Pintura para estructuras metálicas F60: guía detallada sobre la protección intumescente

La pintura intumescente es una pintura destinada a la protección de estructuras en caso de incendio. Su principal función es brindar un grado de protección térmica a la estructura y permitir un mayor tiempo hasta que ocurra una posible situación de colapso estructural.

Este mayor tiempo debe permitir una evacuación segura e incluso brindar protección para los trabajos de extinción de bomberos. De esta manera, se lograría reducir daños materiales y salvar vidas humanas, incluso ante fuegos de hidrocarburos.

Qué significa F60 en una estructura metálica

La legislación exige un determinado rating de resistencia al fuego a una estructura, por ejemplo un F-60, F-90, etc., que representa un indicador del tiempo mínimo que la estructura debe soportar antes de un posible colapso.

Los espesores regulados por normativa local pueden ser F15, F30, F60, F90, F120 o superior, según lo especificado en cada proyecto. Existen diferentes tipos de pintura intumescente según los minutos que resisten al fuego antes del colapso de la estructura, incluso R-180.

Estas resistencias mencionadas indican que la pintura puede retener su integridad y capacidad de aislamiento durante 30, 60, 90, 120 o 180 minutos en su exposición al fuego.

Este punto es de gran importancia porque no basta con cualquier nivel de protección, entendido como la relación entre pintura, espesor y masividad del elemento; debe protegerse la estructura para lograr el objetivo requerido.

Por lo mismo, aplicar pintura intumescente, o cualquier otro producto, no tiene sentido si no se demuestra el cumplimiento del rating requerido. La protección se basa en dar aislamiento térmico a la estructura, para tener un rango de tiempo hasta que el aumento de temperatura del acero puede llevarlo a una situación de colapso.

Cómo funciona la pintura intumescente

Principalmente, la acción de la pintura intumescente se basa en la reacción química en su exposición al calor. Por tanto, la capa que protege la superficie tratada evita la propagación del fuego y retrasa la transferencia de calor a las estructuras ignifugadas.

La capa de pintura intumescente aplicada sobre la estructura reacciona frente a la mayor temperatura ambiental producida por el incendio. Lo esperable es que a temperaturas del orden de 200 ºC comiencen las reacciones químicas en la pintura.

Estas reacciones hacen que la capa de pintura se expanda y forme una espuma carbonosa que actúa como aislante térmico. Esta aislación tiene la función de evitar o retrasar que la estructura se caliente.

Para las estructuras de acero, temperaturas del orden de 500 ºC hacen que exista una importante pérdida de resistencia que puede causar el colapso. La pintura intumescente retrasa el aumento de temperatura del acero y amplía el tiempo disponible para la evacuación y la intervención de los bomberos.

Composición de la pintura intumescente

Pese a que no todas las formulaciones de pintura intumescente de distintas marcas son necesariamente iguales entre sí, los siguientes componentes son usados comúnmente:

• Matriz ligante: una resina o emulsión.
• Fuente de ácido: polifosfato de amonio.
• Fuente de carbón: polialcohol.
• Agente propelente: melamina.
• Sal metálica: dióxido de titanio.

El efecto de la alta temperatura del incendio genera reacciones en estos componentes. Se liberan compuestos ricos en carbón, los cuales forman una espuma capaz de aislar temporalmente a la estructura del calor.

Como la pintura intumescente es una formulación química, son los distintos componentes los que le confieren sus propiedades. Por lo mismo, existe una constante innovación en el desarrollo de nuevos componentes o mezclas de ellos que permiten mejorar el desempeño de la pintura.

Estas mejoras pueden permitir obtener mayores tiempos de resistencia al fuego, disminuir espesores o mejorar aspectos de aplicabilidad. También existen combinaciones de pintura intumescente con otras pinturas de terminación para una mayor versatilidad de las aplicaciones.

Aplicaciones en columnas, vigas y techumbres

El principal uso que tiene la pintura intumescente es la protección contra incendios de estructuras de acero. Las columnas, vigas y estructuras de techumbre son usualmente su mayor campo de aplicación.

La pintura intumescente se usa normalmente en edificaciones de acero, ya sea en obras industriales, como plantas, galpones y bodegas, o en edificios de uso público, como aeropuertos y centros comerciales.

Una de las principales ventajas respecto a otros métodos de protección contra el fuego es que la pintura intumescente no interfiere con las formas de los perfiles estructurales. Por ello, la estructura puede dejarse “a la vista”, con lo que se logra potenciar un sentido arquitectónico de las obras.

Qué determina el espesor necesario para F60

La cantidad de protección, es decir, el espesor de pintura intumescente que debe aplicarse, depende de tres factores:

1. La calidad de la pintura.
2. El rating de resistencia al fuego requerido.
3. La masividad del perfil protegido.

Las correlaciones entre masividad, espesor de pintura intumescente y resistencia al fuego se obtienen a través de la ejecución de ensayos de resistencia al fuego. Los resultados son específicos para cada pintura: distintas pinturas producen distintos resultados.

Una ficha técnica de una pintura intumescente debe incluir esas correlaciones, de modo que el diseñador pueda evaluar cuánta pintura se requiere en cada elemento estructural.

No basta con decir que la pintura protege porque se expande. Debe cuantificarse esa protección, porque eso es lo que exige la legislación.

La cantidad de micras correspondiente a una mano de pintura intumescente no es un valor universal. El espesor depende de la calidad de la pintura, del rating exigido y de la masividad del perfil, por lo que debe determinarse mediante la ficha técnica y los ensayos del fabricante.

La información sobre cuántas micras tiene una mano de pintura intumescente debe verificarse en la documentación técnica del producto y en las condiciones específicas de aplicación. International Protective Coatings puede aconsejar sobre otras posibles imprimaciones.

Ensayos necesarios para demostrar la resistencia F60

Los ensayos de resistencia al fuego son de suma importancia para verificar la eficiencia de este tipo de pinturas, y deben ser realizados por instituciones serias que trabajen en estos temas.

Los ensayos permiten caracterizar el comportamiento de la pintura y obtener las correlaciones entre masividad, espesor de pintura intumescente y resistencia al fuego.

DICTUC cuenta con el área de Ingeniería de Protección contra el Fuego, IPF, que surgió a fines de los años 90 con el fin de desarrollar un laboratorio especializado que colaborara con el sector de la construcción, ampliara su conocimiento y disponibilidad de servicios, y mejorara el comportamiento de los materiales ante requerimientos de fuego.

Esta área de DICTUC posee uno de los hornos de ensayos de resistencia al fuego más modernos de Latinoamérica, capaz de ensayar pintura intumescente y cualquier otro material.

Respecto a la pintura intumescente, IPF puede entregar servicios de ensayos que permiten caracterizar el comportamiento de la pintura y obtener las correlaciones entre masividad, espesor de pintura intumescente y resistencia al fuego antes indicadas.

Certificación de la pintura y control de producción

La pintura intumescente es una “preparación” que se hace en fábrica. El cambio en alguno de sus componentes puede entregar grandes variaciones en su desempeño frente a incendios.

Por lo mismo, se requiere una instancia de certificación de producción que garantice que cada recipiente, generalmente tinetas, de pintura intumescente producida cumple con lo indicado en la respectiva ficha técnica.

Uno de los aspectos importantes que debe chequear el comprador es que la pintura tenga los ensayos de resistencia al fuego realizados, de modo de poder cuantificar los espesores requeridos para los distintos elementos estructurales de la obra y para las distintas masividades, y que la pintura intumescente esté certificada en su producción.

Existe una amplia variedad de pinturas intumescentes en el mercado; casi todas las empresas fabricantes de pinturas las producen. Sin embargo, la disponibilidad comercial no sustituye la necesidad de comprobar el comportamiento certificado del producto para la aplicación concreta.

Aplicación correcta sobre acero

La efectividad depende de una correcta aplicación y del mantenimiento. Es esencial seguir las recomendaciones y los ensayos del fabricante, así como cumplir las normativas en materia de seguridad contra incendios.

En cuanto al conocimiento de la mano de obra respecto de una correcta aplicación, este es de vital importancia. El aplicador debe, por un lado, cumplir con todas las recomendaciones de aplicación del fabricante de la pintura intumescente y, por otro, aplicar la pintura de tal manera que se cumpla con los requisitos de espesores del proyecto.

Entre los métodos de aplicación más comunes está la máquina Airless. También puede realizarse la aplicación con brocha o rodillo, asegurando una buena cobertura.

Existen muchos equipos profesionales que pueden aplicar pintura intumescente, como también otros tipos de revestimientos. Con ello, se debe seleccionar el equipo ideal para lograr una proyección adecuada y conseguir los espesores requeridos.

La aplicación debe ser adecuada para las distintas variables que se presenten. Las condiciones del perfil, la preparación de la superficie, la imprimación, el método de aplicación y el espesor final deben ajustarse a los requisitos del proyecto y a las indicaciones del fabricante.

Inspección de obra y verificación del espesor

A la correcta aplicación debe sumarse la necesidad de una inspección de obra capaz de:

• Medir los espesores de pintura intumescente aplicados.
• Comparar esa información con la ficha técnica de la pintura intumescente y las masividades de los perfiles protegidos.
• Detectar posibles adulteraciones de la pintura intumescente aplicada.
• Evaluar si se cumple o no el rating de resistencia al fuego exigido.

Hace algunos años se dictó la norma NCh 3040, “Prevención de incendio en edificios - Pinturas intumescentes aplicadas en elementos estructurales de acero - Inspección”, que permite uniformar los parámetros de inspección de la pintura intumescente.

La inspección debe confirmar que el espesor aplicado corresponde al espesor requerido para el perfil y el nivel de resistencia especificado. La medición aislada del espesor no permite demostrar por sí sola el cumplimiento de F60 si no se compara con la ficha técnica, la masividad y los resultados de ensayo correspondientes.

Riesgos de una aplicación incorrecta

Desafortunadamente, este conocimiento no siempre existe en el sector de profesionales de la construcción. Por lo mismo, suelen presentarse situaciones donde los aspectos anteriores no son contemplados.

En consecuencia, la aplicación incorrecta o la eventual alteración de los productos pueden constituir un alto riesgo para la seguridad de los ocupantes.

La protección intumescente no debe seleccionarse únicamente por su capacidad visual de expansión. El producto debe contar con ensayos, correlaciones de espesor y masividad, certificación de producción y procedimientos de inspección que permitan demostrar el rating exigido.

Servicios técnicos relacionados con la pintura intumescente

También es posible realizar certificación de producción de pintura intumescente lote a lote, inspección en terreno de aplicaciones de pintura intumescente, evaluación del cumplimiento de requisitos y capacitación.

Específicamente en este tema se desarrolló el curso “Protección Pasiva con Pinturas Intumescentes, Morteros Proyectados y Otros Escudos: Fundamentos, Comportamiento y Normativa de Inspección”.

La capacitación permite mejorar el conocimiento de diseñadores, aplicadores, inspectores y responsables de obra sobre los fundamentos de la protección pasiva, el comportamiento de los revestimientos y la normativa de inspección.

Comprobaciones antes de comprar una pintura F60

• Verificar que el producto tenga ensayos de resistencia al fuego realizados.
• Comprobar que la ficha técnica incluya las correlaciones entre masividad, espesor y resistencia al fuego.
• Confirmar que el producto sea adecuado para alcanzar F60 en el perfil específico del proyecto.
• Revisar que la producción esté certificada.
• Solicitar las recomendaciones del fabricante para la preparación de superficie, imprimación y acabado.
• Definir el método de aplicación más apropiado, como Airless, brocha o rodillo.
• Controlar los espesores aplicados durante la ejecución.
• Comparar las mediciones con la ficha técnica y las masividades de los perfiles.
• Evaluar el cumplimiento del rating de resistencia al fuego exigido.
• Considerar la inspección de obra y el mantenimiento posterior.

La selección de una pintura para estructuras metálicas F60 debe basarse en el desempeño ensayado y certificado, no solamente en la marca, el precio, el número de manos o la capacidad de expansión observada durante la aplicación.

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