1.1 Antecedentes generales.
Existen muchos prejuicios en torno al comportamiento de la madera, expuesta directa o indirectamente al fuego. Se la designa habitualmente como un material altamente inflamable y capaz de arder fácilmente. No es de extrañar que en muchos países, a nivel de la etapa de proyecto, se la excluya a priori frente a materiales estructurales alternativos, so pretexto ante un eventual incendio, estos últimos no arderán.
La madera es, efectivamente, un material combustible, debido a que al quedar sometida a temperaturas superiores a 120º C se descompone químicamente, originando carbón y gases inflamables.
En la práctica no existen materiales estructurales inmunes al fuego, lo que acarrea como consecuencia la imposibilidad de materializar construcciones a prueba de fuego. A nivel mundial, hay numerosos ejemplos de incendios severísimos, en edificios construidos con materiales supuestamente “incombustibles”, que han costado decenas de vidas y han originado pérdidas catastróficas.
En cualquier tipo de construcción, sólo se puede entregar una mayor o menor seguridad contra la generación y propagación del fuego. Hay que tener presente que en la mayoría de las edificaciones, el riesgo no reside en la estructura misma, sino en el contenido o carga combustible de los recintos, cuya combustión puede propiciar condiciones fatales para las personas, mucho antes que la estructura comience a arder.
1.2 Descripción específica del comportamiento de la MLE frente al fuego y su comparación frente al acero.
Las construcciones de MLE, adecuadamente diseñadas considerando una eventual exposición a las llamas, se comportan sorprendentemente bien durante un incendio y poseen excelentes propiedades de resistencia al fuego, cuando se respetan las normas de seguridad, que han sido desarrolladas en las principales ordenanzas de construcción. (Normas DIN 4102, AITC 108, BS 5268-4, por nombrar algunas).
Cuando la madera se inflama y comienza a arder, experimenta una descomposición química de naturaleza eminentemente superficial. En su interior en cambio, y debido a la acción protectora de la capa de carbón generado, que constituye una excelente barrera de aislación térmica, el material mantiene sus propiedades resistentes prácticamente intactas. De ésta manera en el borde de avance de la carbonización, la temperatura no sube de 200 º C, la que debido a que la madera es un pésimo conductor del calor, no alcanza a los 90º C en su interior, que es demasiada baja para que la madera entre en combustión (la velocidad de avance es de v=0,7 mmxminuto).
En la figura 1 se grafica un desarrollo típico de temperaturas. A través de una sección transversal de una viga, que ha sido sometida en un horno a temperaturas cercanas a los 1.000º C.
El comportamiento descrito contrasta con el de los metales “incombustibles”, que pierden rápidamente su capacidad resistente, y a poco de iniciado el incendio, colapsan, desplomándose catastróficamente.
Regularmente se aprecia esta situación, especialmente en incendios de bodegas , supermercados y en particular el caso mas fresco es el incendio acontecido en el Hotel del Lago en Pucón ,en el queda claramente establecido el comportamiento de la Madera Laminada frente a las Estructuras Metalicas,en ella se pueden apreciar que las estructuras del primer piso que estaban construidas en estructura de Acero colapsaron totalmente y se encuentran destruidas ,en cambio las estructura de techumbre tanto de la piscina como de los sectores donde se encontraron vigas laminadas (no enchapes ) permanecieron en pie sin perder sus caracteristicas resistentes .
La razón simple de esto, es que los metales son excelentes conductores del calor, alcanzando en pocos minutos el total de la temperatura generada por el incendio, longitudinal y transversalmente.
Es decir, se produce una paradoja de la física elemental, que siendo la materia un material combustible y por ser un muy mal conductor del calor, resulta tener una gran resistencia al fuego de un incendio. En cambio el acero, siendo un material incombustible, pero por muy buen conductor del calor, resulta tener una pésima resistencia de un incendio.
Lamentablemente, este principio de la física elemental, es desconocido o ignorado por la mayoría de los profesionales relacionados directa e indirectamente con la construcción: arquitectos, constructores, aseguradores, banqueros, inversionistas y público en general.
Lo anterior da por resultado, que en el momento de decidir por la reconstrucción de las edificaciones siniestradas, casi siempre se vuelve a repetir una solución con estructuras metálicas.
Otro aspecto interesante de señalar, es que gracias a la poca dilatabilidad térmica de la madera, neutralizada adicionalmente por la contracción inherente al secado, permite que los envigados de la techumbre y del piso, no ejerzan presiones laterales sobre los muros que los sustentan, lo que neutraliza el peligro de desplome, aumentando el tiempo disponible para evacuar la construcción y combatir el fuego.
A través del gráfico de la Figura 2, es posible comparar el comportamiento resistente de la MLE y del acero, además de otros materiales, frente al fuego de un incendio.
En este gráfico se combina la curva de desarrollo de las temperaturas de un incendio normal, con las reducciones de las capacidades resistentes de los elementos estructurales, expresada como porcentaje de su resistencia en condiciones ambientales normales. Es posible apreciar que en etapas bastante tempranas del incendio, tanto el acero dulce como el aluminio, pierden
repentinamente casi toda su capacidad resistente, lo que conduce lógicamente a los colapsos y desastres previamente mencionados.
Se ha estimado que la falla de una pieza se produce cuando su resistencia alcanza aproximadamente el 15% del valor en condiciones normales, porcentaje que se justifica en los factores de seguridad usuales en el diseño y en el hecho de que durante un incendio, las solicitaciones son menores que las consideradas en el cálculo.
