-1-

Sistemas de Ventilación de Aparcamientos:

Caso Práctico

Comparación de sistemas de conductos y de ventilación por impulso

Juan E. Marcos Laborda – Soler & Palau

Especialista en sistemas de ventilación por impulso y control de humo.

Los sistemas de ventilación por impulso tienen cada vez mayor presencia en el mercado, tanto

nacional como internacional, ya que presentan una serie de ventajas con respecto a un

sistema tradicional de conductos. En este caso práctico se describirá un aparcamiento

existente cuya instalación existente de ventilación mediante conductos debe revisarse, y se

plantea un sistema nuevo. A partir de aquí, se analizará una situación de incendio reducido

para observar la respuesta de ambos sistemas.

1 DESCRIPCIÓN DEL APARCAMIENTO

El aparcamiento en cuestión consta de una planta, y su distribución se muestra en la siguiente

imagen.

Entre las características a tener en cuenta a la hora de diseñar un sistema de ventilación

figurarían, además de la geometría del aparcamiento, la ubicación de escaleras protegidas, el

número y distribución de plazas de aparcamiento, número y distribución puntos de entrada y

salida de aire, características del techo y la presencia de un sistema de rociadores.

En la siguiente tabla se detallarían algunos de estos aspectos.

-2-

Altura del suelo al techo

Superficie Volumen

aprox. Plazas

Aparcamiento

[m] [m2] [m3] [-]

2.90 1,910 5,539 88

El acceso se realiza a través de una rampa de entrada/salida de vehículos ubicada en su parte

superior. Dicha rampa permanece abierta al exterior mediante una puerta rejada, permitiendo

así el paso de aire con mínima resistencia.

El techo del aparcamiento es liso y está exento de obstrucciones significativas al lujo de aire,

más allá de alguna bajante puntual y la instalación de iluminación.

Por otro lado, el aparcamiento contará con un sistema de rociadores, que deberá tenerse en

cuenta a la hora de plantear cualquiera de los dos sistemas de ventilación en cuestión.

- Para el caso del sistema de conductos, la distribución de rociadores y su altura de

instalación afectaría, no sólo al recorrido de los ramales, sino a las dimensiones máximas

que éstos pueden tener en descuelgue.

- Para el caso del sistema de ventilación por impulso, deberán coordinarse ambos

sistemas para evitar interferencias, de forma que la operación de uno no entre en

conflicto con la del otro.

2 DISEÑO DEL SISTEMA DE CONDUCTOS

En la imagen inferior puede observarse la red de conductos de extracción existente en el

aparcamiento.

Las características generales serían las siguientes:

- Dos ramales de conducto de extracción, cada uno provisto de 13 rejillas de 500x300 cm2.

- Caudal de extracción de 23,765 m3/h por ramal (47,530 m3/h en total), calculado y

distribuido de conforme a lo establecido en los DB HS y DB-SI del CTE, que indican un

caudal por plaza de aparcamiento de 150 l/s para un escenario de incendio.

-3-

- El aporte de aire fresco desde el exterior se realiza a través de la rampa de acceso (en

azul en la imagen superior).

-4-

3 DISEÑO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN POR IMPULSO

En la imagen inferior puede observarse la ubicación de los ventiladores de impulso para el

sistema de ventilación propuesto, así como la ubicación del punto de extracción para el mismo

(en rojo en la imagen inferior).

Nótese que los ventiladores de impulso, axiales o centrífugos, presentan distinta adecuación en

función de las circunstancias de instalación, geometría del aparcamiento y condiciones de

contorno, por lo que una combinación de ambos modelos puede resultar óptima. Esta es una de

esas situaciones.

El punto de extracción ha sido ubicado en la zona más alejada de la extracción, de forma que se

pueda proporcionar una adecuada ventilación cruzada. De este modo se puede reducir la

recirculación de aire, así como el número necesario de jet fans para alcanzar el objetivo principal:

evitar la generación de zonas significativas de estancamiento de gases contaminantes o humo.

A modo de resumen se detallan las características de este sistema:

- Caudal de extracción de 10 renovaciones/hora del volumen del aparcamiento, de

acuerdo con la BS 7346-7:2013, sección 9 (53,960 m3/h en total).

- Dos ventiladores de extracción, de forma que se pueda garantizar como mínimo el 50%

del caudal necesario en caso de fallo de uno de ellos

- Rejilla de extracción de 2.0 x 1.5 m2.

- Cuatro (4) ventiladores de impulso, ubicados sobre vial de circulación, lo que reduce el

riesgo de pérdida de equipos en caso de incendio, al estar más alejado del foco, además

de mejorar el movimiento de aire.

o Tres (3) del modelo axial TJHU.

o Uno (1) del modelo centrífugo IFHT.

o Se coordinan con el sistema de rociadores para evitar una descarga directa hacia

las cabezas de los mismos.

- El aporte de aire fresco desde el exterior se realiza a través de la rampa de acceso.

-5-

4 CONDICIONES DEL ANÁLISIS

El incendio con el que se han llevado a cabo las simulaciones para la comparación de los sistemas

es reducido. La carga de fuego es menor a la que resultaría en un incendio real, incluso con un

sistema de rociadores presente, y se ha reducido la tasa de liberación de hollín habitual.

Por otro lado, se ha considerado un crecimiento acelerado del incendio para poder llenar de

humo el aparcamiento y aumentar la temperatura ambiente en un tiempo inferior. Se mantiene

esta tasa máxima de liberación de calor durante unos minutos, tras lo cual se extinguirá el

incendio. A partir de aquí se observará la efectividad de cada sistema para llevar a cabo

disipación de humo post-incendio.

Estos factores permitirán analizar la respuesta de ambos sistemas a través de simulaciones más

cortas de las que se requieren para analizar situaciones como esta, e ilustrar los pros y contras

de cada sistema de una forma más sencilla y visual.

La curva de incendio que se ha planteado, así como las características del incendio son:

- Se ha tenido en cuenta un 25% de pérdidas por radiación.

- Las dimensiones del incendio serán:

o Ancho: 2.00 m.

o Largo: 5.00 m.

o Alto: 1.20 m.

- El material de combustión será una mezcla de gasolina y poliuretano.

- Se ubicará el incendio en una zona alejada de los puntos de extracción y de aporte.

0

500

1000

1500

2000

2500

0 100 200 300 400 500 600 700

HR

R (

MW

)

Tiempo (s)

Curva del incendio

-6-

En cuanto a la activación de los distintos sistemas, la secuencia sería la siguiente:

- Conductos:

o Activación del sistema de extracción tras 30 segundos de incendio, emulando

un retraso en la detección.

o Operará a velocidad máxima, y se mantendrá durante el resto de la simulación.

- Jet fans:

o Activación del sistema de extracción tras 30 segundos de incendio, emulando

un retraso en la detección.

o Retraso de 150s en la activación de los jet fans, emulando un periodo (corto) de

evacuación de personas.

o La velocidad de operación de cada jet fan variará en función de la distancia hasta

el siguiente giro, obstáculo o ventilador, además de sus alrededores.

Los resultados más interesantes para analizar el flujo de aire son aquellos correspondientes a la

velocidad del mismo, ya que muestran si existen zonas significativas de aire estancado, así como

su distribución. Una velocidad de 0.1 m/s o superior se consideraría deseable por tal de asegurar

el movimiento de aire, y por tanto, una constante dilución del humo. No obstante, este valor

está sujeto a las condiciones de contorno.

Se analizarán asimismo los resultados referidos a la visibilidad y temperatura, que se graficarán

en el plano paralelo al suelo a una altura de 1.70m (altura de respiración/visión estándar para

un adulto).

Es de especial importancia recalcar que los parámetros con los que se han llevado a cabo estas

simulaciones no se tomen como referencia para otros análisis de incendio en aparcamientos, ya

que han sido contemplados para ilustrar una comparación a modo de ejemplo. La curva del

incendio, sus dimensiones y material de combustión, así como la secuencia de activación de los

diversos sistemas implicados en una situación de incendio deben adecuarse siempre en cada

caso al evento más probable, o el más desfavorable, para analizar rigurosamente la validez del

sistema diseñado.

-7-

5 RESULTADOS PARA EL SISTEMAS DE CONDUCTOS

Plano de Velocidades a 1.70m del suelo. Escala de 0 m/s a 2 m/s.

Se observan, en general, velocidades más elevadas en las zonas cercanas al incendio y a la rampa

de acceso. Esto sería de esperar, dado que la entrada de aire al penacho para una buena

combustión debe hacerse a nivel inferior. Asimismo, al ser la rampa de acceso el punto principal

de aporte de aire, se observa una mayor velocidad en las proximidades.

Por otro lado, se observa que el poco movimiento de aire en la zona superior derecha es

generado por el propio humo en su expansión por el aparcamiento. Por lo tanto, en esa zona

encerrada podría haber una mayor concentración, o estancamiento, de contaminantes o humo.

Plano de Temperatura a 1.70m del suelo. Escala de 20ºC a 60ºC.

Como era de esperar, la temperatura es elevada en las inmediaciones del incendio, ya que el

humo queda relativamente encajonado por el ramal de conducto, algo bastante habitual. Este

hecho, en caso de incendio real, podría significar el fallo de las sujeciones o del conducto en sí,

ya que podrían alcanzarse temperaturas por encima de los 500ºC a nivel alto pasado un cierto

tiempo. Además, una temperatura tan elevada podría dificultar el acceso al foco a los servicios

de intervención.

Por otro lado, al quedar el humo relativamente encajonado, la temperatura del resto del

aparcamiento sería menos elevada.

-8-

Plano de Visibilidad a 1.70m del suelo. Escala de 0m a 10m.

De igual modo que en el plano de temperatura, la visibilidad es más reducida en las

inmediaciones del incendio ya que este queda relativamente encajonado por el conducto. Esto

podría conllevar una mejor visibilidad en otras zonas del aparcamiento durante más tiempo.

6 RESULTADOS PARA EL SISTEMA DE VENTILACIÓN POR IMPULSO

Plano de Velocidades a 1.70m del suelo, de 0 m/s a 2 m/s.

Se observan velocidades superiores al mínimo general establecido por todo el aparcamiento

gracias a los ventiladores de impulso. Esto conllevaría una mayor y mejor dilución del humo

durante todas las etapas del incendio, independientemente de la ubicación del mismo.

Por lo tanto, cabría esperar un menor tiempo de permanencia del humo en el aparcamiento, así

como de los contaminantes durante la operación diaria.

-9-

Plano de Temperatura a 1.70m del suelo, de 20ºC a 60ºC.

Como es de esperar, la temperatura es elevada en las inmediaciones del incendio y aguas abajo

del mismo por la acción de los jet fan. Además, es inferior aguas arriba del incendio, por lo que

el acceso al foco es de menor riesgo. Asimismo, las temperaturas máximas que se puedan

alcanzar son muy inferiores al caso anterior por dos factores principales.

- Mayor caudal de extracción, y por lo tanto de aporte de aire a temperatura inferior.

- Mayor dilución por efecto de los ventiladores de impulso.

o Ambos factores se acentúan cuanto mayor es el aparcamiento.

Esto ayuda a reducir el riesgo de flash-over, fenómeno mediante el cual el incendio puede

propagarse a los vehículos cercanos. Sumado a la presencia de un sistema de rociadores, este

sistema ayuda a mantener el incendio bajo control con mayor efectividad.

Plano de Visibilidad a 1.70m del suelo, de 0m a 10m.

Por efecto de los ventiladores de impulso el humo se esparce más por el aparcamiento, lo que

ayuda a reducir su temperatura y densidad. Asimismo, gracias a la ventilación cruzada, la

visibilidad aguas arriba del incendio es mejor. No obstante, esto implicaría una visibilidad más

reducida en general en el resto aparcamiento. Por otro lado, los sistemas de detección

direccionales permiten una mejor localización del incendio identificando las zonas del

aparcamiento, por lo que una menor visibilidad en otras áreas no es de especial preocupación.

-10-

7 COMPARATIVA GENERAL DE ALCANCE DE OBJETIVOS

A modo de resumen, se dividirán los resultados y observaciones según los parámetros indicados.

Velocidades

El sistema de conductos puede llevar a zonas de menor velocidad de aire, ya que las rejillas están

ubicadas a mayor altura, y los diseños generales no permiten “atacar” todos los rincones.

El sistema de ventilación por impulso genera un barrido de la altura completa del aparcamiento,

y proporciona un mayor movimiento de aire. Dado que el caudal de extracción es habitualmente

mayor que para el sistema de conductos, si se añade un mayor movimiento de aire se obtendrá

una mejor dilución, y por lo tanto, un menor tiempo de permanencia del aire contaminado, o

con humo, aunque como en todos los casos, esto dependerá de las condiciones del

aparcamiento y la competencia del diseñador.

Es importante, tener en cuenta que sobredimensionar sistemas (más ventiladores, más

extracción, más redes de conducto…) no acostumbra a ser la solución, sobre todo considerando

el impacto económico del diseño final.

Temperatura

El sistema de conductos puede llevar al encajonamiento del humo. Este hecho puede mejorar

las condiciones en zonas más lejanas del incendio, aunque puede hacer peligrar las

inmediaciones a nivel estructural y material, por lo que el riesgo de propagación aumentaría.

El sistema de ventilación por impulso permite obtener mejores temperaturas aguas arriba del

incendio, mejorando las condiciones de acceso al mismo. Al haber una mayor dilución del humo,

su temperatura es en general inferior a la que podría esperarse con un sistema de conductos.

-11-

Visibilidad

El sistema de conductos puede mejorar la visibilidad en zonas del aparcamiento alejadas del

foco del incendio. Asimismo, los ramales de conducto pueden guiar y encajonar el humo a lo

largo del forjado, aunque dependiendo de las circunstancias, la visibilidad en las inmediaciones

podría empeorar.

El sistema de ventilación por impulso genera un mayor movimiento de aire y lo induce hacia los

puntos de extracción, por lo que la visibilidad aguas abajo del incendio es considerablemente

inferior, aunque el humo es menos denso. Por otro lado, al comenzar el movimiento de aire

desde los puntos de aire fresco, aguas arriba del incendio las condiciones de visibilidad serían

mejores.

8 CONCLUSIONES

En general, los dos sistemas, si están bien diseñados e instalados, permiten el cumplimiento de

los objetivos que se establecen a día de hoy. Por otro lado, se considera que el sistema de

ventilación por impulso ofrece mejores prestaciones, ya que permite llegar más lejos.

No obstante, hay que tener en cuenta que este ejemplo ha sido llevado a cabo para un

aparcamiento de dimensiones relativamente reducidas. En general, cuanto más grande es el

aparcamiento, más adecuado y viable resulta un sistema de ventilación por impulso, tanto a

nivel técnico como económico.

Como punto final, hay que recordar que lo descrito en este artículo trata de un análisis destinado

a ilustrar una comparación entre sistemas frente al mismo caso. Cada sistema tiene su sitio, y

cada aparcamiento es único. Lo más recomendable es contactar con un especialista en la

materia para llevar a cabo un buen dimensionado y análisis del sistema. Si esto se hace durante

las etapas más iniciales de un proyecto, pueden reducirse considerablemente las interferencias

entre sistemas, minimizando el número de revisiones, y garantizando el mejor funcionamiento.