Análisis del comportamiento mecánico del acero estructural ASTM A36 r recubierto con materiales ignífugos luego que han sido sometidos a altas temperaturas.
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Date
2025
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Maestría en Ingeniería Civil con Mención en Estructuras Metálicas.
Abstract
In Ecuador, ASTM A36 steel is widely used in metal structures due to its strength
and ductility, although it loses mechanical properties at elevated temperatures, such
as during fire exposure. While intumescent coatings are employed as passive
protection, there is limited local research on their effectiveness on this type of steel,
representing a critical gap in structural safety. This study followed ISO 12944 and
E119-24 standards to define the requirements for thermal testing.
An experimental methodology was developed, preceded by documentary and patent
research to identify fireproof coatings available in the country. Three different
formulations were applied to ASTM A36 steel specimens, which were then
subjected to temperatures of 600 °C, 800 °C, and 1000 °C for intervals of 3, 4, and
5 minutes. Metallographic, hardness, and tensile tests were conducted, and results
were compared to a control sample with no coating or thermal exposure. The bestperforming
coating underwent further testing at extended exposure times of 30, 45,
and 60 minutes.
The results indicate that the most representative formulations belong to
DEKORUM INQUIFESA, with the X-50 coating standing out. This formulation
exhibited minimal variation in carbon content (0.26–0.29%), low Brinell hardness
loss (minimum 139.5 HB), and yield strength variations ranging only from 1% to
9%. In fire simulation tests, X-50 outperformed uncoated steel, showing up to 69%
improvement in tensile strength. However, after 30 minutes of continuous hightemperature
exposure, the coating’s effectiveness decreased, suggesting the need
for complementary active protection systems to prevent structural failure.
Description
En Ecuador, el acero ASTM A36 es ampliamente utilizado en estructuras metálicas
por su resistencia y ductilidad, aunque pierde propiedades mecánicas a altas
temperaturas, como en incendios. Si bien se emplean recubrimientos ignífugos
como protección pasiva, existe escasa investigación local sobre su efectividad en
este tipo de acero, lo que representa una brecha crítica en materia de seguridad
estructural. Esta investigación se basó en las normas ISO 12944 y E119-24 para
establecer los requisitos de pruebas térmicas.
Mediante una metodología experimental, precedida por un análisis documental y
de patentes, se identifican pinturas ignífugas disponibles en el país. Se aplicaron
tres formulaciones distintas sobre probetas de acero ASTM A36, que fueron
sometidas a temperaturas de 600 °C, 800 °C y 1000 °C durante intervalos de 3, 4 y
5 minutos. Se realizaron pruebas de metalografía, dureza y tracción, comparando
los resultados con una muestra sin recubrimiento ni exposición térmica. El
recubrimiento con mejor desempeño fue evaluado adicionalmente a tiempos
extendidos de 30, 45 y 60 minutos.
Los resultados indican que las formulaciones más representativas provienen de
DEKORUM INQUIFESA, destacándose la pintura ignífuga X-50. Esta mostró una
variación mínima en el contenido de carbono (0,26–0,29%), una pérdida de dureza
Brinell reducida (mínima de 139,5 HB), y variaciones en el esfuerzo de fluencia
entre solo 1% y 9%. En pruebas de simulación de incendio, X-50 superó al acero
sin recubrimiento, con mejoras en resistencia a la tracción de hasta 69%. Sin
embargo, después de 30 minutos de exposición continua a altas temperaturas, la
efectividad del recubrimiento disminuye, evidenciando la necesidad de sistemas de
protección activados complementarios para evitar el colapso estructural.
Keywords
ACERO ASTM A36, ENSAYOS DESTRUCTIVOS, PINTURA IGNÍFUGA, PROTECCIÓN PASIVA, RESISTENCIA A ALTAS TEMPERATURAS.