La madera NO arde

Sí, sé que es una declaración arriesgada y que muchos me tacharéis de loco, pero os lo explicaré todo en este Post: La madera NO arde.

Cuando hablamos de la madera como elemento constructivo en edificación, muchos de vosotros estaréis pensando en tarimas, puertas o muebles. Sin embargo, con elementos constructivos nos referimos a pilares, vigas, cerchas de cubierta… que representan la estructura de una edificación.

¿Ardería la cubierta de Notre Damme si fuese de madera?

“El triángulo del fuego”

Para que se produzca un fuego deben existir simultáneamente: una fuente calorífica, oxígeno y un material combustible. Estos elementos forman el “triángulo del fuego”:

La fuente calorífica

En general, para que cualquier elemento de madera arda, la llama tendrá que ser lo suficientemente grande para calentar toda la pieza. A temperaturas elevadas la combustión es más rápida y se generan más gases.

El oxígeno

Cuanto mayor sea la cantidad de oxígeno en la combustión, mayor será la propagación del fuego.

Por eso podemos ver cómo una ráfaga de viento aviva un incendio. Por el contrario, cuando se cubre una vela ardiendo con un vaso, la llama se apaga en cuanto el oxígeno interior se consume.

El combustible (La madera)

La madera está formada principalmente por celulosa y lignina, las cuales se componen de carbono,  hidrógeno y oxígeno. Son estos los componentes que la hacen combustible.

  • Sin la presencia de llama, la madera necesita una temperatura superficial en torno a 400ºC para comenzar a arder.
  • Con la presencia de llama, se necesita una temperatura superficial de cerca de 300ºC durante un cierto tiempo antes de que se produzca la ignición.

El acero, por ejemplo, cuando alcanza los 550ºC su resistencia portante se reduce a la mitad y puede producirse un colapso repentino.

Resultados de la prueba patrocinada por la Asociación Nacional de Fabricantes de Productos Forestales de EEUU en el Instituto de Investigación del Sureste de EEUU

El hormigón se empieza cuartear a partir de los 150ºC y se disgrega cuando, al penetrar el calor, el acero de su interior se dilata. A los 540ºC pierde la mayor parte de su resistencia a compresión.

"Aunque la madera arde a partir de los 300ºC (con llama directa), su capacidad portante apenas se ve afectada. Sin embargo, el acero y el hormigón, sin ser combustibles, a los 550ºC pierden el 50% de su resistencia mecánica." Clic para tuitear

¿Dónde se inicia un incendio?

En general, el fuego en un edificio muy pocas veces se inicia en los elementos constructivos. Lo más frecuente es que comience en elementos decorativos, alfombras, tapicerías, muebles, etc.

Podemos afirmar que la madera estructural difícilmente puede ser la causa del inicio de un incendio, aunque sí su alimento.

¿Habéis probado alguna vez a encender un tronco con una cerilla o un mechero? Imposible. ¿No es más fácil encender una chimenea ayudándonos de papel, unas piñas, o una pastilla de parafina?

Cuando la fuente calorífica aumenta de tamaño, es cuando el fuego se puede propagar a los elementos estructurales de madera.

Comportamiento de la madera ante el fuego

Cuando existe un incendio, la ignición de la madera crea en su piel exterior una capa de carbonización. Esta capa, de apenas unos centímetros, se conoce como «capa de sacrificio» y lo que hace es aislar al resto de la madera de, entre otras cosas, la entrada de aire con oxígeno. Si no hay oxígeno no hay combustión.

Después de espectaculares incendios en construcciones con estructura de madera, se puede observar cómo cerchas de cubierta, vigas y pilares siguen en pie. Ninguna estructura de acero ni tampoco de hormigón antigua aguantan tan bien los incendios como lo hace la madera.

¿La tarima ha ardido? Sí, pero la tarima no es un elemento estructural y su espesor total es mucho menor que su «capa de sacrificio». Digamos que tiene mucha «superficie de contacto» con el fuego, de la misma manera que los pellets o el serrín arden muy bien, pero un gran tronco de leña arde muy mal.

Propiedades de la madera frente a otros materiales

Es cierto que estamos hablando de un material inflamable a temperaturas relativamente bajas, no obstante, posee unas propiedades que la hacen mucho más segura que otros materiales:

La madera aísla

La madera es mejor aislante térmico que otros materiales. Gracias a ello, en caso de incendio, el interior de las piezas se mantiene frío y con sus capacidades intactas frente al fuego.

Incluso una madera con malas cualidades es 300 veces más aislante que el acero, 10 veces más que el hormigón y más del doble que el yeso.

En el ámbito doméstico usamos la madera en utensilios como cucharas de palo o salvamanteles para evitar quemaduras.

Tiene agua en su composición

Entre el 8% y el 15% de la madera es agua. Este agua tiene que evaporarse antes de que la madera entre en combustión, de manera que se retrasa el proceso.

Por ejemplo, para quemarse 1m3 de madera de roble tienen que evaporarse más de 100 litros de agua.

Por cada 1% de humedad que pierde la madera al arder, aumenta un 4% su capacidad para soportar cargas. Esto compensa, en parte, la disminución de sección producida al arder.

La madera se autoprotege

La carbonización avanza a una velocidad conocida de aproximadamente 0,7 mm/min  en dirección perpendicular a las fibras. Esta velocidad disminuye a medida que aumenta la capa carbonizada.

El aislamiento de esta capa carbonizada es 6 veces mayor que el de la madera sin carbonizar. La resistencia mecánica del carbón disminuye, pero el resto de la pieza sigue intacta.

La pérdida de capacidad portante de la estructura se debe a una simple reducción de la sección, más que a una pérdida de resistencia del material.

Dilatación

En la dirección paralela a las fibras la madera apenas dilata 4 micras por metro lineal por grado de temperatura. Así, no se originan esfuerzos en la estructura ni empujes en los muros. Esto hace que no exista riesgo de derrumbamiento debido a dilataciones térmicas. 

El acero, en cambio, alcanza temperaturas mucho mayores y dilata 12 micras/mlºC (3 veces más que la madera).

"La madera posee propiedades que la hacen mejor material frente al fuego: aisla térmicamente; tiene agua en su composición; al arder, se autoprotege; y tiene una dilatación muy pequeña frente al calor." Clic para tuitear

Conclusión

Al comienzo del artículo te he hecho una pregunta «trampa»: ¿Ardería la cubierta de Notre Damme si fuese de madera?

Lo cierto es que la estructura de la cubierta de Notre Dame sí era de madera. Y sí, tal y como explican los propios bomberos:

«La madera conserva mucho el calor, y cuando está vieja y seca es muy fácil que el fuego se propague. Sin embargo, tiene una ventaja respecto a las estructuras de metal: es mucho más resistente.»

Gracias a esta resistencia de la estructura de cubierta, se han podido rescatar la mayor parte de las reliquias y contenido de la catedral francesa antes de su colapso.

Y eso aún teniendo en cuenta que la parte superior de esta estructura de madera sostenía un techo construido de láminas de plomo de 5 mm de grosor, cuyo peso alcanzaba las 210 toneladas.

Artículo escrito por Jose Iglesias


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