Código de equipo: ING791
Universidad: Universidad de Santiago de Chile
Sede: Santiago
País: Chile
Ciudad: Santiago
Equipo:
Lenko Álvarez
Jonathan Yánez
Profesores guía:
Juan Carlos Pina
DOCUMENTOS ADJUNTOS
Video explicativo
Descripción general
El uso de la madera masiva en edificaciones ha aumentado de manera sostenida debido a sus ventajas ambientales frente a los materiales tradicionales. Sin embargo, aún existen incertidumbres respecto a su comportamiento frente al fuego, particularmente sobre cómo las aberturas para puertas o ventanas influyen en el desarrollo del incendio y en la respuesta estructural de los elementos de madera. En este contexto, este estudio analiza el efecto del tamaño y la orientación de las aberturas en el comportamiento frente al fuego de muros de madera contralaminada (CLT) expuestos a incendios en compartimentos.
Para ello, se empleó una metodología numérica acoplada que integra simulaciones de dinámica de incendios computacional (FDS) y análisis por elementos finitos en ANSYS. En una primera etapa, FDS se utilizó para simular la evolución del incendio, considerando tanto la carga de fuego inicial como el aporte de la madera expuesta durante la carbonización. Posteriormente, las temperaturas obtenidas se transfirieron al modelo de elementos finitos para evaluar la transferencia de calor en el muro y la pérdida de capacidad estructural mediante un análisis de pandeo. Se estudiaron diez configuraciones de aberturas con distintos tamaños y orientaciones buscando que estas ocuparan un espacio que fuera desde un 50% de la superficie del muro hasta un 10%.
Los resultados muestran que la geometría de las aberturas modifica significativamente la ventilación del compartimiento, la intensidad del incendio, la carbonización de la madera y la capacidad residual de los muros de CLT. Las aberturas de menor tamaño generaron incendios más severos debido a una ventilación más limitada, mientras que las aberturas de mayor tamaño redujeron la exposición térmica al favorecer el intercambio de aire. Asimismo, las configuraciones de ancho constante presentaron una mayor pérdida de capacidad de pandeo que las configuraciones de altura constante para áreas equivalentes. En particular, las aberturas de altura constante del 10% y 20% mostraron el comportamiento global más favorable.
Estos resultados demuestran que la geometría de las aberturas no debe considerarse únicamente como una decisión arquitectónica, sino también como un factor que influye directamente en el desempeño frente al fuego y en la estabilidad estructural de los muros de CLT. En consecuencia, este estudio aporta información útil para apoyar decisiones tempranas de diseño y contribuir al desarrollo de edificaciones de madera más seguras y eficientes frente al fuego.
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