La resistencia al fuego del acero inoxidable

Una de las preguntas más comunes que se hacen los constructores es ¿arderá el acero inoxidable en caso de incendio? y si lo hace ¿emitirá humos y/o facilitará la propagación del fuego?… pero en realidad hay muchas preguntas alrededor de este tema, tales como si el acero inoxidable proporcionará una barrera contra las llamas, cuáles serán los efectos en las propiedades mecánicas del acero inoxidable durante y después de un evento con fuego y cuáles son los aceros inoxidables más resistentes al fuego.

Los aceros no se queman, empiezan a fundirse alrededor de los 1,400°C. El contenedor de basura que mostramos en la imagen de abajo sufrió un incendio, pero su funcionalidad se mantuvo durante casi un año después del evento (hasta que llegó el ciclo de reparación). Obviamente tuvo efectos en su apariencia porque los aceros inoxidables que se calientan por encima de los 300°C se decoloran, desarrollan una capa de óxido, similar al proceso de soldadura en donde aparecen colores como los del arco iris.

Los efectos microestructurales durante un tiempo menor de dos horas de exposición al fuego como un incendio, pueden incluir la precipitación de carburos (sensibilización) en una aleación austenítica que no es del grado L, es decir, con más de 0.03% de carbono. Tanto los ferríticos como los dúplex pueden sufrir fragilización a los 475°C, sin embargo, los datos generados por el IMOA (Asociación Internacional de Molibdeno) indican que se requiere de más de dos horas en el rango de los 400 ó 500°C para una reducción del 50% en la tenacidad. Esta duración es poco probable en la mayoría de los incendios.

El Instituto del Níquel junto con otros organismos realizaron una serie de pruebas de exposición al fuego con diferentes materiales en un componente estándar: una escalera para cables fabricada en aluminio, una de fibra de vidrio reforzada, una de acero al carbono galvanizado y una de acero inoxidable. ¿Qué fue lo que sucedió? El aluminio fue incapaz de cumplir con alguno de los criterios de la prueba, colapsó dentro de los primeros 26 segundos de esta prueba de resistencia al fuego. La fibra de vidrio reforzada se colapsó completamente en 30 segundos y se observó emisiones de humo y gases; el acero al carbono galvanizado resistió el calor durante los 5 minutos de la prueba, sin embargo cayeron gotas de zinc durante la prueba. El acero inoxidable cumplió con los criterios de la prueba y continúo con ésta hasta que se agotó el suministro de gas. Durante ese tiempo, la temperatura promedio de la flama excedió los 900°C durante 30 minutos y 1,000°C durante 14 minutos. Se midió la deformación en el acero inoxidable después de 45 minutos y fue solo de 80.5 mm comparada con los 166.5 mm de la deflexión del acero al carbono galvanizado.

Los aceros inoxidables pulidos suelen tener una baja emisividad* de menos de 0.1 y por lo tanto, un aumento de temperatura más lento. A manera de estimación, después de 30 minutos una lámina de acero inoxidable de 12 mm con 0.2 de emisividad alcanzaría los 620°C, mientras que el acero (sin oxidación) y 0.4 de emisividad alcanzaría los 750°C.

*Es la proporción de radiación térmica emitida por una superficie u objeto debido a su temperatura.

Veámoslo en una tabla:

Pueden ver la prueba realizada en el siguiente video:

El acero inoxidable tiene un desempeño superior a temperaturas elevadas en comparación con el acero al carbono y el aluminio. Esta mayor resistencia al fuego puede reducir o incluso eliminar la necesidad de recubrimientos de protección contra incendios que deben aplicarse a los elementos estructurales y también puede asegurar que elementos como pasillos y barandales permitan una evacuación segura y el acceso y soporte para el cuerpo de bomberos.

La resistencia al fuego es una de las ventajas del acero inoxidable que da como resultado un material que brinda seguridad a los usuarios y ocupantes de instalaciones, por lo que representa una alternativa para la industria de la construcción.

También es una ventaja que hace al acero inoxidable un material seguro para la industria del transporte. El aluminio se funde a 660°C que está muy cerca de la temperatura de una flama. En caso de incendio, la estructura de un vagón de tren se puede vencer rápidamente sin dar tiempo para evacuar a los pasajeros. Por el contrario, el acero inoxidable se funde entre los 1,450 a 1,550°C lo que da tiempo para evacuar a las personas.

¿Por qué el inoxidable es un material seguro en huracanes, sismos e incendios?

Referencia bibliográfica:

https://assda.asn.au/publications/technical-faqs/faq-11-stainless-steel-and-fire-resistance