en la nueva edicion de la NFPA JOURNAL LATINOAMERICANO aparece un articulo interesante, que habla acerca de los sistemas de PCI en túneles, norma NFPA 502:
Sistemas hidráulicos fijos para el combate de incendio en túneles viales
Por Kenneth J. Harris, Ingeniero Profesional, y Bobby J. Melvin, Ingeniero Profesional
La edición 2008 de NFPA 502, Norma para túneles viales, puentes y otras carreteras de acceso limitado, modificó su perspectiva sobre los sistemas hidráulicos fijos para el combate de incendio (FFFS, por sus siglas en inglés) en aplicaciones de túneles viales. Estos son sistemas de diluvio de boquilla abierta que descargan agua sobre una zona determinada para brindar una aplicación hidráulica inmediata sobre el incendio y el área circundante. El Anexo E de la norma NFPA 502 brinda excelentes antecedentes sobre la historia de la aplicación de los sistemas FFFS en túneles viales, además de información actual y orientación de diseño para ingenieros, operadores y socorristas de emergencia, para ser utilizada cuando se considere su incorporación en nuevos túneles viales.
Las experiencias de los últimos años han demostrado que los incendios en túneles viales pueden tener grandes tasas de liberación de calor en incendios (FHRR, por sus siglas en inglés) aún con cargas que normalmente no se consideran riesgosas. El incendio de marzo de 1999 en el túnel Mont Blanc, que se extiende entre Francia e Italia, es uno de los mejores ejemplos[1]. El incendio inicial desatado en una carga de manteca y harina fue tan intenso que se extendió a otros vehículos, ocasionando la muerte a 39 personas. Los cálculos colocan la FHRR en 70 a 200 megavatios, que es el rango actual de vehículos de carga pesada en la NFPA 502.
El 12 de octubre de 2007, ocurrió otro incendio de envergadura en el túnel I-5 Newhall Pass de 550 pies (168 metros) de longitud, ubicado cerca de Santa Clarita, California, cuando un camión derrapó y chocó contra una barrera de seguridad en la entrada del túnel. Los restos generados provocaron el choque de dos camiones cerca de la salida del túnel, lo que a su vez causó la colisión de más camiones y un automóvil dentro del túnel en una reacción en cadena. Treinta camiones con remolque y un automóvil se vieron involucrados en el subsiguiente incendio, en el que murieron 3 personas y 10 resultaron heridas. El túnel sufrió daños de consideración y las reparaciones pudieron finalizarse recién el 15 de noviembre, cinco semanas después.
El 23 de marzo de 2007 en Australia, hubo un accidente de características similares en el túnel Burnley de 11.200 pies (3.400 metros) de longitud, pero el resultado fue diferente. El accidente ocurrió cuando un camión sufrió desperfectos en el carril izquierdo del túnel y dos automóviles que venían detrás aminoraron la marcha para tratar de pasar al carril central. Detrás de los dos automóviles, otro camión también trató de pasar a la derecha pero colisionó con vehículos ubicados en los carriles izquierdo y central, lo que provocó un choque múltiple en cadena en el que se vieron involucrados cuatro automóviles y tres camiones. Los FFFS y los sistemas de ventilación se activaron de inmediato, y aproximadamente 400 personas fueron evacuadas, 3 de las cuales fueron llevadas al hospital. Aunque el informe de investigación todavía no se ha publicado, los informes iniciales señalan que tres personas murieron en la colisión inicial. El túnel volvió a abrirse a los cuatro días.
Los FFFS del túnel Burnley pueden haber sido un factor importante en la reducción de daños al túnel, y sus operadores deberían considerar esa posibilidad cuando contemplen las diferentes medidas de protección contra incendio.
Diseño del proyecto de investigación
Parsons Brinckerhoff (PB), una empresa consultora sobre ingeniería, realizó un estudio para evaluar la efectividad de los FFFS en un par de túneles viales urbanos[2]. El estudio incluyó sistemas existentes de investigación, modelos computarizados de sistemas fijos de combate de incendio en un túnel, y pruebas comparativas efectuadas por terceros con los resultados del modelo.
El estudio evaluó tres tipos de sistemas fijos de supresión de incendio caracterizados por el diámetro medio de la gota de pulverización de agua. Los sistemas fueron el de gotas grandes (1.400 micrones), el de gotas estándar (700 micrones) y el de agua nebulizada de alta presión (50 a 100 micrones).
Se utilizaron dos escenarios modelo. El primero fue una tasa de liberación de calor en incendio (FHRR) constante de 100 megavatios (341 MBtu/hora) que representaba un caso extremo en el que el agua no tenía efecto sobre la FHRR pero sí sobre el calor irradiado, la temperatura y la visibilidad. El mismo, representa una aplicación durante incendio de gran envergadura. El segundo, consistió en un incendio en crecimiento y mostraba los efectos de una aplicación hidráulica temprana en la reducción de la FHRR.
Los modelos se realizaron mediante Simulador Dinámico de Incendios (FDS, por sus siglas en inglés), Versión 4, un programa de dinámica computacional de fluidos desarrollado por el Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST, por sus siglas en inglés)[3]. El FDS, que ha estado en desarrollo en el Laboratorio de Investigación de Incendios en Edificios del NIST por más de una década, está diseñado para simulaciones de incendio y puede simular el funcionamiento de ventilaciones, detectores y sistemas de diluvio.
El túnel modelado tenía una longitud de 399 pies (120 metros), un ancho de 49 pies (15 metros) y una altura de 23 pies (7 metros) con un nivel de tierra plano. Se colocó en el centro una fuente de incendio que representaba un camión de carga pesada, y las simulaciones se llevaron a cabo con una protección sobre el incendio para desviar la aplicación directa de agua y sin una protección. En todos los casos simulados, se introdujo una tasa de ventilación longitudinal de 3 metros por segundo (600 pies por minuto) desde un portal. Se utilizó una reja de boquilla de 10 pies (3 metros) por 12 pies (3,7 metros) en una zona de 49 pies (15 metros) de largo. Para boquillas de gotas estándar y grandes, se utilizó una densidad de diseño de 0,14 milímetros por segundo (0,20 galones por minuto por pie cuadrado). Para agua nebulizada de alta presión, se utilizó una densidad de diseño de 0,051 milímetros por segundo (0,08 galones por minuto por pie cuadrado). Esta densidad reducida fue congruente con las recomendaciones de los proveedores de sistemas de agua nebulizada de alta presión. Los sistemas de agua nebulizada de alta presión que utilizan boquillas de densidad más baja requieren menos agua, y por lo tanto los requisitos de abastecimiento y drenaje se ven reducidos.
Tasa constante de liberación de calor en incendios
Para el caso de la tasa constante de liberación de calor, se analizaron la temperatura, la visibilidad y el calor irradiado (ver Tabla 1). Se seleccionaron las ubicaciones del cielorraso para dar una indicación del efecto sobre la estructura. El nivel del cabezal descendente indica si el medio podría ser sostenible para una evacuación. Los encabezados de la tabla brindan los valores de temperatura entre paréntesis para el caso sin supresión. Para un incendio sin protección, se previeron reducciones significativas de temperatura en la mayoría de los casos. Las temperaturas directamente sobre el incendio fueron un poco superiores para el agua nebulizada de alta presión; estas resultaron significativamente más bajas en sentido descendente. Para incendios con protección, los efectos fueron aún más pronunciados. Los tres sistemas brindaron una reducción de temperatura significativa.
Tabla 1. Resumen de resultados de la tasa constante de liberación de calor vs. casos sin supresión
Continua en parte 2
Sistemas hidráulicos fijos para el combate de incendio en túneles viales
Por Kenneth J. Harris, Ingeniero Profesional, y Bobby J. Melvin, Ingeniero Profesional
Las experiencias de los últimos años han demostrado que los incendios en túneles viales pueden tener grandes tasas de liberación de calor en incendios (FHRR, por sus siglas en inglés) aún con cargas que normalmente no se consideran riesgosas. El incendio de marzo de 1999 en el túnel Mont Blanc, que se extiende entre Francia e Italia, es uno de los mejores ejemplos[1]. El incendio inicial desatado en una carga de manteca y harina fue tan intenso que se extendió a otros vehículos, ocasionando la muerte a 39 personas. Los cálculos colocan la FHRR en 70 a 200 megavatios, que es el rango actual de vehículos de carga pesada en la NFPA 502.
El 12 de octubre de 2007, ocurrió otro incendio de envergadura en el túnel I-5 Newhall Pass de 550 pies (168 metros) de longitud, ubicado cerca de Santa Clarita, California, cuando un camión derrapó y chocó contra una barrera de seguridad en la entrada del túnel. Los restos generados provocaron el choque de dos camiones cerca de la salida del túnel, lo que a su vez causó la colisión de más camiones y un automóvil dentro del túnel en una reacción en cadena. Treinta camiones con remolque y un automóvil se vieron involucrados en el subsiguiente incendio, en el que murieron 3 personas y 10 resultaron heridas. El túnel sufrió daños de consideración y las reparaciones pudieron finalizarse recién el 15 de noviembre, cinco semanas después.
El 23 de marzo de 2007 en Australia, hubo un accidente de características similares en el túnel Burnley de 11.200 pies (3.400 metros) de longitud, pero el resultado fue diferente. El accidente ocurrió cuando un camión sufrió desperfectos en el carril izquierdo del túnel y dos automóviles que venían detrás aminoraron la marcha para tratar de pasar al carril central. Detrás de los dos automóviles, otro camión también trató de pasar a la derecha pero colisionó con vehículos ubicados en los carriles izquierdo y central, lo que provocó un choque múltiple en cadena en el que se vieron involucrados cuatro automóviles y tres camiones. Los FFFS y los sistemas de ventilación se activaron de inmediato, y aproximadamente 400 personas fueron evacuadas, 3 de las cuales fueron llevadas al hospital. Aunque el informe de investigación todavía no se ha publicado, los informes iniciales señalan que tres personas murieron en la colisión inicial. El túnel volvió a abrirse a los cuatro días.
Los FFFS del túnel Burnley pueden haber sido un factor importante en la reducción de daños al túnel, y sus operadores deberían considerar esa posibilidad cuando contemplen las diferentes medidas de protección contra incendio.
Diseño del proyecto de investigación
Parsons Brinckerhoff (PB), una empresa consultora sobre ingeniería, realizó un estudio para evaluar la efectividad de los FFFS en un par de túneles viales urbanos[2]. El estudio incluyó sistemas existentes de investigación, modelos computarizados de sistemas fijos de combate de incendio en un túnel, y pruebas comparativas efectuadas por terceros con los resultados del modelo.
El estudio evaluó tres tipos de sistemas fijos de supresión de incendio caracterizados por el diámetro medio de la gota de pulverización de agua. Los sistemas fueron el de gotas grandes (1.400 micrones), el de gotas estándar (700 micrones) y el de agua nebulizada de alta presión (50 a 100 micrones).
Se utilizaron dos escenarios modelo. El primero fue una tasa de liberación de calor en incendio (FHRR) constante de 100 megavatios (341 MBtu/hora) que representaba un caso extremo en el que el agua no tenía efecto sobre la FHRR pero sí sobre el calor irradiado, la temperatura y la visibilidad. El mismo, representa una aplicación durante incendio de gran envergadura. El segundo, consistió en un incendio en crecimiento y mostraba los efectos de una aplicación hidráulica temprana en la reducción de la FHRR.
Los modelos se realizaron mediante Simulador Dinámico de Incendios (FDS, por sus siglas en inglés), Versión 4, un programa de dinámica computacional de fluidos desarrollado por el Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST, por sus siglas en inglés)[3]. El FDS, que ha estado en desarrollo en el Laboratorio de Investigación de Incendios en Edificios del NIST por más de una década, está diseñado para simulaciones de incendio y puede simular el funcionamiento de ventilaciones, detectores y sistemas de diluvio.
El túnel modelado tenía una longitud de 399 pies (120 metros), un ancho de 49 pies (15 metros) y una altura de 23 pies (7 metros) con un nivel de tierra plano. Se colocó en el centro una fuente de incendio que representaba un camión de carga pesada, y las simulaciones se llevaron a cabo con una protección sobre el incendio para desviar la aplicación directa de agua y sin una protección. En todos los casos simulados, se introdujo una tasa de ventilación longitudinal de 3 metros por segundo (600 pies por minuto) desde un portal. Se utilizó una reja de boquilla de 10 pies (3 metros) por 12 pies (3,7 metros) en una zona de 49 pies (15 metros) de largo. Para boquillas de gotas estándar y grandes, se utilizó una densidad de diseño de 0,14 milímetros por segundo (0,20 galones por minuto por pie cuadrado). Para agua nebulizada de alta presión, se utilizó una densidad de diseño de 0,051 milímetros por segundo (0,08 galones por minuto por pie cuadrado). Esta densidad reducida fue congruente con las recomendaciones de los proveedores de sistemas de agua nebulizada de alta presión. Los sistemas de agua nebulizada de alta presión que utilizan boquillas de densidad más baja requieren menos agua, y por lo tanto los requisitos de abastecimiento y drenaje se ven reducidos.
Tasa constante de liberación de calor en incendios
Para el caso de la tasa constante de liberación de calor, se analizaron la temperatura, la visibilidad y el calor irradiado (ver Tabla 1). Se seleccionaron las ubicaciones del cielorraso para dar una indicación del efecto sobre la estructura. El nivel del cabezal descendente indica si el medio podría ser sostenible para una evacuación. Los encabezados de la tabla brindan los valores de temperatura entre paréntesis para el caso sin supresión. Para un incendio sin protección, se previeron reducciones significativas de temperatura en la mayoría de los casos. Las temperaturas directamente sobre el incendio fueron un poco superiores para el agua nebulizada de alta presión; estas resultaron significativamente más bajas en sentido descendente. Para incendios con protección, los efectos fueron aún más pronunciados. Los tres sistemas brindaron una reducción de temperatura significativa.
Tabla 1. Resumen de resultados de la tasa constante de liberación de calor vs. casos sin supresión
Continua en parte 2
