ocurre en los túneles, hay que proteger el hormigón para que no colapse en caso de incendio.

¿Qué regulación debemos cumplir?

En España no hay una normativa de obligado cumplimiento al respecto, solo recomendaciones de la CE para que se usen normativas obligatorias ya existentes en estados miembros como Francia, Alemania y Holanda, y está a juicio del proyectista el adaptarse a esas normativas de protección al fuego, tanto de elementos estructurales (fundamentalmente, hormigón), como sistemas de evacuación de humo, vías de evacuación, etc…

 

El problema es que se cumplen espesores y recubrimientos a armaduras acordes con el CTE, pero cuando se desarrolla un incendio en los túneles, tanto por los elementos combustibles implicados en el mismo (vehículos con depósitos de combustible, camiones con mercancías inflamables, camiones cisterna de transporte de combustible, etc.) como por las características del túnel en sí, este funciona como un auténtico horno. Esto hace que se deban adoptar medidas especiales para la protección al fuego del hormigón. La curva de fuego estándar ISO que se emplea en edificación aquí es insuficiente. En otros países que acumulan muchos muertos en accidentes en túneles, se emplean curvas de temperatura mucho más exigentes. En Alemania encontramos la RABT/ZTV; en Francia la HCM, derivada de la de hidrocarburos multiplicada con un factor 13/11 debido al especial confinamiento del incendio; en Holanda, la Rigswaterstaat o RWS, que está basada en un experimento real en un túnel sometido a un incendio de un camión cisterna cargado con 50.000 litros de combustible ardiendo durante dos horas. Esta última es la que más alta temperatura alcanza: 1.350º C.

 

curvas de fuego

Efecto spalling

Hay un fenómeno especial que ocurre en el hormigón cuando es sometido a un incremento rápido de temperatura: el SPALLING. Este efecto produce unos desconchones importantes en la cara expuesta al fuego del hormigón, habitualmente precedida de una explosión con trozos de hormigón como metralla.

A una temperatura aproximada de 400ºC el hidróxido de calcio del cemento del hormigón se deshidrata y produce vapor de agua según la expresión: Ca(OH)2 –> CaO + H2O

Esto produce, por un lado, la rotura de lazos químicos de unión entre moléculas del hormigón haciendo que este pierda resistencia. Por otro lado, se crean unas pequeñas burbujas de agua que se transforman en vapor en la cara expuesta y ejercen una gran presión sobre el propio material, haciendo que explote y desprendiendo fragmentos en un radio próximo al desconchón. Al mismo tiempo, queda expuesta al fuego la armadura del hormigón, lo que disminuye aún más su resistencia.

Spalling

Desde el departamento de I+D+i de mercor tecresa®, llevamos muchos años trabajando y dando soluciones a este problema. Se han ensayado múltiples soluciones con Panel Tecbor® tanto en laboratorio como ensayos reales en túneles, que garantizan la resistencia del hormigón durante más 2 horas de exposición al fuego. En la mayoría de los ensayos hemos empleado la curva de fuego holandesa RWS por ser que más temperatura alcanza y así poder cubrir el resto de curvas usadas en otros países.

Una de las soluciones más usadas es la realizada con Panel Tecbor® de 23 mm para conseguir dos horas de resistencia al fuego bajo curva RWS anclada directamente a una losa de hormigón de 120 mm. Dicho panel también se ha ensayado suspendido, creando un falso techo y dando como resultado 180 minutos bajo la misma curva RWS.