Ingeniería contra incendios — Desfile de moda.

Análisis de la eficacia de los sistemas de seguridad contra incendios

Modelización de la sala del desfile

Hemos realizado un estudio de extracción de humos en una sala durante un desfile de moda. Tiene por objeto mostrar la eficacia de los sistemas de extracción de humos como las aberturas en la parte alta, cuya activación está conectada a los detectores de humo. Se ha modelizado un inicio de fuego en los proyectores situados en el escenario.

FDS es un software de simulación numérica desarrollado por el National Institute of Standards and Technology (NIST) de Estados Unidos. Permite modelizar y simular el desarrollo de un incendio, la propagación del humo y la dispersión del calor en un entorno dado. FDS está reconocido como uno de los programas más avanzados en el ámbito de la seguridad contra incendios.

Se ha realizado un gemelo digital de la sala del desfile, que reproduce todos los sistemas que influyen en los escenarios. El objetivo era determinar si el sistema de extracción de humos existente era capaz de mantener una visibilidad y unas temperaturas aceptables para la evacuación de las personas presentes.

Análisis de los resultados de simulación

Los resultados de las simulaciones demostraron que los sistemas de extracción de humos actuales aseguran una visibilidad adecuada así como unas temperaturas aceptables a la altura de una persona durante más de 5 minutos, permitiendo así una evacuación eficaz y con total seguridad del público.

Las ventanas en cubierta, activadas por el detector de humo, así como los aspersores funcionaron de manera óptima ralentizando la propagación de los humos en el interior de la sala y manteniendo una temperatura adecuada para el paso de las personas. La altura bajo techo de la sala contribuyó en gran medida a mantener los humos y las altas temperaturas lejos de las personas, garantizando una evacuación en condiciones favorables.

El uso de FDS para este estudio permitió visualizar y cuantificar los fenómenos ligados a la propagación de los humos y a la visibilidad en un entorno preciso. También demostró la eficacia de esta herramienta en el ámbito de la seguridad contra incendios.

Los resultados obtenidos permitieron identificar las mejoras necesarias para garantizar la seguridad de las personas presentes en caso de incendio. FDS es, por tanto, una herramienta esencial para asegurar la calidad de nuestros estudios y de nuestras recomendaciones en materia de seguridad contra incendios.

Balance del estudio de extracción de humos

La seguridad contra incendios y la evacuación de las personas son retos importantes en la construcción y la renovación de edificios. La extracción de humos desempeña un papel esencial al permitir evacuar rápidamente a los ocupantes y limitar la propagación de los humos tóxicos. Gracias a la ingeniería de seguridad contra incendios y a las simulaciones avanzadas, es posible comprender mejor los fenómenos de extracción de humos y de evacuación, analizar los peligros potenciales y optimizar las soluciones de diseño para garantizar la seguridad de los ocupantes.

El estudio de evacuación de las personas, combinado con las simulaciones informáticas, permite prever el movimiento de las personas en caso de emergencia e identificar los posibles problemas u obstáculos. Esto permite elaborar planes de evacuación eficaces e implantar sistemas de extracción de humos adaptados.

También es importante ajustarse a las reglamentaciones y normas vigentes : se utilizan métodos y herramientas de evaluación específicos para verificar el cumplimiento de los objetivos de seguridad y de los criterios de rendimiento del edificio. Tener en cuenta todos estos elementos permite garantizar una evacuación rápida y segura en caso de emergencia, limitando los riesgos para los ocupantes y facilitando la intervención de los servicios de socorro.

Los retos cruciales de la extracción de humos en los edificios

Comprender los peligros y las consecuencias de los humos

Con el fin de comprender mejor los retos de la extracción de humos en los edificios que acogen público o personal, es esencial identificar los peligros y las consecuencias de los humos.

Los peligros para las personas están principalmente ligados a la inhalación de humos tóxicos, responsable del 80 % de las muertes en un incendio. La opacidad de los humos dificulta la visibilidad y la orientación, impidiendo que los ocupantes encuentren las salidas de emergencia. Además, los humos contienen numerosos compuestos tóxicos : gases asfixiantes (cianuros, óxidos de carbono), que deprimen el sistema nervioso central, y gases irritantes (cloro), que provocan lesiones en las mucosas respiratorias. Por último, las altas temperaturas causan quemaduras y heridas graves.

La función de la extracción de humos es facilitar la evacuación de los ocupantes manteniendo una cantidad de aire suficiente y una visibilidad mínima para hacer practicables las vías. También contribuye a limitar la propagación del incendio evacuando los gases calientes y las partículas no quemadas hacia el exterior, permitiendo al mismo tiempo el acceso de los bomberos al origen del siniestro. Por último, la evacuación de los humos calientes limita el aumento de la temperatura interior, reduciendo el riesgo de derrumbe del edificio.

Ingeniería de seguridad contra incendios (ISI) : flexibilidad e innovación

En proyectos de renovación o de construcción de establecimientos de pública concurrencia o de torres de gran altura, las soluciones de extracción de humos propuestas por los proyectistas se salen con frecuencia del marco reglamentario. La ingeniería de seguridad contra incendios ofrece entonces una flexibilidad adicional para la aplicación de soluciones constructivas innovadoras no previstas por la reglamentación.

La ISI desempeña también un papel esencial en la rehabilitación de obras antiguas o de monumentos históricos, para los cuales ciertas modificaciones serían imposibles de validar con los métodos existentes. También permite diseñar obras complejas e innovadoras como puentes, estadios, túneles o torres de gran altura, fuera de las normas habituales.

Las principales etapas del enfoque ISI son :

• Definición de los objetivos de seguridad contra incendios que la obra debe alcanzar ;
• Identificación y análisis de los peligros en el edificio ;
• Selección de los escenarios de incendio utilizados para la evaluación del nivel de seguridad ;
• Elección de los métodos y herramientas de evaluación ;
• Verificación del cumplimiento de los objetivos de seguridad y de los criterios de rendimiento ;
• Elaboración de un pliego de condiciones que fija las condiciones de explotación.

Cada estudio se ajusta a las reglamentaciones vigentes : el código de la construcción y de la vivienda, el código de trabajo y el código de medio ambiente fijan las reglas de diseño específicas de cada tipo de establecimiento.

Modelización numérica de las evacuaciones en caso de incendio

Definición y normas

La evacuación puede definirse como una acción que permite alcanzar un refugio seguro o una zona de seguridad, según la norma NF EN ISO 13943 de marzo de 2011. El estudio de extracción de humos consiste en analizar la evacuación de las personas presentes en la zona afectada o susceptibles de atravesarla. La modelización informática de las evacuaciones permite evaluar el movimiento teórico de las personas en caso de incendio : al ofrecer una representación 3D, ayuda a comprender el funcionamiento del entorno construido cuando hay un gran número de personas presentes, y a visualizar la evacuación en tiempo real.

Gracias a las simulaciones de evacuación acopladas a las simulaciones de extracción de humo, es posible determinar si los sistemas de extracción de humos permiten una evacuación controlada desde las primeras etapas de diseño. El tiempo de puesta en seguridad se divide en varias fases ; aunque se representen de manera secuencial, estas fases están en realidad interconectadas y algunas se producen simultáneamente.

Para evaluar con precisión los criterios de criticidad de la ISI DF, es necesario seleccionar los escenarios apropiados y comparar el tiempo de puesta en seguridad de las personas (TMSP) con el tiempo alcanzado del criterio (TAC). El TMSP debe permanecer siempre inferior al TAC ; en caso contrario, hay que prever zonas de refugio para garantizar la seguridad de los ocupantes.

Enfoque simplificado del tiempo mínimo de evacuación

Para estimar el tiempo necesario para la evacuación de una zona, se pueden basar en hipótesis simplificadas. Los principales factores a tener en cuenta son :

• Número de personas a evacuar : cuantas más personas hay, más tiempo lleva la evacuación segura ;
• Disponibilidad de las salidas : cuantas más salidas hay, menos tiempo se necesita ;
• Conocimiento del plan de evacuación : unos ocupantes familiarizados con el lugar evacuan más rápido ;
• Infraestructura del establecimiento : distribución, anchura de los pasillos y de las puertas, escaleras, ascensores ;
• Capacidad de coordinación : una buena comunicación acelera el proceso.

Este enfoque proporciona rápidamente una estimación aproximada, pero no tiene en cuenta factores importantes como el pánico, la densidad de población, los obstáculos y los comportamientos individuales.

Enfoque desarrollado para la determinación del tiempo de evacuación

Para una estimación más detallada, se utilizan simulaciones por software que crean un modelo virtual del edificio integrando sus características físicas (distribución de las salas, escaleras, salidas…). Durante la simulación, a cada ocupante virtual se le atribuyen características de movilidad basadas en modelos de comportamiento humano ; el software registra su posición y su movimiento, permitiendo determinar el tiempo necesario para alcanzar una zona de seguridad.

El tiempo de evacuación puede analizarse de distintas formas (medio, mediano, mínimo, máximo) con el fin de comprender mejor el rendimiento de la evacuación e identificar los puntos críticos. Factores adicionales — atascos en las salidas, conocimiento del lugar, pérdida de visibilidad debida al humo — afinan la estimación. Como estas simulaciones siguen siendo aproximaciones, sigue siendo esencial validar los resultados con la ayuda de datos reales o de ensayos de campo.

La ingeniería de extracción de humos en EOLIOS

La ingeniería de extracción de humos además de la CFD

EOLIOS Ingeniería es una empresa especializada en la modelización numérica de los fenómenos aeráulicos y térmicos, así como en los sistemas de climatización y de ventilación. La empresa se centró inicialmente en los estudios termo-aeráulicos de grandes estructuras : confort térmico, calidad del aire interior, protección de obras de arte, fenómenos internos y externos de los centros de datos, aeráulica de las cristalerías y de las acerías.

Con el tiempo, EOLIOS ha desarrollado protocolos de estudio en numerosos ámbitos : dispersión de contaminantes y de polvo, pérdidas de carga, dimensionamiento de chimeneas y de aireadores estáticos, ventilación natural. La empresa está hoy reconocida como una referencia en mecánica de fluidos, con realizaciones en proyectos complejos a través de varios continentes.

Gracias a su pericia en CFD y al apoyo de ingenieros especializados en seguridad contra incendios, EOLIOS se orientó naturalmente hacia la ingeniería de extracción de humos, combinando simulación avanzada y conocimientos reglamentarios para afrontar todos los retos ligados a la seguridad contra incendios.