Resistencia al fuego: ¿cómo se comportan las construcciones en madera?


El fuego es una reacción química como resultado del calentamiento de la materia -sólida o líquida- para producir vapores, que luego se encienden al mezclarse con el oxígeno. Por otro lado, la madera como material orgánico es combustible. Sin embargo, lo importante en una construcción no es necesariamente la combustibilidad de un elemento, sino su comportamiento durante un incendio.

Las normas de edificación provenientes de diferentes países establecen requisitos en cuanto a la resistencia de sus elementos estructurales durante un tiempo determinado, según criterios como el uso, agrupación o tamaño del edificio, con el fin de garantizar su evacuación. Por ejemplo, en el caso de Chile, la ordenanza general de urbanismo y construcciones hace una diferenciación de “Tipos” donde considera el destino del edificio, la superficie edificada y el número de pisos. Tras eso, establece nueve categorías de elementos, desde muros cortafuego hasta muros no soportantes o tabiques, además de pisos, techos y escaleras, definiendo una exigencia “F” para cada uno. Esto quiere decir que, por ejemplo, una exigencia de “F-30” significa que dicho elemento estructural debe resistir 30 minutos al fuego.

En ese sentido, la madera masiva (como madera laminada y el CLT, entre otros) tiene un muy buen comportamiento ante el fuego, debido a su baja conductividad térmica y su capacidad de formar una carbonización superficial que le permite conservar sus propiedades físicas y mecánicas por mayor tiempo, en comparación con estructuras de otros materiales que fluyen o se fracturan en menos minutos.

Esa capa protectora de carbón actúa como aislante, impidiendo la penetración del calor y del oxígeno en las capas interiores, evitando así la combustión. Esto hace posible, incluso, calcular la cantidad de madera adicional a la necesaria estructuralmente para garantizar su resistencia al fuego, debiendo esto último ser considerado para cada una de las caras expuestas de los respectivos elementos de madera.

A igual porcentaje de humedad, la velocidad de la carbonización depende de la densidad de la madera, por ejemplo, en Nueva Zelanda se calculó la velocidad de carbonización de maderas con un 12% de humedad según su densidad, dando como resultado 0.7mm por minuto para la madera de 500kg/m3.

También es importante tener en cuenta que el producto de descomposición física, es decir el carbón, carece de resistencia mecánica, por lo que el elemento estructural debe estar calculado al interior de esta posible capa protectora.

Finalmente, en caso de no querer aumentar la sección de los elementos de madera maciza, así como en el caso del uso de maderas en pequeñas secciones como es el caso de la mayoría de las estructuras de entramado, se deberán utilizar métodos de protección física de sus piezas estructurales, estando entre éstas las placas de yeso-cartón, fibrocemento o fibrosilicato, en los espesores que indique el fabricante para cada requerimiento.

Escrito por Andrés Sierra, arquitecto PUC y asesor técnico de Madera21.
Fuentes:
AITC: Superior Fire Resistance. American Institute of Timber Construction, 2003. Disponible en: http://www.aitc-glulam.org/shopcart/pdf/superior%20fire%20resistance.pdf
ASTM: Fire Standards and Flammability Standards.
Disponibles en: https://www.astm.org/Standards/fire-and-flammability-standards.html
MINVU: Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones. Disponible en: http://www.minvu.cl/opensite_20070404173759.aspx
WOODSRL: La Madera y su Comportamiento frente al Fuego. Disponible en: http://woodsrl.com.ar/la-madera-y-su-comportamiento-frente-al-fuego/