28.02.2024 - 21:40
|
Actualització: 28.02.2024 - 22:51
Després del catastròfic incendi de dijous passat en un edifici d’habitatges del barri de Campanar de València, els experts han d’estudiar el mal causat a l’estructura i prendre decisions en relació amb la reparació o demolició.
Efectes del foc en els edificis
Els incendis generen fluxos de calor sobre els elements estructurals d’un edifici, com ara les bigues, els pilars i els forjats. Aquests fluxos de calor es tradueixen en increments de temperatura que redueixen la resistència d’aquests elements i n’augmenten la deformabilitat.
A més, quan n’augmenta la temperatura, els elements estructurals tendeixen a expandir-se, és a dir, que també n’augmenta la longitud. Si aquesta expansió està coartada, apareixen esforços addicionals en l’estructura. Tots aquests fenòmens van intervenir, per exemple, en l’ensorrament de les torres bessones de Nova York l’any 2001.
Per tant, i simplificant-ho, els efectes d’un incendi en l’estructura d’un edifici depenen de:
- Quins objectes cremen i les condicions del recinte on cremen (geometria, materials, ventilació…). Aquests paràmetres definiran els fluxos de calor incidents sobre l’estructura.
- Els materials constitutius de l’estructura. Per exemple, l’acer perd resistència a partir dels 400°C, però disminueix la rigidesa a partir de 100°C, i la fusta es consumeix quan aconsegueix temperatures superiors a 300°C. En el cas del formigó armat, sol admetre’s que perd tota la resistència a partir dels 500°C i que les barres d’acer del seu interior veuen reduïda la seva resistència en funció de les temperatures que assoleixen.
- Com està organitzada l’estructura, és a dir, com estan distribuïts i connectats els pilars, les bigues i els forjats de l’edifici.
Com es determina la seguretat de l’estructura després d’un incendi?
El primer pas és recopilar informació sobre l’incendi i l’edifici, complementar-la amb inspeccions visuals i fer-ne una primera anàlisi.
Feta aquesta primera anàlisi, d’una banda, és habitual fer assaigs per a determinar l’estat dels elements estructurals (bigues, pilars, forjats) després de l’incendi. En estructures de formigó, se solen extreure provetes cilíndriques de formigó amb un diàmetre igual a quinze centímetres o inferior per a determinar-ne la resistència a la compressió.
També se solen fer assaigs no destructius amb aparells com l’escleròmetre o els ultrasons. Tots aquests assaigs també ajuden a estimar les temperatures que han pogut sofrir els elements estructurals i a dividir l’edifici en zones segons el mal causat per l’incendi.
D’una altra banda, es determina la resistència residual de l’estructura després de l’incendi. Per a això, cal elaborar un model d’incendi –que proporciona els fluxos de calor incidents en l’estructura–, un model tèrmic –que indica com aquests fluxos de calor es transformen en temperatures dins l’estructura– i un model estructural –que proporciona la resposta mecànica i la resistència de l’estructura.
Aquests models són una representació de la realitat i ajuden a la presa informada de decisions. La seva complexitat varia segons la finalitat i les dades disponibles, i poden fer-se mitjançant càlculs manuals i amb programes informàtics.
Demolir o reparar?
Amb tota aquesta informació, els tècnics encarregats d’avaluar l’estructura poden prendre decisions, com ara, demolir o reparar els elements danyats. També és possible fer proves de càrrega per a verificar l’estat de l’estructura després de la reparació.
Per exemple, en el cas de l’incendi sota el pont de les Flors a València –sobre el qual hem publicat un estudi fa poc– la campanya d’assaigs va incloure, entre més, l’assaig de provetes de formigó i d’acer extretes, respectivament, de l’estrep i d’una biga d’acer situats al costat de l’incendi, així com l’assaig de soldadures d’unes quantes bigues metàl·liques.
Per estimar els fluxos de calor, es va emprar un model avançat d’incendi, i la resposta termo-estructural del pont es va obtenir mitjançant un model d’elements finits fet amb un programa especialitzat.
La combinació d’assaigs i càlculs va permetre d’optimitzar els treballs a fer i reduir el cost de la reparació. La idoneïtat del tram de pont afectat per l’incendi després de la reparació es va verificar mitjançant una prova de càrrega.
Què passarà amb l’edifici incendiat a Campanar?
Determinar la seguretat d’un edifici després d’un incendi requereix estudis com els indicats en els paràgrafs anteriors i, per tant, correspon als tècnics que els facin.
No obstant això, si l’estructura és de formigó armat, hi ha motius per a ser optimista. Si és així, com que es va començar a construir el 2005, es degué projectar i construir d’acord amb la Instrucció de Formigó Estructural EHE-98, normativa d’obligat compliment a Espanya fins a la seva derogació, el 2008, amb l’aprovació de la Instrucció de Formigó Estructural EHE-08. L’annex 7 de la EHE-98 incloïa unes recomanacions per a evitar un esfondrament prematur de l’estructura i per a limitar la propagació del foc fora de zones concretes en cas d’incendi.
Ignacio Payá Zaforteza és catedràtic de la Universitat Politècnica de València (UPV), i és professor titular del Departament d’Enginyeria de la Construcció i Projectes d’Enginyeria Civil.
Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation.
