XI CONGRESO INTERNACIONAL DE INGENIERÍA DE PROYECTOS

LUGO, 26, 27, 28 Septiembre, 2007

APLICACIÓN DEL DISEÑO PRESTACIONAL EN EL PROYECTO DE LA INSTALACIÓN DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS EN EL

NUEVO ALMACÉN REGULADOR DE VIDAL EUROPA

F. Bernal Roures(p) (SELCO M.C.), E. Loma-Ossorio Blanch y A. Hospitaler Pérez (UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA)

Abstract

The objective of the performance-based fire protection analysis and design, is to satisfy in an analytic and technically justified way the obtained fire security levels. The present document aims to explain and justify the use of Computational Fire Model Simulation, within a performance-based fire protection design engineering project for the new Warehouse of VIDAL EUROPA, S.A.

In this process, the procedure applied is the proposed in the “SFPE Engineering Guide to Performance-Based Fire Protection Analysis and Design of Buildings”, that establishes the design process steps. The fires simulations have been carried out with the FDS and SMOKEVIEW software, both developed by the NIST. The FDS is a computational flow dynamics model conceived in a specific way to reproduce the fire phenomenon in closed areas. On the other hand, the staff evacuation time simulations in case of fire have been calculated with SIMULEX.

The analysis conclusion permits us to validate the proposed solution, verifying its behaviour in case of fire, guaranteeing the fulfilment of the objectives and specified aims.

Key words: performance based design, protection against fire, computational flow dynamics model.

Resumen

El diseño prestacional tiene como meta, en el campo de la protección contra incendios, satisfacer de forma analítica y técnicamente justificada los niveles de seguridad contra incendios conseguidos. El presente documento trata de razonar y justificar la aplicación de un Modelo Computacional de Simulación de Incendios, dentro del Proyecto de diseño de ingeniería de los sistemas de protección contra incendios basado en la eficacia para el nuevo Almacén Regulador de VIDAL EUROPA, S.A.

En este proceso, se ha aplicado el procedimiento propuesto en la “Guía de Ingeniería SFPE de Protección contra Incendios Basada en la Eficacia. Análisis y diseño de edificios”, que establece los pasos del proceso de diseño. Las simulaciones de incendios se han realizado con el software FDS y SMOKEVIEW, ambos desarrollados por el NIST. El FDS es un modelo computacional de dinámica de fluidos (CFD) concebido de manera específica para reproducir el fenómeno del incendio en recintos cerrados. En cambio, las simulaciones del tiempo de evacuación del personal en caso de incendios, se han realizado con SIMULEX.

Las conclusiones del análisis permiten validar la solución propuesta, verificando su comportamiento en caso de incendio, garantizando el cumplimiento de los objetivos y metas especificados.

Palabras clave: diseño prestacional, protección contra incendios, modelo computacional de simulación

2121

1. INTRODUCCIÓN

El diseño prestacional tiene como meta, en el campo de la protección contra incendios, satisfacer de forma analítica y técnicamente justificada los niveles de seguridad contra incendios conseguidos, tanto cualitativamente (seguridad humana, protección de la propiedad, continuidad de procesos,…) como cualitativamente (tiempos de evacuación, tiempos de resistencia al fuego, toxicidad,…)

El presente documento trata de razonar y justificar la aplicación de un Modelo Computacional de Simulación de Incendios (MCSI), dentro del Proyecto de diseño de ingeniería de los sistemas de protección contra incendios basado en la eficacia para el nuevo Almacén Regulador de VIDAL EUROPA, S.A.

2. JUSTIFICACIÓN DE LA APLICACIÓN DE UN DISEÑO BASADO EN LA EFICACIA

El RD 2267/2004 Reglamento de Seguridad contra Incendios en Establecimientos Industriales (RSCIEI), introdujo en su art. 1 el concepto de medidas o “técnicas de seguridad equivalente”. Y en su art. 4 plantea la posibilidad de utilizar, en ciertos casos, “procedimientos de cálculo, analítico o numérico, de reconocida solvencia o justificada validez”.

Sin embargo, es la publicación del RD 314/2006 Código Técnico de la Edificación (CTE) el que introduce con mayor claridad el diseño basado en prestaciones. En concreto, en su parte 1, el CTE establece en su Capítulo 2. Condiciones técnicas y administrativas, en el art. 5 Condiciones generales para el cumplimiento del CTE que:

“Para justificar que un equipo cumple las exigencias básicas que se establecen en el CTE podrá optarse por

b) Soluciones alternativas, entendidas como aquéllas que se aparten total o parcialmente de los DB. El proyectista o el director de obra pueden, bajo su responsabilidad y previa conformidad del promotor, adoptar soluciones alternativas, siempre que justifiquen documentalmente que el edificio proyectado cumple las exigencias básicas del CTE porque sus prestaciones son, al menos, equivalentes a los que se obtendrían por la aplicación de los DB.”

3. ANÁLISIS Y DISEÑO DE INGENIERÍA DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS EN EDIFICIOS BASADA EN LA EFICACIA

El “Performance-Based Fire Protection análisis and Design of Building” o análisis y diseño de ingeniería de protección contra incendios en edificios basada en la eficacia se realiza sobre un enfoque por objetivos a la hora de diseñar y valorar la protección contra incendios en edificios, teniendo en cuenta tanto sistemas prescriptivos (de carácter obligatorio) como códigos por prestaciones.

Se trata de desarrollar una ingeniería de protección contra incendios que permita alcanzar un nivel de seguridad que se considere adecuado por los implicados sin necesidad de imponer restricciones en otros aspectos de diseño y operatividad de edificios.

El avance en la implantación de diseños basados en la eficacia, se debe, entre otros factores, a la progresiva facilidad de acceso a software específico para la realización de simulaciones de incendios, con reconocida solvencia y justificada validez.

Entre ellos, destacan los que se han utilizado para la presente simulación, que son: FDS y SMOKEVIEW, ambos desarrollados por el NIST (USA), para las simulaciones de

la evolución del incendio. El FDS es un modelo computacional de dinámica de fluidos

2122

(CFD) concebido de manera específica para reproducir el fenómeno del incendio en recintos cerrados, y

SIMULEX, desarrollado por IES (UK), para las simulaciones del tiempo de evacuación del personal en caso de incendios.

En este proyecto, se ha aplicado el procedimiento propuesto en la “Guía de Ingeniería SFPE de Protección contra Incendios Basada en la Eficacia. Análisis y diseño de edificios”, que establece los pasos del proceso de diseño que se han seguido en el presente diseño basado en la eficacia, y que se van a desgranar a continuación.

4. DEFINICIÓN DEL ALCANCE DEL PROYECTO

El alcance de nuestro proyecto se ciñe a la edificación industrial del nuevo Almacén Regulador de VIDAL EUROPA en Alberic (Valencia), compuesta por varias edificaciones de diferentes características adosadas constituyendo un único establecimiento industrial.

Los detalles específicos de características constructivas de cada zona, por restricciones de espacio, se indicará en cada momento en que se considere necesario.

En este tipo de edificación, los ocupantes son habitualmente el personal propio de la actividad de la empresa, no existiendo locales de pública concurrencia, ni de atención al público. Las oficinas existentes son las requeridas para la actividad de la planta, además de los servicios sociales del personal (vestuarios, comedores, aseos…).

5. IDENTIFICACIÓN DE METAS

Una vez definido el alcance, se deben identificar las metas de seguridad contra incendios y su priorización dentro del proyecto específico. Estas metas deberán cumplir al menos las exigencias básicas planteadas en la legislación aplicable (RSCIEI y CTE), que en caso del CTE son evidentes, y se resumen en las exigencias básicas de seguridad en caso de incendio (SI), según art 11 del Cap. 3.

Como resultado de las exigencias anteriores, se establecen las siguientes metas de seguridad contra incendios del proceso de diseño basado en la eficacia: 1. La meta fundamental se resume en el requisito básico “Seguridad en caso de incendio”

del CTE, que consiste en reducir a límites aceptables el riesgo de que los usuarios de un edificio sufran daños derivados de un incendio de origen accidental, como consecuencia de las características de su proyecto, construcción, uso y mantenimiento.

2. Se establece una segunda meta, pero siempre condicionada a la meta fundamental, centrada en tratar de maximizar la flexibilidad del diseño y adaptación a los procesos logísticos internos propios de la actividad.

6. IDENTIFICACIÓN DE LOS OBJETIVOS DE DISEÑO

Una vez se han establecido las metas de protección contra incendios, se deben definir los objetivos de las partes implicadas para cumplir las metas de protección contra incendios.

Estos objetivos deben ser claros y cuantificables, es decir, traducibles a valores numéricos. Sin embargo, no es posible crear un ambiente completamente libre de riesgo o peligro, por lo que los objetivos no pueden ser tan estrictos que sea imposible cumplirlos.

En el proyecto específico que nos ocupa, los objetivos correspondientes a cada una de las metas identificadas, son:

2123

Metas Objetivos

Meta 1.Reducir a límites aceptables el riesgo de que los usuarios de un edificio sufran daños derivados de un incendio de origen accidental

Objetivo 1.1. Proporcionar tiempo suficiente a todas las personas, y en particular a las que se encuentran en el Sector de Incendio donde se origina el incendio, para alcanzar un lugar seguro, protegido de los efectos del incendio y productos de combustión. Objetivo 1.2. Garantizar unas adecuadas condiciones ambientales en los recorridos de evacuación durante el tiempo máximo previsto de evacuación, para facilitar la evacuación de las personas.

Meta 2. Maximizar la flexibilidad del diseño y adaptación a los procesos logísticos internos propios de la actividad

Objetivo 2.1. Limitar el desarrollo y la propagación del incendio, con unas adecuadas medidas de protección activa y pasiva, así como una sectorización adaptada a las necesidades de los procesos logísticos.

Tabla 1. Definición de los Objetivos

Estos objetivos anteriores son los establecidos por las partes implicadas, pero para realizar un diseño y análisis de ingeniería, primero deben traducirse en valores que puedan ser cuantificados en términos de ingeniería de protección contra incendios. Estos términos son los objetivos de diseño desde los que se pueden desarrollar los criterios de eficacia.

Así pues, cada uno de los objetivos anteriores se traducirá en uno o más objetivos de diseño. Por motivos de concreción, a partir de ahora se desarrollarán únicamente los objetivos 1.1 y 1.2 (objetivos de la meta 1), tal y como se recoge en las tablas adjuntas:

Metas Objetivos Objetivos de diseño

Meta 1.Reducir a límites aceptables el riesgo de que los usuarios de un edificio sufran daños derivados de un incendio de origen accidental.

Objetivo 1.1. Proporcionar tiempo suficiente a todas las personas, y en particular a las que se encuentran en el Sector de Incendio donde se origina el incendio, para alcanzar un lugar seguro, protegido de los efectos del incendio y productos de combustión.

Objetivo 1.1.1. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, garantizar la estabilidad estructural de la edificación en las zonas ocupadas por personas. Objetivo 1.1.2. Proporcionar suficientes medidas de protección contra incendios para, al menos, iniciar el control del incendio durante el tiempo máximo previsto de evacuación.

Tabla 2. Objetivo 1.1. Definición de los Objetivos de Diseño

Metas Objetivos Objetivos de diseño

Meta 1.Reducir a límitesaceptables el riesgo de que los usuarios de un edificio

Objetivo 1.2. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, garantizar unas condiciones de

Objetivo 1.2.1. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, mantener la capa de humos por encima de los recorridos de evacuación, o si no fuera posible, evitar la entrada de humos en los recorridos de evacuación. Objetivo 1.2.2. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación,

2124

sufran daños derivados de un incendio de origen accidental

visibilidadsegura y de habitabilidad en los recorridos de evacuación, para facilitar la evacuación de las personas.

mantener el recorrido de evacuación con unas condiciones adecuadas de temperatura. Objetivo 1.2.3. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, mantener el recorrido de evacuación con unas condiciones adecuadas de concentración de oxígeno. Objetivo 1.2.4. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, mantener el recorrido de evacuación con unas condiciones adecuadas de concentración de monóxido de carbono. Objetivo 1.2.5. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, mantener el recorrido de evacuación con una visibilidad adecuada.

Tabla 3. Objetivo 1.2. – Definición de los Objetivos de Diseño

7. DESARROLLO DE CRITERIOS DE EFICACIA

El siguiente paso en el proceso de diseño por prestaciones requiere la selección de criterios de eficacia que satisfagan los objetivos de diseño, y que se utilizarán para evaluar los diseños de prueba.

Los criterios de eficacia son los valores límite, rangos de valores límite o distribuciones que se utilizan para evaluar los diseños de prueba para una situación de diseño dada. Como veremos, los criterios de diseño pueden incluir temperaturas de materiales, temperaturas de gases, concentración de humos o niveles de oscurecimiento,…

En el proyecto específico que nos ocupa, cada uno de los objetivos de diseño determinados, dará lugar a uno o varios criterios de eficacia. En las tablas siguientes se recogen los criterios de eficacia propuestos para cada uno de los objetivos de diseño (se incluyen solo los correspondientes a la meta 1):

Objetivos de diseño Criterios de eficacia

Objetivo 1.1.1. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, garantizar la estabilidad estructural de la edificación en las zonas ocupadas por personas.

Criterio A. Una vez calculado el tiempo máximo previsto de evacuación, verificar que éste es inferior a la estabilidad estructural de la edificación en las zonas ocupadas por personas, bien mediante diseño por prestaciones o mediante diseño prescriptivo.

Objetivo 1.1.2. Proporcionar suficientes medidas de protección contra incendios para, al menos, iniciar el control del incendio durante el tiempo máximo previsto de evacuación.

Criterio B. Verificar que el tiempo de inicio de la actuación de las medidas de protección contra incendios que permiten controlar el incendio, es inferior al tiempo máximo previsto de evacuación.

Tabla 4. Objetivo 1.1. Definición de los Criterios de Eficacia

2125

Objetivos de diseño Criterios de eficacia

Objetivo 1.2.1. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, mantener la capa de humos por encima de los recorridos de evacuación, o si no fuera posible, evitar la entrada de humos en los recorridos de evacuación.

Criterio C. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, garantizar una altura de 3 metros libre de humos por encima de los recorridos de evacuación.

Objetivo 1.2.2. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, mantener el recorrido de evacuación con unas condiciones adecuadas de temperatura.

Criterio D. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, garantizar una temperatura inferior a 45ºC a 1,8 de altura en los recorridos de evacuación.

Objetivo 1.2.3. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, mantener el recorrido de evacuación con unas condiciones adecuadas de concentración de oxígeno.

Criterio E. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, garantizar una concentración de oxígeno no inferior al 15% a 1,8 de altura en los recorridos de evacuación.

Objetivo 1.2.4. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, mantener el recorrido de evacuación con unas condiciones adecuadas de concentración de monóxido de carbono.

Criterio F. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, garantizar una concentración de monóxido de carbono inferior a 50 ppm a 1,8 de altura en los recorridos de evacuación.

Objetivo 1.2.5. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, mantener el recorrido de evacuación con una visibilidad adecuada.

Criterio G. Durante el tiempo máximo previsto de evacuación, garantizar una visibilidad superior a 10 metros a 1,8 de altura en los recorridos de evacuación.

Tabla 5 Objetivo 1.2. – Definición de los Criterios de Eficacia

8. DESARROLLO DE ESCENARIOS DE INCENDIO TIPO

Un escenario de incendio representa uno de los conjuntos de circunstancias relacionadas con incendios, que se suponen una amenaza para el edificio, sus ocupantes y sus contenidos. Por lo tanto, esta descripción debería informar sobre el estado del edificio, sus contenidos y sus ocupantes en el momento del incendio.

Muchos factores podrían afectar al desarrollo de un incendio en un escenario posible de incendio dado, entre los que se incluyen los siguientes: forma de la fuente de ignición, tipo de combustible puesto primero en ignición, localización del incendio, efectos de la geometría del recinto, estado inicial de puertas y ventanas (si están abiertas o cerradas) y el tiempo en el

escenario posible del incendio en el que cambia ese estado, ventilación si es natural o mecánica, tipo de construcción y materiales de revestimiento…

2126

Como se ha comentado, antes de desarrollar un escenario posible de incendio, se deberán recoger las características del edificio particular y los ocupantes del edificio antes del incendio. Esta información afecta a la probabilidad de ocurrencia del incendio, los modos en que se desarrolla y propaga, y su potencial para causar daños a los ocupantes, a la estructura y a sus contenidos.

Cada escenario debe definir tres componentes, características del edificio, de los ocupantes, y del incendio.

8.1. Características del edificio Las características del edificio describen sus peculiaridades físicas, sus contenidos y su entorno. Pueden afectar a la evacuación de sus ocupantes, crecimiento y propagación de un incendio, así como al movimiento de los productos de combustión. Las características del edificio incluyen las siguientes: aspectos arquitectónicos, componentes estructurales, servicios y procesos del edificio, características operativas, carga de fuego, sistemas de protección contra incendios, elementos de evacuación, características del tiempo de actuación del cuerpo de bomberos, factores medio ambientales.

Muchas de estas características se definen en detalle en el Proyecto de Aplicación de Reglamento de Seguridad Contra Incendios en Establecimientos Industriales (Proy. RSCIEI), y en el Proyecto Básico y de Ejecución de Edificación.

Dada la limitación de espacio, se indicarán las características esenciales: superficie construida de 80.566 m2

dividida en 13 sectores de incendio, con las siguientes superficies:

Sector de Sup constr.Incendio m2

SI-1 Almacén automático de paletas y de cajas 42.219 Zonas de picking de cajas y packs y sorter Zona de expediciones de tráfico intenso

SI-2 Almacén convencional 22.447 Zona de expediciones de tráfico medio

SI-3 Sala de APQ 1.100SI-4 Sala de carga de baterías 244SI-5 Taller 366SI-6 Cámara de conservación 2.400SI-7 Cámara de conservación – ampliación 2.400SI-8 Cámara de congelación 2.400SI-9 Cámara de congelación – ampliación 2.400

SI-10 Zona de expediciones de temperatura controlada 1.130SI-11 Sala de máquinas frigoríficas 1.200SI-12 Oficinas de planta – 2 1.270SI-13 Oficinas de planta - 1 90

SUPERFICIE TOTAL CONSTRUIDA 80.566

Tabla 6. Sectores de Incendio

2127

almacén automático de paletas (silo) realizado con edificación autoportante, cubierta deck y cerramientos de fachada con panel industrial liso con aislamiento en PIR montado en posición horizontal

edificación industrial con pórticos biapoyados a dos aguas, realizados con hormigón armado ejecutado in situ, cubierta deck y cerramientos de fachada con panel industrial liso con aislamiento en PIR montado en posición horizontal

Carga de fuego de establecimiento industrial = 2.159 Mcal/m2, es decir, Riesgo Medio nivel 7

8.2. Características de los ocupantes

Se deben considerar las siguientes características de los ocupantes: comportamiento humano, características de la respuesta, y tiempos de evacuación.

De nuevo, dada la limitación de espacio, se indicarán las características esenciales: previsión de personal en planta, a 3 turnos, con 140 operarios por turno, con un total de

420, según la siguiente distribución por áreas: Area Operarios

Silo, Miniload, Sorter, preparación de pedidos y expediciones 264Almacén convencional y expediciones 81Almacén APQ 6Cámaras de frío, preparación de pedidos y expediciones 66Taller 3

TOTAL OPERARIOS EN PLANTA 420

Tabla 7. Previsión de Personal en Planta

en realidad, el factor importante es la ocupación simultánea de cada recinto, que se obtiene a partir de los valores anteriores

con referencia al comportamiento humano, al tratarse de una planta industrial, con personal habitual y sin afluencia de público, puede suponer una reducción de riesgos, si se toman medidas adecuadas, como adecuada formación, Plan de Emergencia, simulacros de evacuación,…

8.3. Características del incendio

Antes de entrar en detalle, hay que realizar una definición de la geometría de las cargas y su clasificación como materiales combustibles en función de su carga térmica. Será necesario considerar tanto las paletas (que se almacenan en estanterías convencionales o en el silo) como las bandejas (almacenadas en el miniload).

La geometría de las paletas, contempla dos formatos distintos en que varía la altura (1,45 m ó 1,75 m), manteniéndose invariables las dimensiones en planta (europalet = 0,8 x 1,2 m).

En el miniload, la unidad de almacenamiento es una bandeja o contenedor tipo, cuyas dimensiones son 0,8 x 0,6 m en planta, y 0,42 m de altura.

Los productos almacenados son muy variables; se ha considerado un producto único asimilado al material de ‘PLASTIC A’ = 'FMRC Standard Plastic Commodity', utilizada por el NIST como estándar en los estudios de validación de incendios de almacenes de paletas en

1.3m0.9m

1.4m

1.7m

Madera de pino

2128

el que se han variado algunos parámetros para adaptarlo a la combustividad y carga térmica real de los materiales almacenados: para la definición de los materiales se ha utilizado el listado resumen de productos que

se justifica en el Proyecto de aplicación del RSCIEI, del que se obtiene un valor medio de 1.028,88 Mcal/m3, suponiendo una densidad de 500 Kg/m3.

se ha reducido la temperatura de combustión de la superficie del material desde los 370ºC hasta los 320ºC con la intención de simular el progreso del fuego en las peores condiciones posibles, y la posible aparición de combustión súbita generalizada (flashover).

El siguiente paso será la determinación de una curva de desarrollo del incendio, que determinará su evolución en función del tiempo, mediante la aplicación del modelo computerizado de simulación de incendios (MCSI).

Se aprecian las siguientes zonas de inicio de un incendio, relacionadas con las diferentes tipologías de las instalaciones logísticas y constructivas del Almacén Regulador de VIDAL: A. Incendio en las estanterías del almacén autoportante de paletas (silo) B. Incendio en las estanterías del almacén de cajas (miniload) C. Incendio en un bloque de estanterías del almacén convencional de paletas D. Incendio en un bloque de estanterías de las cámaras frigoríficas (de congelación o de

conservación)

A partir de este punto, por motivos de concreción, el estudio se limitará al Escenario de Incendio Tipo C, en el almacén convencional de paletas.

- Escenario de Incendio Tipo C: Incendio en las estanterías del almacén convencional de paletas

El escenario de incendio tipo C, se refiere a un incendio en un bloque de estanterías del almacén convencional de paletas.

Para definir el incendio se ha simulado el crecimiento del fuego en una estantería convencional de paletas con las medidas aproximadas a las reales: paleta de 0,80 x 1,20 x 1,45 apiladas a 6 alturas, con una altura total de 9,60 m,

manteniendo una separación mínima entre ellas de 10 cm en sentido vertical y horizontal (chimeneas)

cubierta es de tipo Deck, constituida por materiales ligeros, situándose a una altura máxima interior de 12 metros

se han ubicado en el sector simulado cuatro detectores de humos y 16 rociadores del tipo ESFR. Los rociadores se han implementado con un factor K=202, un caudal de 460 l/min, una presión de 5,2 bares y una superficie por rociador de 9 m2.

el incendio comienza en el suelo con una mancha de combustible con una potencia de emisión de calor de 270 kW mantenidos durante toda la simulación y situada entre dos paletas

no se limita la entrada de aire lateral al incendio de manera que el fuego evoluciona de forma libre

Para la simulación se ha utilizado una rejilla de 20 x 20 x 20 cm y un número de celdas de 259.200. El tiempo de simulación fue de unas 15 horas.

Las siguientes imágenes muestran la geometría y diferentes instantes del incendio.

12 rociadores tipo ESFR

4 detectores de humo

Origen Incendio 270 Kw

2129

A partir de los valores generados por el programa se obtiene la gráfica de emisión de calor del incendio (línea verde).

Para definir el modelo de incendio a utilizar en posteriores simulaciones se diseña una tasa de generación de calor que inscriba a la anterior de forma que trabajaremos con suficiente margen de seguridad. En la gráfica siguiente se representa con línea roja el modelo de incendio diseñado: crecimiento en 90 seg hasta los 4MW y mantenimiento de esa potencia calorífica hasta el final.

Como información adicional obtenida en esta simulación, los detectores de humos se activan entre los 16 y 20 segundos, cuando el índice de oscuridad es de 2,0.

9. DESARROLLO DE DISEÑOS DE PRUEBA

Los escenarios de incendio tipo desarrollados en el capítulo anterior, se utilizan para probar estos diseños de prueba, y los resultados del análisis, posteriormente se evalúan utilizando el criterio de eficacia determinado con anterioridad.

Partiendo del escenario de incendio tipo C, calculado para un incendio en las estanterías del almacén convencional de paletas, se realiza la simulación en un área de mayor dimensión, englobando un depósito de humos, analizando la evolución de los productos del fuego en la parte superior del almacenamiento y en su entorno.

- SIMULACIÓN C-1

Se realiza la simulación de un incendio en el almacén convencional de paletas, con las siguientes características: depósito de aproximadamente 2.000 m2, de 60 x 33 m en cubierta se reparten uniformemente 12 exutorios de 4 m2. se limita la entrada de humo a tres áreas de

80 m2 en la parte superior, que representan la mitad de superficie de los aireadores abiertos en los depósitos aledaños. Los aireadores se abren en el momento en que se activan tres detectores de humos (20 seg)

Definición del modelo de incendio

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300

Tiempo (seg)

HR

R (

Kw

)

4 Estanterías HRR Simulación

Barreras de humos

Zona de expedición

Estanterías con paletas

2130

los rociadores son del tipo ESFR y cada uno cubre una superficie de 9 m2 (máximo admitido para rociadores ESFR de forma que es la configuración más desfavorable)

las barreras de humos se han introducido en el modelo con una altura de tres metros, desde los 9 hasta los 12 m.

se han utilizado dos rejillas de diferente tamaño. La inferior de 50 cm llega hasta los 8 m de altura y consta de 196.608 celdas. La superior de 25 cm va de los 8 a los 12 m y consta de 983.040 celdas. Esta distribución consigue valores muy precisos en las zonas donde los flujos evolucionan con mayor velocidad

La siguiente imagen muestra diferentes aspectos del incendio en el sector a 300 segundos del inicio del incendio.

- SIMULACIÓN C-2

Se realiza una simulación del incendio del almacén completo para comprobar que el SCTEH aplicado a toda la nave permite la evacuación por superficie

La simulación consta de dos rejillas de 1,0 m en la parte inferior y de 0,5 m la superior, con un total de 669.600 celdas.

La siguiente serie de imágenes muestra, en primer lugar, la vista general del almacén, y seguidamente, una serie de vistas de la evolución del incendio y el control del humo, a los 30 y 360 segundos.

Se comprueba que las barreras delimitadoras de los depósitos de humos cumplen con su objetivo y contienen los humos generados, creando un equilibrio entre el volumen generado y el caudal evacuado a través de los aireadores en cubierta.

- SIMULACIÓN C-3

Finalmente, una vez comprobado el mantenimiento de condiciones ambientales adecuadas durante un periodo mínimo de 6 minutos desde el inicio del incendio, se realiza el estudio de la evacuación.

Se representan 100 operarios distribuidos al azar, ubicándose 16 puertas, siendo de 100 cm de ancho las de la fachada de muelles de carga y los sectores anexos, y de 90 cm de anchura las de la fachada trasera.

2131

El tiempo máximo requerido para la evacuación completa, desde el momento de la comunicación de alarma, calculado mediante el software SIMULEX, es de 65 segundos, a los que habría que añadir los 20 segundos de detección, lo que supone que todo el personal estaría a salvo al exterior a los 85 segundos, netamente inferior al periodo de 6 minutos en que se ha comprobado el mantenimiento de condiciones ambiéntales adecuadas para garantizar la evacuación. Por ello, se garantiza un coeficiente de seguridad superior a 4.

10. EVALUACIÓN DE DISEÑOS DE PRUEBA

La evaluación es el proceso por el que se determina si un diseño de prueba (desarrollado en el apartado anterior) cumple los criterios de eficacia cuando se pone a prueba en escenarios de incendio tipo supuestos (según se detalla en las tablas 4 y 5).

La intención es demostrar que, para un diseño de prueba, no se superarán los criterios de eficacia en el escenario de incendios tipo. Si un diseño de prueba no cumple, se puede modificar y probar de nuevo el diseño de prueba, o desestimarse. Después de haber probado los diseños de prueba seleccionados, si algunos suponen alternativas a otros, se escoge uno de los diseños finales entre aquellos que han resultado satisfactorios.

Revisando los resultados obtenidos se concluye con facilidad que el cumplimiento de los criterios de eficacia especificados en el presente análisis de ingeniería de protección contra incendios basada en la eficacia es completo, existiendo en la gran mayoría de los puntos analizados un amplio margen en el rango de cumplimiento de los niveles objetivo establecidos.

Por tanto, los diseños de prueba analizados se aceptan en su integridad, pudiéndose realizar el diseño de los sistemas de protección contra incendios en el nuevo Almacén Regulador de VIDAL EUROPA de acuerdo con los criterios y parámetros establecidos en el presente documento.

11. CONCLUSIÓN

Para finalizar, las conclusiones del análisis permiten validar la solución propuesta, verificando su comportamiento en caso de incendio, garantizando el cumplimiento de los objetivos y metas especificados.

Referencias(1) Large Scale Experiments and Model Development, McGrattan K.B., Hamins A., Stroup

D., Technical Report NISTIR 6196-1, Nacional Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland (1998)

(2) SPFE Engineering Guide to Performance-Based ire Protection análisis and Design of Building. Society of Fire Protection Engineers and Nacional Fire Protection Association. Quincy, MA (2000)

(3) Fire Dynamics Simulator (version 4). Technical guide. Kevin McGrattan. Fire Research Division, Building and Fire Research Laboratory. (2006)

Correspondencia (Para más información contacte con): D. Fernando Bernal Roures, Director Técnico SELCO MC, Servicios Avanzados de Ingeniería, Plaza de Tetuán, 16 - 12001 CASTELLON Phone: +34 964 254 443 Fax: 964 256 512 E-mail: fbrproyectos@selco.net, URL: http://www.selco.net

2132