Calentamiento por láser: una técnica mínimamente invasiva para el estudio del calentamiento producido por el fuego en materiales pétreos de construcción

摘要

Fire is one of the most significant threats to buildings due to the scale of irreparable loss that it generates. Studies on fire effects have shifted recently to more detailed scales of observation, such as micro-cracking, mineralogical and chemical changes, which are more adequately applied to samples from listed buildings. Fire simulation techniques hitherto employed (furnace techniques and real flame tests) may present several limitations such as, for example, the lack of repeatability, the lack of combustion sub-products or, especially, the requirement of large samples. For this last reason it is important to find techniques in which minimal amounts of sample can be used. This paper presents laser irradiation as a suitable technique to simulate "burning" of building materials, as it offers heating physics similar to fire, repeatability of the experiments, the possibility of including the combustion products and, most importantly, it uses less sample material. Laser irradiation allows concentrating a high energy in a small area, permitting tests at micro-scales on small samples collected from buildings.%El fuego es una de las amenazas más importantes para los edificios debido a la escala de pérdidas irreparables que genera. Los estudios sobre los efectos del fuego se han dirigido recientemente hacia escalas de observación más detalladas, que son más adecuadas para el estudio de muestras de edificios patrimoniales, como microfisuración y cambios mineralógicos y químicos. Las técnicas de simulación de fuegos empleadas hasta ahora (ensayos con hornos y llamas reales) presentan varias limitaciones como, por ejemplo, la falta de repetibilidad, ausencia de sub-productos de combustión o, especialmente, el uso de muestras de gran tamaño. Por esta última razón, es importante encontrar técnicas en las que se pueda usar cantidades mínimas de muestra. Este artículo presenta la irradiación láser como una técnica adecuada para simular el "quemado" de materiales de construcción, ya que ofrece una física de calentamiento similar al fuego, repetibilidad de los experimentos y, sobre todo, utiliza menos cantidad de muestra. La irradiación láser permite concentrar una alta energía en un área pequeña, con lo que se pueden realizar ensayos a micro-escala en muestras pequeñas tomadas de edificios.