Pinturas intumescentes - Una forma eficiente de proteger los materiales de acero contra el fuego

Pintura intumescente
Recubrimiento intumescente
Pinturas intumescentes aplicadas en estructuras de acero, concreto y madera
Pinturas intumescentes aplicadas en estructuras de acero, concreto y madera

Usar un recubrimiento intumescente es una de las formas más fáciles y eficientes de protección contra el fuego para los elementos que soportan cargas en un edificio. Éste es un importante componente de protección contra incendios, que retrasa el colapso de la estructura mediante el aislamiento de los elementos estructurales (columnas, vigas, divisiones, pisos y cielos) que soportan el edificio, logrando una resistencia específica al fuego en términos de tiempo. Por consiguiente, cumple con la principal prioridad de la protección pasiva contra incendios, que es evitar el colapso del edificio, dando tiempo para la evacuación segura de las personas del edificio y consiguiendo que el edificio sea más seguro para los servicios de emergencia y el equipo de rescate.

Los recubrimientos intumescentes representan una forma cada vez más utilizada de proporcionar protección contra incendios a las estructuras portantes, especialmente al acero estructural que se utiliza cada vez más en el diseño arquitectónico moderno, en edificios industriales y comerciales. Estos presentan varias ventajas: no modifican las propiedades intrínsecas de los materiales, como por ejemplo las propiedades mecánicas; son fáciles de procesar, y se presentan en diferentes versiones de pinturas intumescentes que tienen múltiples usos como protector de madera, de acero y en los compuestos y el concreto.

Cómo funcionan las pinturas intumescentes

La pintura Intumescente es un recubrimiento reactivo que se hincha como resultado de la exposición al calor, aumentando así su volumen y disminuyendo su densidad. Específicamente, una pintura intumescente es un recubrimiento que reacciona al calor hinchándose de manera controlada hasta muchas veces su espesor original, produciendo un material carbonoso, formado por un gran número de pequeñas burbujas, que actúa como una capa aislante para proteger el sustrato.

 La función de los recubrimientos intumescentes es la prevención del colapso estructural del edificio, que puede ocurrir si los elementos portantes en acero alcanzan un estado crítico. Para los elementos de acero, esto se asocia al concepto de la temperatura crítica, definida como la temperatura para la cual, la capacidad de carga se iguala al efecto de las cargas aplicadas (aquí el elemento de acero está muy cerca del colapso). La temperatura crítica del acero puede variar entre 350°C y 750°C, dependiendo principalmente del esquema de carga, pero en la mayoría de los casos se encuentra entre 500°C y 620°C. Para el concreto, el estado crítico está asociado a la temperatura crítica de las barras de refuerzo (normalmente entre 350°C y 500°C) y al alcance de una temperatura de 500°C dentro del elemento de concreto. Para la madera, ésta se vincula a la sección residual del elemento de carga en madera después de la quema.

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Cómo aplicar correctamente las pinturas intumescentes en materiales de acero - consejos de preparación

Las pinturas intumescentes son siempre parte de un sistema de protección contra incendios. Para acero estructural, el sistema incluye un esquema de imprimación anticorrosiva y (eventualmente) una capa final.

  • Las funciones de la imprimación consisten en asegurar la adhesión al sustrato en estado frío, la protección anticorrosiva del acero y la adherencia del carbón intumescente formado durante la exposición al fuego.
  • Las funciones de la capa final son: el acabado estético y, en caso de agresión atmosférica específica, ésta cumple la función de sellador para prevenir la degradación temprana y la inactivación de la capa intumescente; también suministra la resistencia a la intemperie en las condiciones de uso establecidas.
  • La estructura de acero debe prepararse según la norma Sueca SA 2.5 o equivalente local, antes de ser recubierta con una imprimación compatible o, si ya está pintada con una imprimación compatible, debe limpiarse (ésta debe quedar libre de grasa, aceite, óxido, suciedad o cualquier otro contaminante que pueda inhibir la unión) 

Los imprimantes ensayados y compatibles con los principales productos Promat son:

  •  Acrílico
  • Aceite alquídico corto / mediano
  • Epóxico de dos componentes
  • Epóxico rico en Zinc (que contiene aproximadamente 80% de polvo de Zinc metálico en su masa)
  • Epóxico rico en Zinc (que contiene aproximadamente 96% de polvo de Zinc metálico en su masa)
  • Silicato de Zinc
  • Polibutadieno (Promat® TY ROX).

Para concreto y madera, la preparación depende del estado físico del soporte. Para más información contacte nuestro departamento técnico.

Cómo aplicar correctamente las pinturas intumescentes en materiales de acero - consejos de preparación
Cómo aplicar correctamente las pinturas intumescentes en materiales de acero - consejos de preparación

Los recubrimientos intumescentes se aplican preferiblemente por pulverización con equipos Airless para pintura de alto volumen de sólidos para incrementar la velocidad y mejorar la calidad del acabado. También se pueden aplicar con brocha o rodillo.

  1. Pintura intumescente aplicada con spray, brocha o rodillo.
  2. Capa final aplicada con spray, brocha o rodillo (de ser necesario).
  3. Anticorrosivo aprobado por una certificación internacional o por Promat. Por favor contacte nuestro departamento técnico.
  4.  Columna y viga de acero estructural. Limpias, secas y libres de polvo, aceite, incrustaciones sueltas, óxido o cualquier otra condición que impida una buena adhesión y lavadas con chorro de acuerdo con los estándares internacionales relacionados o norma local aplicable.

¿Qué es el espesor de la película seca (DFT) en las pinturas intumescentes?

El espesor de la película seca y la cantidad de material requerido para un determinado tiempo de resistencia al fuego (F-30, F.60, F-90, F-120 minutos o más) dependen de varios factores.

En cuanto al acero estructural, los principales son: el nivel de resistencia al fuego requerida (R 30, 60, 90 o 120 minutos), el tipo de perfil (su factor de forma o masividad), la orientación, la temperatura crítica de la estructura de acero, el método de aplicación, la forma, entre otros.  Debe obtenerse un cálculo del espesor de película húmeda y seca requerida antes de la aplicación.

El espesor de la película seca de los recubrimientos intumescentes es determinado por:

  • Factor de forma: (llamado también masividad, factor de masa o factor de sección, HP/A o A/V). La masividad corresponde a la relación entre el área del acero expuesto al fuego y el volumen de la sección de acero. Cuanto mayor es el factor de forma, más rápido se calienta la sección de acero y, por lo tanto, se requiere un mayor espesor del material de protección contra incendios.
  • Exposición: es el número de caras expuestas al fuego, de una columna, viga, elementos compuestos, sección hueca, etc.
  • Temperatura crítica: límite de la temperatura en función al grado de utilización. Cuanto menor sea la temperatura crítica, más rápido llegará a ésta la sección de acero y, por lo tanto, se requerirá un mayor espesor del material de protección contra incendios.
  • Duración o clasificación del fuego: el nivel de protección contra incendios requerido (F-60, F-120, etc.).

Estándares de ensayo y aprobaciones: diferentes estándares o metodologías del proceso establecido para la ejecución de un ensayo de fuego y las evaluaciones pueden arrojar diferentes espesores para la misma protección.

Cuándo medir el espesor de la película húmeda (WFT) y el espesor de la película seca (WFT)

Durante la aplicación, es necesario medir el espesor de la película húmeda (WFT) con frecuencia, con un medidor de espesor de película húmeda.

Para determinar el espesor de la película seca (DFT) en función del espesor de la película húmeda (WTF), es necesario multiplicar el WFT por un número específico, diferente para cada producto. Para la gama de productos Promat, el valor está entre 0,68 y 0,7 (para más información, consulte las fichas técnicas de los productos.

El espesor máximo que se puede aplicar para cada capa varía según el producto (consulte las fichas técnicas de los productos), así como el consumo relacionado (TSR: tasa de dispersión teórica).

Después de un tiempo de secado suficiente, se debe revisar el espesor de la película seca usando una apropiada galga calibrada. Un instrumento de inducción electromagnética con una función estadística para almacenar lecturas y dar un promedio es más útil. Cuando las lecturas de película seca incluyan una capa de imprimación y/o una capa final, deben tenerse en cuenta estos revestimientos y restarlos de la lectura total.

¿Debo aplicar un recubrimiento final sobre la pintura intumescente para proteger el acero?

La pintura intumescente para aplicaciones interiores normales se puede usar sin ningún recubrimiento decorativo adicional.

Para aplicaciones exteriores, semi expuestas o de alta humedad ambiental, es necesario agregar una capa final.

 La naturaleza del entorno al que estarán expuestos los revestimientos intumescentes puede afectar su durabilidad o su rendimiento en una situación de incendio. Si es necesario, se debe aplicar una capa final a la superficie del recubrimiento intumescente como protección contra la degradación del medio ambiente o con fines decorativos.

¿Cómo elegir el mejor tipo de pintura intumescente para mi proyecto?

La capa final debe especificarse, según el uso previsto del sistema y las condiciones ambientales.

Las siguientes categorías de uso están definidas para los sistemas de protección contra incendios de acuerdo con ETAG 018:

  • Tipo X: sistema de revestimiento reactivo para todas las condiciones (internas, semi-expuestas y expuestas).
  • Tipo Y: sistema de revestimiento reactivo diseñado para condiciones internas y semi-expuestas. Semi-expuesto incluye temperaturas bajo cero, pero no exposición a la lluvia y exposición limitada a los rayos UV (pero no se evalúa la radiación UV).
  • Tipo Z1: sistema de revestimiento reactivo diseñado para condiciones internas (excluyendo temperaturas bajo cero) con alta humedad.
  • Tipo Z2: sistema de revestimiento reactivo diseñado para condiciones internas (excluidas las temperaturas bajo cero) con clases de humedad diferentes a las de Z1.

Las pinturas intumescentes se pueden aplicar también en condiciones de alta humedad, semi-expuestas o expuestas, si están protegidas con una capa final específica (dependiendo de las condiciones climáticas).

Las principales familias químicas utilizadas como capa final para la protección ambiental son:

  • poliuretano de dos componentes
  • poliuretano acrílico de dos componentes
  • copolímero acrílico
  • poliuretano
  • acrílico PU
  • epóxico
  • uretano alquídico

¿Puedo usar pinturas intumescentes para proteger construcciones de concreto o madera?

Las pinturas intumescentes se pueden usar también para la protección del concreto. En este caso, el espesor necesario para un determinado tiempo de resistencia al fuego se calcula teniendo en cuenta la temperatura crítica de las barras reforzadas de acero (entre 350°C y 500°C) y el revestimiento del concreto (la menor distancia entre la superficie del refuerzo incrustado y la superficie exterior del concreto).

El recubrimiento intumescente, especialmente en la versión transparente, se puede usar también como protector de madera, reduciendo la reacción al fuego y mejorando la clasificación del fuego.

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