Factores que Influyen en el Aumento de la Temperatura Crítica en Estructuras

Para garantizar que cualquier estructura alcance una temperatura real superior a los 500 °C en situación de incendio, es fundamental establecer las hipótesis y condicionantes que rigen el diseño estructural. A continuación, se exponen los principales factores que intervienen en el aumento de la temperatura crítica, según criterios de seguridad y normativas vigentes.

1. Hipótesis para la Determinación de 500 °C en la Temperatura Crítica

La temperatura crítica de 500 °C se define bajo un conjunto de hipótesis que deben cumplirse en cualquier estructura. Es decir, todos los condicionantes que se detallan a continuación se han dimensionado al límite de la seguridad para adoptar ese valor estándar.

2. Tipo de Acero Utilizado en Estructuras

• Acero S275 (el más convencional): En estructuras comunes se utiliza habitualmente el acero S275, aunque existe la posibilidad de que se dimensionen elementos con acero S235, cuya resistencia es aproximadamente un 85% inferior.
• Aceros de mayor resistencia: También se emplea el acero S355, especialmente en diseños estructurales singulares que requieren mayores prestaciones.

3. Sobredimensionamiento en el Diseño Estructural

El sobredimensionamiento se aplica para lograr uniformidad, cumplir con criterios constructivos o incluso por razones estéticas. Con frecuencia, se opta por perfiles de mayor dimensión cuando un factor de utilización ajustado a la unidad genera elementos visualmente esbeltos, lo que puede transmitir una sensación de inseguridad.

Además, en algunos casos se dimensiona el perfil a estados límite de servicio, lo que resulta representativo en condiciones de uso normal, pero no necesariamente para situaciones de incendio. Por ejemplo, un voladizo puede soportar las cargas estructurales, pero presentar deflexiones superiores a lo establecido en el Código Estructural, generando incertidumbre en los usuarios.

4. Análisis de Cargas en Situación de Incendio

Durante un incendio, se modifican los factores de carga respecto a la situación normal de uso:

• Cargas permanentes (CP): Se utilizan sin el factor de mayoración de 1.35 (factor 1.0), ya que en condiciones de incendio se asume que estas cargas actúan de manera directa y no hay incertidumbre sobre su peso.
• Sobrecargas de uso (SC): Habitualmente se multiplican por 1.5; sin embargo, en situación de incendio se reducen al 70% o 60% (factores 0.7 o 0.6 según la normativa), dado que es poco probable que se mantenga una carga elevada o una ocupación máxima tras la fase de flashover.

Un aspecto importante es que, aunque los certificadores de pinturas consideren estos factores generales, no pueden evaluar en sus tablas el ratio real entre CP y SC de un proyecto específico. Cuanto mayor sea el porcentaje de Sobrecarga (SC) respecto a la Carga Permanente (CP), mejor será la resistencia de la estructura en caso de incendio, ya que la carga total real disminuirá drásticamente tras la evacuación.

5. Inestabilidad Local en Pilares y Vigas Esbeltas

En el caso de pilares o vigas delgadas, se debe tener en cuenta el fenómeno del pandeo o inestabilidad lateral. Este efecto no se recoge en las tablas estándar de 500 °C, por lo que se adoptan valores conservadores. No resulta aceptable ni legal certificar una temperatura crítica que sea irreal y ponga en riesgo la estabilidad del elemento frente a esfuerzos de compresión o flexión desviada.

6. Diferencias Entre Fuego Normalizado e Incendio Real

Es importante señalar que todos estos cálculos se aplican a un fuego normalizado, un modelo teórico en el que la temperatura aumenta de forma continua hasta valores teóricos infinitos (tal como indica la curva ISO 834). Sin embargo, un incendio real (fuego natural) sigue una curva distinta, ya que la temperatura disminuye una vez se agota el combustible o interviene la ventilación.

Aunque este comportamiento real se puede calcular con mayor precisión mediante modelos termodinámicos avanzados, algunas normativas y administraciones municipales restringen su aplicación directa en el diseño estructural sin una justificación exhaustiva.

Conclusiones: Seguridad y Temperatura Crítica en Estructuras

En resumen, si nos ceñimos a las tablas prescriptivas de los fabricantes, se asumen por defecto los valores y escenarios más desfavorables. Esto se hace para asegurar que, aplicando el espesor definido para 500 °C, cualquier estructura alcance una temperatura real de colapso superior a esos 500 °C. Es un enfoque que prioriza la seguridad genérica a costa de una enorme ineficiencia económica.

El cálculo específico de la temperatura crítica elimina esta generalización, reflejando el rigor analítico propio de la ingeniería de estructuras y permitiendo optimizar el proyecto sin comprometer en ningún momento la fiabilidad ni la seguridad exigida por el Código Técnico.