Grace Construction Products
Copyright Materials This presentation is protected by US and International Copyright laws. Reproduction, distribution, display and use of the presentation without written permission of the speaker is prohibited.
Protección Pasiva Contra Fuego NFPA 251
© W. R. Grace & Co. – Conn., 2010
Ing. Juan Pablo León Market Manager 16/06/2010 0
Objetivos de Aprendizaje
Definición – Protección Contra Fuego
1. Conceptos de la Protección Pasiva Contra Fuego
Un producto de protección contra fuego es:
2. Tipos de Incendios
“Un producto cualquiera que, en caso de un incendio, actúe de manera activa o pasiva para reducir la tasa de aumento de temperatura sobre los elementos constructivos”
3. Normas, Certificaciones y Métodos de Prueba 4. Fireproofing Comercial
- Los elementos constructivos son cualquier parte de una construcción necesarios para mantener la integridad estructural incluyendo vigas, columnas, pisos techos y paredes.
5. Fireproofing Industrial 6. Pruebas en sitio para Materiales de Fireproofing 3
Porque Fireproofing, El acero se quema?
Porque Fireproofing, El acero se quema? Prevención de falla estructural y colapso
El acero en la construcción La utilización del acero en el mercado de la construcción en México ha experimentado un crecimiento exponencial en los últimos años.
El acero pierde resistencia (habilidad de cargar peso) a manera que la temperatura aumenta.
El 37% de nuevos edificios (arriba de 8 niveles) y plantas en México son construcciones que utilizan acero como elemento principal.
Aproximadamente ~40% de perdida a 1000 ºF (550 ºC)
El acero es un material susceptible a los cambios de temperatura ocasionado por un incendio debido a su alto valor de conductividad térmica (λ) 45 W/(K.m).
La deflexión excesiva del acero puede comprometer la estabilidad estructural del inmueble (°C)
Meridian Plaza, Philadelphia 1991 4
5
1
Tipos de Protección Contra Fuego Protección Activa
Productos de Protección Pasiva Contra Fuego Pinturas Intumescentes
Protección Pasiva
Sprinklers
Membranas y placas
Principalmente comercial
Sistemas de Gas Computación
Generadores de Espuma Petroquímica y aviación
Gypsum wallboard Rated ceilings Mineral batts/blankets
Materiales Proyectados Pintura Intumescente Fibra Mineral
Tema del día de hoy
Cementicios
6
7
Productos de Protección Pasiva Contra Fuego Fibra Mineral
Productos de Protección Pasiva Contra Fuego Cementicios
8
9
Productos de Protección Pasiva Contra Fuego Sistemas Mixtos
ASTM - 1513/93 Diferenciación entre Materiales Proyectados
“Cementicios”: compuestos con uno o mas aglomerantes que mezclados con el agua forman una pasta fluida, homogénea y bombeable. “Fibras Proyectadas”: compuestos con mas de un aglomerante, bombeados en estado seco hasta la boquilla de aplicación donde son hidratados.
10
11
2
Tipos de fuego Dependiendo de la fuente de ignición existen dos tipos de incendios: 1.- Celulósico o comercial
La Protección Pasiva Contra Fuego que protege el acero… …...DEBE FUNCIONAR !! 2.- Hidrocarburo o industrial
12
13
Normas, Certificados y Métodos de Prueba Las normas, certificados y métodos de prueba para la protección pasiva contra fuego son diferentes dependiendo del tipo de fuego que se proteja: Celuló Celulósico
Hidrocarburo
ASTM
ASTM E 119
ASTM E1529
UL
263
1709
PROTECCIÓN PASIVA CONTRA FUEGO CELULÓSICO
FIREPROOFING COMERCIAL
Todos los productos Monokote de Grace cumplen con lo requerimientos de estos Códigos y cuentan con certificación bajo estas normas:
14
15
FIREPROOFING COMERCIAL
Métodos de Prueba
FIREPROOFING COMERCIAL
Procedimiento de Prueba
Los laboratorios acreditados
utilizan el método de prueba NFPA 251 / ASTM E-119 / UL 263 para evaluar la resistencia al fuego de los materiales. Todas la pruebas se realizan
de acuerdo a la curva estandarizada de temperatura vs tiempo ISO 834. Las vigas y los ensambles de techos protegidos se introducen al horno 16
3
FIREPROOFING COMERCIAL
FIREPROOFING COMERCIAL
Procedimiento de Prueba
Procedimiento de Prueba
La prueba dura máximo 4 horas.
Se utilizan termopares colocados en toda la probeta de prueba
FIREPROOFING COMERCIAL
Procedimiento de Prueba (NFPA 251, ASTM E119 y UL 263)
Resultados de la Pruebas
Columnas:
Los resultados de las pruebas son
• 2.4 m de longitud. • Colocada en forma vertical
publicados y enlistados en los directorios de UL e Intertek.
• 4 niveles con 3 termopares en cada uno
Describe en detalle como debe estar
• Prueba exitosa si la temperatura en los termopares no sobrepasa los 537 C como promedio o 647 C en cualquiera de los puntos.
La lista de espesores y densidades del
Vigas: • 2.7 m de longitud.
diseñado cada tipo de ensamble y estructura. producto vienen en cada diseño para cumplir con los requerimientos en tiempo de protección. El Monokote de Grace tiene mas de 120
• Colocada en forma horizontal con carga • 4 termopares por sección a 60 cm de cada uno
20
FIREPROOFING COMERCIAL
• Prueba exitosa si la temperatura en los termopares no sobrepasa los 537 C como promedio o 647 C en cualquiera de los puntos.
diseños para todo tipo de ensambles y perfiles. Algún tipo de excepción que no este
considerada se maneja por medio del fabricante o carta de UL. 21
FIREPROOFING COMERCIAL
22
Los directorios de UL son anuales El directorio online se actualiza inmediato www.ul.com/database
FIREPROOFING COMERCIAL
23
4
FIREPROOFING COMERCIAL
24
FIREPROOFING COMERCIAL
25
FIREPROOFING COMERCIAL
26
FIREPROOFING COMERCIAL
27
FIREPROOFING COMERCIAL
28
FIREPROOFING COMERCIAL
29
5
FIREPROOFING COMERCIAL
FIREPROOFING COMERCIAL
Códigos y Reglamentos de Construcción
30
31
FIREPROOFING COMERCIAL
FIREPROOFING COMERCIAL
Reglamento de Construcción del Distrito Federal TRANSITORIOS
Reglamento de Construcción del Distrito Federal ARTÍCUL0 110.- Las características que deben tener los elementos constructivos y arquitectónicos para resistir al fuego, así como los espacios y circulaciones previstos para el resguardo o el desalojo de personas en caso de siniestro y los dispositivos para prevenir y combatir incendios se establecen en las Normas.
ARTICULO PRIMERO.- El presente Reglamento entrará en vigor a partir del día 16 de febrero de 2004. ARTICULO SEGUNDO.- Se abroga el Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal publicado en la Gaceta Oficial del Departamento del Distrito Federal el 2 de agosto de 1993. ARTICULO TERCERO.-La Secretaría de Obras y Servicios expedirá las Normas Técnicas Complementarias a que hace referencia este Reglamento dentro de los 120 siguientes a la fecha de su publicación. Las Normas Técnicas Complementarias fueron publicadas en la Gaceta Oficial en Octubre de 2004.
32
33
FIREPROOFING COMERCIAL
FIREPROOFING COMERCIAL
Norma Técnica Complementaria
Norma Técnica Complementaria
Grado de Riesgo
34
Tiempo de resistencia al fuego
35
6
FIREPROOFING COMERCIAL
FIREPROOFING COMERCIAL
Resistencia al fuego en base a que?
Laboratorios Acreditados ante EMA / ONNCE Lista de Laboratorios debidamente acreditados para realizar pruebas en base a la norma NMX C307 / NFPA 251 o al método de prueba UL 263 / Astm E119 :
NMX-C 307-ONNCCE-2009 “Industria de la Construcción Edificaciones - Resistencia al fuego de elementos y componentes - Especificaciones y métodos de ensayo”
36
1.
.
2.
.
3.
.
4.
.
5.
.
6.
.
37
FIREPROOFING COMERCIAL
Y la prueba del Soplete?
38
39
FIREPROOFING COMERCIAL
Prueba de Soplete IMP GTM 001 1995
FIREPROOFING COMERCIAL
Diferencias entre una prueba real y una prueba “patito”
IMP GTM B1 001 1995 (Prueba de Soplete)
Soplete
VS • 1,400 btu • 1 quemador • Probeta nueva
40
Prueba de UL 263 / NFPA 251 / ASTM E 119 / NMX C307
• • • • • •
24,000 btu Horno de 54 m3 30 quemadores 45 termopares Probeta envejecida Marca UL, inspecciones
41
7
FIREPROOFING INDUSTRIAL
PROTECCIÓN PASIVA CONTRA FUEGO DE HIDROCARBURO
Normas, Certificados y Métodos de Prueba 1. NRF-065-PEMEX-2006
FIREPROOFING INDUSTRIAL
2. API 2218 y API 2510 3. UL 1709 4. JET FIRE 5. Cryogenic Fireproofing Test 6. EXPLOSIVIDAD
42
43
FIREPROOFING INDUSTRIAL
FIREPROOFING INDUSTRIAL
NRF-065-PEMEX 2006
American Petroleum Institute API 2218 / API 2510
En Junio del 2006 se publica la NRF 065 “RECUBRIMIENTOS A BASE DE CEMENTO A PRUEBA DE FUEGO EN ESTRUCTURAS Y SOPORTES DE EQUIPOS “ de aplicación obligatoria a todas las instalaciones industriales de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios. Se basa en la utilización de materiales cementicios para la protección pasiva contra fuego de estructuras de acero. La certificación/ aprobación requerida para el material de protección contra fuego a utilizarse dentro de TODAS las instalaciones de PEMEX es la siguiente: Diseño Underwriters Laboratories UL1709 Resistencia a JET FIRE
Los productos intumescentes NO están aprobados por PEMEX para su utilización dentro de cualquier instalación costa adentro. 44
45
FIREPROOFING INDUSTRIAL
FIREPROOFING INDUSTRIAL
JET FIRE TEST OTI 95634
46
Criogenic Test
47
8
FIREPROOFING INDUSTRIAL
Prueba de Explosividad Blast Test
Pruebas en sitio para materiales de Protección Pasiva Contra Fuego
48
49
Casos de Estudio
New York Board of Fire Underwriter's Report
Casos de Estudio NIST Recommendation 6.
Primera investigación seria de un rascacielos protegido con Protección Pasiva Contra Fuego.
“Desarrollo de criterios, de métodos de prueba, y de estándares: (1) para el funcionamiento
en servicio de los materiales de Protección Pasiva Contra Fuego (SFRM, también llamados fireproofing o aislamiento) usados para proteger componentes estructurales; y (2) asegurarse de que estos materiales, así como los ya instalados, se ajusten a las condiciones en las pruebas usadas para establecer el grado de la resistencia de fuego de componentes, de miembros y de sistemas.” Cambios en los Códigos de Construcción como resultado de 9/11 2009 International Building Code (Nueva Construcción) Incremento del requerimiento mínimo de la fuerza de adherencia (min. 430 psf para edificios de 75-420 pies de altura y min. 1000 psf para edificios de mas de 420 pies de altura). El requerimiento de fuerza de adherencia aplica al material “aplicado en el edificio”.
One New York Plaza August 1970
“La protección de las perfiles de acero sometidos a un evento de fuego real DEBE ser realizada por medio de materiales que no sean fácilmente removidos o dañados.”
Funcionamiento en sito = Aseguramiento de calidad
WTC Towers
2009 International Fire Code (Construcciones ya existentes) Se requiere de una inspección anual del material de protección pasiva contra fuego aplicado. Los sistemas deben ser debidamente reparados o cambiados cuando han sufrido algún tipo de daño, alteración o perdida de propiedades.
Experiencia con mucha enseñanza para la época ... Edificio: Interstate Bank – 3500 personas
Se basa en la capacidad de un material para soportar las condiciones
Local: Los Angeles
típicas presentadas durante la construcción.
Construcción: Años 70 Se provee protección por el tiempo de vida del inmueble. Diferenciamos los productos en base a las condiciones reales de trabajo
Incendio: 16 años despues Material: Monokote MK-6 Pisos Quemados:12 al 16 ~ 8 horas total
Funcionamiento NO Aceptable
Sprinklers: no eran exigencia Temperatura: 2000F Brigada : 300 hombres
52
No funciona si esta en suelo !!!
53
9
54
Tres Motivos de Preocupación
55
Facilidad de daño
1. Facilidad para dañarse 2. Fuerza de Adherencia 3. Erosión por el aire
Fuerza de Adherencia
Erosión por el aire
10
Estándares importantes para el control de calidad de los materiales
Tipos de productos cementicios y sus características Densidad Estándar (15 pcf)
ASTM E-605 Thickness and Density
Producto base Yeso
ASTM E-736 Adhesion/Cohesion (bond strength)
Uso en interiores
Monokote MK-6/HY
Adherencia mayor a 200 pcf
ASTM E-761 Compressive Strength
Densidad Media (22 pcf)
ASTM E-859 Air Erosion
Monokote Z-106/HY
Producto base cemento portland
ASTM G-21 Resistance to Mold Growth
Uso en exteriores
ASTM E-937 Corrosion
Adherencia mayor 2000 pcf
ASTM E-760 Effects of Impact
Densidad Alta (40 – 50 pcf)
ASTM E-759 Effects of Deflection
Monokote Z-146 o Z-156
Producto base cemento portland Uso en exteriores expuestos a condiciones severas 60
61
Control de Calidad en Campo
Adherencia mayor 10,000 pcf
Características Físicas del Material Densidad Estándar Densidad Media
Densidad Alta
Densidad
15 pcf
22 pcf
40 pcf
Adherencia
200 psf
2000 psf
10000 psf
Compresión
10 psi
100 psi
500 psi
Las evaluaciones de calidad del producto son realizadas por expertos de GRACE. Medición de espesores, Densidad y Fuerza de Adherencia son algunas de las pruebas requeridas por el IBC Capitulo 7.
62
63
Tipo de acabados con Monokote
Trowelled Finish - Joist
Juan Pablo León Arellano Market Manager - Fireproofing Grace Construction Products
Standard Spray Textured Finish
64
Trowelled Finish - Column
65
T +52 722 2773472 M +521 722 5106453 F +52 722 2773474 ID Nextel 92*15*20525 E juanpablo.leon@grace.com W graceconstruction.com
11
La diferencia GRACE Soporte TĂŠcnico y facilidad de aplicaciĂłn
12