ASTM E119 Métodos de prueba estándar para pruebas de fuego de materiales y construcciones de edificios

ASTM E119 Métodos de prueba estándar para pruebas de fuego de materiales y construcciones de edificios

La norma "ASTM E119 Métodos de Ensayo Estándar para Pruebas de Fuego de Materiales y Construcción de Edificios", desarrollada por la Sociedad Americana para Ensayos y Materiales (ASTM), describe métodos de ensayo aplicables a conjuntos compuestos de unidades de mampostería y materiales estructurales para edificios, incluyendo muros y tabiques portantes y de otro tipo, columnas, vigas, viguetas, pisos y conjuntos compuestos de pisos y vigas para pisos y techos. Esta norma también se aplica a otros conjuntos y unidades estructurales que forman parte integral permanente de un edificio terminado.

ASTM E119 Métodos de prueba estándar para pruebas de fuego de materiales y construcciones de edificios

Las clasificaciones definidas en esta norma tienen como objetivo registrar el desempeño comparativo frente a condiciones específicas de prueba de fuego durante todo el período de exposición y no deben interpretarse como determinantes de la idoneidad para el uso en otras condiciones o después de la exposición al fuego.

Esta norma se utiliza para medir y describir la respuesta de materiales, productos o conjuntos al calor y a las llamas en condiciones controladas, pero no cubre todos los factores necesarios para la evaluación del riesgo de incendio de materiales, productos o conjuntos en condiciones reales de incendio.

Estos métodos de ensayo establecen una exposición estándar al fuego para comparar los resultados de las pruebas de los conjuntos de construcción de edificios. Los resultados de estas pruebas son un factor para evaluar el comportamiento previsto al fuego de la construcción y los conjuntos de edificios. Aplicar estos resultados para predecir el comportamiento de la construcción real de un edificio requiere la evaluación de las condiciones de prueba.

Estos métodos de prueba tienen como objetivo evaluar durante cuánto tiempo determinados tipos de elementos estructurales contendrán el fuego, conservarán la integridad estructural o exhibirán ambas propiedades durante una exposición de prueba predeterminada.

La prueba expone una muestra a un fuego estándar controlado para alcanzar temperaturas específicas durante un período de tiempo especificado. Cuando es necesario, la exposición al fuego es seguida por la aplicación de un chorro de manguera contra incendios estándar especificado de acuerdo con la norma ASTM E2226. La prueba proporciona una medida relativa de la respuesta de la prueba de fuego de elementos estructurales comparables bajo estas condiciones de exposición al fuego. La exposición no es representativa de todas las condiciones de incendio, ya que las condiciones varían con los cambios en la cantidad, naturaleza y distribución de la carga de fuego, la ventilación, el tamaño y la configuración del compartimento, y las propiedades de disipación de calor del compartimento. Las variaciones resultantes de las condiciones de prueba o la construcción de la muestra, como el tamaño, los materiales y el método de ensamblaje, también afectan la respuesta de la prueba de fuego. Por estas razones, es necesario evaluar la variación para su aplicación a la estructura en el campo.

Esta norma establece:

  • Para muestras de prueba de paredes, tabiques y pisos o techos,
    • Medición de la conducción del calor
    • Medición de la transmisión de gas caliente a través de la muestra de prueba.
    • Para elementos portantes, medición de la capacidad de carga de la probeta durante la exposición de prueba.
  • Para elementos portantes individuales, como vigas y columnas, medición de la capacidad de soportar carga bajo exposición de prueba considerando las condiciones de soporte del extremo (es decir, fijo o no fijo).

Sin embargo, esta norma no prevé:

  • Información sobre el rendimiento de probetas producidas con componentes o longitudes diferentes a las ensayadas.
  • Evaluación del grado en que la muestra de prueba contribuye al riesgo de incendio al producir humo, gases tóxicos u otros productos de combustión.
  • Medición del grado de control o limitación del paso de humo o productos de la combustión a través de la muestra de ensayo.
  • Simulación del comportamiento ante el fuego de uniones entre elementos constructivos como suelo-pared o pared-pared.
  • Medición de la propagación de la llama en la superficie de las muestras de prueba.
  • Efecto de las aberturas convencionales en la muestra de ensayo (p. ej., tomas de corriente y tuberías de plomería) sobre la resistencia al fuego, a menos que se especifique lo contrario en la estructura ensayada. La norma ASTM E814 también se aplica a las pruebas de cortafuegos.

En resumen, la prueba de fuego ASTM E119 es un método de prueba estandarizado que se utiliza para evaluar la resistencia al fuego de componentes y conjuntos de construcción. Esta prueba, una de las muchas normas de prueba de fuego, mide la capacidad de un material de construcción, como una pared, un tabique, un techo o un piso, para resistir la exposición al fuego durante un período específico. Los resultados de las pruebas de fuego proporcionan información valiosa para los funcionarios encargados de los códigos de construcción, arquitectos, ingenieros y profesionales de la construcción.

Las pruebas ayudan a garantizar que los componentes y conjuntos de edificios cumplan con las normas de seguridad contra incendios requeridas y brinden un nivel de protección a los ocupantes y la propiedad en caso de incendio. Contribuyen al diseño y la construcción de edificios resistentes al fuego, lo que permite desarrollar estrategias eficaces de prevención, contención y evacuación de incendios.

Para realizar esta prueba, se exponen al fuego varios elementos del edificio de forma uniforme, a temperaturas y condiciones que simulan un incendio real. La prueba evalúa dos criterios clave de rendimiento:

  • Resistencia al fuego: retención del fuego y del calor.
  • Integridad estructural: capacidad de soportar cargas durante las pruebas

La duración de la exposición al fuego suele oscilar entre 45 minutos y varias horas, dependiendo de la resistencia al fuego probada. El material ensayado se supervisa para evaluar factores como la penetración de la llama, el aumento de temperatura en la cara expuesta, la estabilidad estructural y la integridad de la barrera cortafuegos. También se evalúa la duración de la resistencia antes del primer punto crítico de fallo.

En las pruebas de resistencia al fuego según la norma ASTM E119, la resistencia al fuego de un componente de construcción se evalúa mediante criterios de aprobación/rechazo. Estos criterios son cruciales para evaluar el rendimiento del material ensayado y garantizar su cumplimiento con las normas de seguridad contra incendios.

Los siguientes eventos críticos en el tiempo se registran durante las pruebas ASTM E119. El tiempo de resistencia del conjunto (aprobado/reprobado) es el momento en que ocurre el primero de estos eventos:

  • La temperatura aumenta a 121 grados por encima de la temperatura ambiente promediada en todas las ubicaciones de termopares de superficie no expuesta.
  • La temperatura aumenta a 153 grados por encima de la temperatura ambiente en cualquier ubicación del termopar de superficie no expuesta.
  • En conjuntos que utilizan elementos estructurales de acero, la temperatura máxima en el elemento estructural de acero supera los 593 grados.
  • Se observa alguna llama en la superficie no expuesta de la muestra de prueba.
  • Las emisiones de humo y gas son lo suficientemente calientes como para encender el material de desecho de algodón aplicado a la superficie no expuesta de la muestra.
  • Incapacidad para soportar la carga aplicada durante la exposición de los conjuntos portantes. En la mayoría de los casos, las pruebas ASTM E119 requieren una evaluación adicional donde el conjunto se somete a una prueba de chorro de manguera para determinar su clasificación de resistencia al fuego.

Los componentes que cumplen satisfactoriamente los criterios demuestran su capacidad para resistir la exposición al fuego durante el tiempo especificado sin comprometer su integridad ni contribuir a su propagación. Sin embargo, los criterios específicos de aprobación o rechazo pueden variar según la clasificación de resistencia al fuego probada y los códigos de construcción aplicables.

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