Las propiedades de los materiales se pueden agrupar de la siguiente forma:
La No Explosividad hace parte de las propiedades ecológicas de los Materiales, para lo cual se
debe reconocer:
Explosividad: Es la capacidad de
ciertas sustancias, sólidas, liquidas, gaseosas, mezcla o combinación de ellas,
que pueden emitir, mediante reacción química, un gas a temperatura, presión y
velocidad tales que las hace susceptibles de provocar daños a la salud, zona circundante
y/o al ambiente en general. Desde la definición química la Explosividad
(E). es la capacidad de las sustancias químicas que provocan una
liberación instantánea de presión, gas y calor a temperatura, ocasionado por un
choque repentino, presión o alta temperatura.
Así el fuego es una reacción
química de oxidación - reducción fuertemente exotérmica, siendo los reactivos
el oxidante y el reductor. En otros términos, el reductor se denomina
combustible y el oxidante -El fuego es una reacción química de oxidación -
reducción fuertemente exotérmica, siendo los reactivos el oxidante y el
reductor. En otros términos, el reductor se denomina combustible y el
oxidante comburente; las reacciones entre ambos se denominan combustiones. Si
bien existen varios comburentes el más común y que la naturaleza brinda en
proporciones adecuadas es el Oxígeno; las reacciones entre ambos se denominan combustiones.
Si bien existen varios comburentes el más común y
que la naturaleza brinda en proporciones adecuadas es el Oxígeno.
Para que exista fuego es necesario Oxigeno (comburente) , Calor
(Temperatura, energía necesaria para que tenga lugar dicha reacción
y se denomina energía de activación; esta energía de activación es la aportada
por los focos de ignición, la
temperatura solo se transmite de tres formas a) Conducción pasa
el calor del objeto más caliente hacia el más frío, b) Convección, en los fluidos (Aire, agua, etc.) las ondas de calor
se transmiten hacia arriba, el aire caliente sube y en los espejos de agua las
capas superiores tienen mayor temperatura que las inferiores. y c) Radiación, el calor del fuego se
siente a cierta distancia, debido a que se transmite por medio de
ondas calóricas invisibles. Por lo tanto, no es necesario que un objeto toque
el fuego para que entre en combustión, el calor puede transmitirse de un objeto
en llamas a otro sin que estén en contacto.) y Combustible.
Los combustibles pueden ser sólidos, líquidos y
gaseosos pero ninguno de ellos podrá llegar a arder si no ha rebasado la Temperatura
de Inflamación, llamado también "Punto de ebullición" que
es aquella en la que un combustible sólido o líquido llega a desprender
vapores, que inflamarán en presencia de una llama o chispa.
Toda explosión es la liberación de
energía en un intervalo temporal ínfimo. La explosión se mide según: la
potencia de la explosión proporcional al tiempo requerido, con una valoración o
magnitud en unidades de gigavatios. Los orígenes de las explosiones se suelen dividir
en dos clases:
·
Físicos: mecánicos (choques de móviles),
electromagnéticos (relámpagos) o neumáticos (presiones y gases).Una explosión
causa ondas de presión en los alrededores donde se produce. Las explosiones se
pueden categorizar según si las ondas son subsónicas y detonaciones si
son supersónicas (ondas de
choque). Estas velocidades deben considerarse respecto del medio de
propagación (el explosivo).
·
Químicos: de reacciones de cinética rápida. La bomba atómica,
por ejemplo, además de producir calor intenso produce presiones elevadísimas
que causan las destructivas ondas de choque. (Bombardeos atómicos sobre Hiroshima y
Nagasaki).
La destrucción de una explosión es precisamente por
la potencia de la detonación que produce ondas de choque o diferencias de
presión subyacentes de duración muy corta, extremadamente bruscas.
El poder
calorífico es: la expresión de la
energía máxima que puede liberar la unión química entre un combustible y el
comburente y es igual a la energía que mantenía unidos los átomos en las
moléculas de combustible, menos la energía utilizada en la formación de nuevas
moléculas en las materias (generalmente gases) formada en la
combustión. la cantidad de energía que la unidad de masa de materia puede
desprender al producirse una reacción química de oxidación (quedan excluidas
las reacciones nucleares, no químicas, de fisión o fusión nuclear, ya que para
ello se usa la fórmula E=mc²).
Clasificaciones de
explosivos: La clasificación de las sustancias explosivas de
diferentes tipos puede efectuarse de múltiples maneras, no obstante, hay tres
formas principales aceptadas: por naturaleza, por sensibilidad y por
utilización.
1.
Explosivos por
Naturaleza:
Deflagrantes: Son los explosivos en
los que la reacción se inicia por mecanismos químicos tradicionales: activación
termocinética. La velocidad de éstos no supera la velocidad del sonido (medida
en el medio explosivo, que siendo sólido o líquido, es muy superior a la del
aire). La barrera del sonido atempera la energía cedida por éste, de modo que
no son muy potentes. Su interés es escaso: pirotecnia y algunas aplicaciones en
las que se requiera baja energía. En esta línea, los propelentes son
considerados un subgrupo de los explosivos deflagrantes. Ejemplos: Pólvora
negra, y Otras pólvoras o explosivos que utilicen de oxidante el Nitrato
de Potasio y Clorato de Potasio por lo general son deflagrantes.
Detonantes: La reacción en este
grupo se auto abastece por una onda de choque, super sónica (en el medio que
recorre), que inicia al explosivo a medida que esta transcurre. Dada la alta
velocidad de la reacción son explosivos muy potentes.
2.
Explosivos por
Sensibilidad:
Primarios: Son aquellas
sustancias que requieren cantidades ínfimas de energía para activarse. Son de
gran peligrosidad y generalmente se utilizan flegmatizados (insensibilizados).
Su potencia es modesta en comparación con los demás grupos. La energía liberada
por los explosivos primarios en su detonación es generalmente pequeña; en los
casos más comunes, sus calores de explosión están alrededor de las 400 kcal/kg
(1700 kJ/kg), frente a los valores de 1000 kcal/kg, y superiores, típicos de
los explosivos secundarios. Como ejemplos de Explosivos Primarios se encuentran:
Triyoduro de amonio, Fulminato de mercurio, Fulminato de plata, Azida de plomo
o nitruro de plomo, Azida de plata, Estifnato de plomo o trinitroresorcinato de
plomo, Hexanitrato de manitol, y Acetiluro de plata.
Secundarios: Responden con energías
de activación intermedias aunque no estrictamente homogéneas. Las potencias son
muy altas, encontrándose en el orden de los GW. Nitroglicerina Muy sensible.
Generalmente se le aplica un desensibilizador. Como ejemplos de explosivos
secundarios se tienen: Trilita o TNT, Hexógeno, RDX Ciclonita
(trinitrofenilmetilnitramina), Pentrita, PT, PETN Tetranitrato de
pentaeritrita, Ácido pícrico o TNP (Trinitrofenol), Picrato de amonio,
Tetranitrometano ,Octógeno o HMX (Ciclotetrametilentetranitramina), Nitrocelulosa
y Cloratita.
Terciarios: Familia
constituida casi en unanimidad por NAFOS (nitrato de amonio/fuelóleo) conocida
su enorme insensibilidad. Como ejemplo de explosivos terciarios se tiene: EL
ANFO o NAFO en castellano.
3. Explosivos por
Utilización:
Iniciador: Material energético,
con una energía de activación relativamente baja, utilizado para iniciar un
explosivo secundario. Suelen ser explosivos de alta sensibilidad (primarios) en
combinación, de acuerdo al impulso requerido: impacto, eléctrico o térmico.
Suelen ser llamados detonadores al estar encartuchados comercialmente.
Carga: Es la masa base
que explotará y es objeto del diseño de la voladura. El iniciador es el
responsable de iniciar la carga. Algunas sustancias pueden no requerir
iniciador: pólvora, nitroglicerina o pentrita se inflaman con relativa
facilidad bajo la llama.
Multiplicador: En ciertas
ocasiones la carga no detona con el iniciador, por lo que se requiere un
explosivo intermedio que sea sensible al iniciador y a la vez inicie a la
carga. Muy frecuentemente los anfos requieren de este tipo de carga.
Por su uso en la
Industria de la construcción y en la minería se presentan:
* La dinamita: Las dinamitas son
explosivos generalmente bicomponente: nitroglicerina o nitroglicol con nitrocelulosa,
formando una pasta de mayor estabilidad que cada explosivo por separado.
Tradicionalmente la dinamita ha sido una mezcla de nitroglicerina con arcilla
-originalmente tierra de diatomeas; receta del propio Nobel-. La evolución
técnica de ésta, llevó a la producción de las gomas: nitroglicerina más
nitrocelulosa. Actualmente las dinamitas se han inclinado por mezclas de
nitroglicol, de mayor estabilidad, junto con nitrocelulosa. En adición,
comprenden otros ingredientes como aluminio (aumenta el calor y potencia), que
le otorga una apariencia grisácea y aceitosa al tacto. En términos generales
son consideradas unos explosivos muy potentes (comparado con la pólvora, el
fulminato de mercurio y otros explosivos débiles.
*Las Gomas: la Goma-2 es un explosivo del tipo
dinamita de fabricación española para uso industrial (sobre todo en minería)
por la Unión Española de Explosivos, S.A. (actualmente MAXAM). Se comercializa
al menos en dos variantes, la Goma-2 EC y la Goma-2 ECO.
Cargas de Fuego
Cargas de Fuego: se define como el peso de madera por
unidad de superficie (Kg/m2) capaz de desarrollar una cantidad de calor
equivalente a la de los materiales contenidos en el sector de incendio, se utiliza para la evaluación del riesgo por el
método de Pourt para la aplicación de sistemas automáticos de detección y extinción
(según norma IRAM 3528)
El poder calorífico de la madera equivalente 18,41
MJ (4,4 Kcal/kg) En el cálculo se deben incluir todos los materiales combustibles
presentes en el sector considerado, aún los incorporados al edificio (pisos,
cielorasos, revestimientos, puertas, etc.)
Cómo se obtiene la carga de fuego?
1.Paso Obtención de la cantidad de calor (Q) de cada ambiente
o sector:
Q = peso del producto x poder calórico (cal)
2. Paso Cálculo del peso en madera equivalente
(PM):
PM = sumatoria Q total = Q total
Poder
calórico madera 4400 cal/kg
3. Paso Cálculo de la Carga de Fuego (Qf):
Qf = PM = peso de madera equivalente Sup.
Superficie total del lugar
4.Paso Cálculo del riesgo del CONTINENTE:
GR = Qm . C + Qi . B . L
W . Ri
Donde:
·
GR es el riesgo del continente
·
Qm coeficiente de la carga de fuego del contenido
·
C coeficiente de combustibilidad del contenido
·
Qi coeficiente de carga de fuego del continente
·
B coeficiente del sector de incendio
·
L coeficiente de tiempo necesario para iniciar la
extinción
·
W coeficiente de resistencia al fuego del
continente
·
Ri coeficiente
de reducción del riesgo
5. Paso Cálculo del riesgo del CONTENIDO
IR = H . C . F
·
IR riesgo del contenido
·
H coeficiente de daño a personas
·
D coeficiente de peligro para los bienes
·
F coeficiente de influencia del humo
6. Paso Determinación del riesgo total
Una vez calculados los valores de GR y IR mediante
el diagrama de riesgo se determinará el valor del riesgo total TR.
7. Paso Determinación de las medidas de protección en función de TR
·
TR1: riesgo poco significativo, medidas superfluas.
·
TR2: es recomendable una instalación automática de
protección contra incendios, pero no es estrictamente necesaria.
·
TR3: es necesaria una instalación automática de
extinción. Instalación de protección no apropiada al riesgo.
·
TR4: es necesaria una instalación de predetección.
Instalación de extinción (rociadores) no apropiada al riesgo.
·
TR5: es recomendable doble protección por
instalación de predetección y extinción automática. Instalación de extinción.
·
TR6: es recomendable doble protección por
instalación de predetección, extinción automática. Instalación de predetección.
·
TR7: es necesaria doble protección por
instalaciones de predetección y extinción automática.
8. Paso Recomendaciones
|
Zonas
|
Extinción Automática
|
Alarma y detección
|
|
1
|
No necesario
|
No Necesario
|
|
2
|
Recomendable
|
No Necesario
|
|
3
|
Necesario
|
No Necesario
|
|
4
|
No necesario
|
Necesario
|
|
5
|
Necesario
|
Recomendable
|
|
6
|
Recomendable
|
Necesario
|
|
7
|
Necesario
|
Necesario
|
9. Paso determinación de la peligrosidad:
Obtenido el valor de la Carga de Fuego (Qf) podemos
determinar si un sector de incendio es:
·
De alta peligrosidad: Qf > 120 kg/m2
·
De media peligrosidad: 60 kg/m2 < Qf < 120
kg/m2
·
De baja peligrosidad: Qf < 60 kg/m2
10. Paso Clasificación de materiales y elementos de construcción
Las temperaturas alcanzadas en los incendios sobrepasan
los 800º C. Esto marca la importancia del comportamiento frente al fuego de los
materiales y elementos de construcción, incluidos revestimientos, acabados,
decoración y otras aplicaciones fijas a la estructura. De esta forma puede
establecerse un sistema de clasificación sobre los materiales y elementos
utilizados en la construcción, por la valoración de los criterios de: REACCIÓN
AL FUEGO y RESISTENCIA AL FUEGO
11. Paso Resistencia al fuego de los elementos constitutivos
de los edificios
|
Actividad
Predominante
|
Riesgo 1
Explosivo
|
Riesgo 2
Inflamable
|
Riesgo 3
Muy combustible
|
Riesgo 4
combustible
|
Riesgo 5 Poco
Combustible
|
Riesgo 6 Incombustible
|
Riesgo 7
Refractarios
|
|
Residencial
Administrativo
|
NP
|
NP
|
R3
|
R4
|
-
|
-
|
-
|
|
Comercial 1
Industrial
Depósito
|
R1
|
R2
|
R3
|
R4
|
R5
|
R6
|
R7
|
|
Espectáculos
Cultura
|
NP
|
NP
|
R3
|
R4
|
-
|
-
|
-
|
·
Riesgo 1 = Explosivo
·
Riesgo 2 = Inflamable
·
Riesgo 3 = Muy Combustible
·
Riesgo 4 = Combustible
·
Riesgo 5 = Poco Combustible
·
Riesgo 6 = Incombustible
·
Riesgo 7 = Refractarios
·
N.P. = No permitido
·
El riesgo 1 "Explosivo” se considera solamente
como fuente de ignición.
12. Paso determinar Resistencia al fuego
|
Carga de Fuego
|
R1
|
R2
|
R3
|
R4
|
R5
|
|
Hasta 15 kg/m2
|
-
|
F60
|
F30
|
F30
|
-
|
|
Desde 16 hasta 30 kg/m2
|
-
|
F90
|
F60
|
F30
|
F30
|
|
Desde 31 hasta 60 kg/m2
|
-
|
F120
|
F90
|
F60
|
F30
|
|
Desde 61 hasta 100 kg/m2
|
-
|
F180
|
F120
|
F90
|
F60
|
|
Más de 100 kg/m2
|
-
|
F180
|
F180
|
F120
|
F90
|
13.Paso Método
preventivo de construcción
Todo método preventivo de construcción supondrá los
siguientes principios generales:
·
Empleo de materiales y elementos de comportamiento
ante el fuego compatible con la seguridad.
·
Disposición de plantas en forma racional según
destino y riesgo que atañen.
·
Compartimentados que tienden a moderar o evitar la
propagación del riesgo de fuego.
14. Paso Velocidad de combustión
Junto con la carga de fuego debe valorarse la
velocidad de combustión, que es consecuencia del estado de los materiales y sus
formas de almacenamiento:
Sueltos, apilados en montones: baja densidad y gran
superficie.
Ensacados, fardos, barriles, etc.: densidad y
superficie media.
Materiales prensados: densidad elevada y superficie
reducida.
La densidad de referencia es la relación entre su
peso y su volumen aparente. O sea el volumen que comprende todo espacio ocupado
realmente por los materiales separados y los espacios de aire.
Referencias Bibliográficas
http://www.bolivia-industry.com/sia/marcoreg/Ley/reglasubpel.htmMateriales Cerámicos en la Industria de la Construcción
Las pastas, los morteros sus propiedades y aplicación
Algunas aplicaciones para prefabricados de concreto en los que es necesario reconocer la normativa , sus necesidades funcionales y sus requerimientos constructivos se muestran a continuación:
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