viernes, 18 de abril de 2014

Peritaje del comportamiento estructural de un forjado de vigas de madera afectadas por un incendio

Un incendio es la combustión de un fuego accidental o no controlado. En el sector de la edificación se ha avanzado mucho en la prevención de incendios, sin embargo estos son aun demasiado frecuentes en los edificios. 
Imagen del año 1994, del incendio en el Gran Teatre del Liceu de Barcelona. (Imagen extraida de la prensa)

Los incendios en los edificios, provocan  modificaciones esenciales en los elementos constructivos y en los materiales, aunque no todos los materiales se comportan igual.
En el caso de las estructuras, los incendios llegan a alterar la geometría y la capacidad mecánica, pudiendo afectar sustancialmente el equilibrio y la resistencia estructural de un edificio. 
Para verificar la capacidad portante de una estructura afectada por un incendio es necesario realizar un peritaje estructural
En este articulo se describe algunos aspectos sobre los peritajes estructurales de forjado de vigas madera afectados por un incendio.


Evaluación estructural

Para conocer el grado de afectación de un elemento estructural es necesario realizar una  evaluación del elemento estructural afectado. 
El objetivo de la evaluación estructural es comprobar la capacidad restante de resistencia al fuego que le queda a las vigas afectadas por el incendio, así como el resto de comprobaciones y condiciones que deben cumplir según la normativa aplicable. 
Es por ello que para realizar la evaluación de las vigas de madera de los forjados afectadas por un incendio se han de examinar los requisitos y parámetros establecidos en el Código Técnico de la Edificación -CTE- en los siguientes apartados: 
  • Anexo D del Documento Básico SE de seguridad estructural 
  • Documento Básico SE de seguridad estructural 
  • Documento Básico SE-AE de seguridad estructural acciones en la edificación. 
  • Documento Básico SE-M de seguridad estructural en estructuras de madera. 
  • Anexo I del Documento Básico SI E Resistencia al fuego de las estructuras 
  • de madera
Esta evaluación estructural forma parte de los trabajos que realizan los peritos en estructuras  de edificación legal o forense.


Evaluación cualitativa

Como en todo peritaje se ha de realizar una primera observación de reconocimiento del edificio para examinar los signos o síntomas visibles que puedan indicar información sobre el comportamiento de la estructura afectada por el incendio.

Descripción de lo observado

Los signos más habituales son los mismos de cualquier forjado afectado por deformación: fisuras, grietas, roturas, planeidad de pavimentos, puertas que rozan, etc.....



La evaluación cualitativa del edificio sirve para tener una primera idea del alcance del incendio y determinar si es necesario la realización de un peritaje estructural que determine la capacidad resistente residual del forjado o por el contrario descartarlo debido a que las evidencias son tan claras que aconsejan la demolición del forjado.

En el caso de que sea necesario a realización de un peritaje estructural se habrá de realizar una evaluación cuantitativa de la estructura


Evaluación cuantitativa

Una evaluación cuantitativa puede tener varias fases en función del estado de la estructura. 
La primera y mas elemental consiste en una toma de datos para realizar un peritaje analítico que estime si el comportamiento del forjado es satisfactorio y lo será en el futuro con sufientes garantias. 
Otra fase puede consistir en hacer ensayos como la realización de pruebas de carga, etc...
El presupuesto económico del cliente es quienes fijara las fases y el perito es quien determinara con los datos obtenidos y la información que se le ha facilitado de las diferentes pruebas realizadas, el estandard de calidad del peritaje y la seguridad alcanzada con la evaluación que se ha realizado.
El peritaje más simple y más habitual consiste en la toma de datos y el examen analítico mediante cálculos en los que se estima como se comportara la estructura en el futuro. 

Toma de datos

Para poder realizar un peritaje analítico de la estructural sera  necesario disponer de:
  • Los datos de los elementos constructivos que forman la estructura.
  • La profundidad de carbonización en las vigas de madera 

Datos de los elementos constructivos







Profundidad de carbonización de las vigas de madera
Para determinar la profundidad de carbonización de las vigas de madera, se pueden utilizar herramientas de diagnosis, aunque la más aconsejable es la realización de catas en la propias vigas.






Verificación de la capacidad portante de las vigas de madera

Para realizar la verificación de la capacidad portante de las vigas de madera se ha de realizar una serie de comprobaciones analíticas.


Comprobación de la flexión simple


La flexión es la deformación de las vigas en la dirección perpendicular a su eje longitudinal.

El índice de flexión que se ha de obtener es:

I m = sm,d / fmd =  £ 1


Comprobación de la flecha[1] o deformación máxima

La comprobación de la flecha o deformación máxima se realiza porque todas las vigas tienen limitada su deformación o flecha, por este motivo se ha de comprobar que el calculo de la deformación no superan los limites establecidos por la normativa.



El índice de deformación máxima que se ha de obtener es de :
I def,fi£ 1

Comprobación del esfuerzo cortante
El esfuerzo cortante, de corte, cizalla o cortadura es el esfuerzo interno resultante de las tensiones paralelas a la sección transversal de una viga.

El índice del esfuerzo cortante que se ha de obtener es de:

 I cort = td  / fv,d  =  £ 1 


Comprobación de las vigas frente al fuego
La comprobación de las vigas frente al fuego se hace mediante el método de la sección eficaz.
La sección eficaz es la sección necesaria para resistir las acciones a que sera sometida la viga y es por ello que sirve para poder peritar o avaluar una estructura afectada por un incendio. 
Con la sección eficaz, mas una profundidad eficaz de carbonización, se diseñan, dimensionan y calculan todas las estructuras de madera, ya que la profundidad de carbonización es la que garantiza la estabilidad al fuego de un elemento estructural en caso de incendio.
En el Estado Español la normativa a aplicar es el Código Técnico de la Edificación -CTE-, que en el apartado E2.1, del anejo SI-I de resistencia al fuego de la madera, del documento básico DB SI de seguridad en caso de incendio, establece lo siguiente:
La comprobación de la capacidad portante de un elemento estructural de madera se realiza por los métodos establecidos en DB SE-M, teniendo en cuenta las reglas simplificadas para el análisis de elementos establecidos en E.3, y considerando:
a) una sección reducida de madera, obtenida eliminando de la sección inicial la profundidad eficaz de carbonización, def, en las caras expuestas, alcanzada durante el periodo de tiempo considerado;

                                          def = dchar,n + k· d0
dchar,n =profundidad carbonizada nominal de cálculo
d0de valor igual a 7 mm.
kde valor igual a 1 para un tiempo, t, mayor o igual a 20 minutos y t/20 para tiempos inferiores,en el caso de superficies no protegidas o superficies protegidas cuyo tiempo del incendio la carbonización, tch, sea menor o igual que 20 minutos. Para superficies protegidas cuyo tiempo del inicio de la carbonización, tch, sea mayor que 20 minutos se considerará que kvaría linealmente desde cero hasta uno durante el intervalo de tiempo comprendido entre cero y tch, siendo constante e igual a uno a partir de dicho punto.




[1] Se denomina flecha, a la deformación máxima de un punto respecto a la directriz de la barra de la que forma parte. Existen diferentes tipos de flecha, la mayoría de los cuales están limitados por la norma. Estas son la flecha instantánea, la diferida, la total a plazo infinito y la activa.


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