1.1 Planteamiento del problema Objetivos y contribuciones de la tesis Estructura de la tesis Incendios en túneles...

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1 Resumen Resum Summary Índice general Lista de figuras Lista de tablas Lista de acrónimos Notaciones vii ix xi xiii xix xxix xxxiii xxxv 1 Introducción y Objetivos Planteamiento del problema Objetivos y contribuciones de la tesis Estructura de la tesis Estado del arte Incendios en túneles Proyecto relevantes de seguridad en túneles xiii

2 2.1.2 Mecánica de los incendios en túneles Curvas para el diseño de túneles a fuego Ensayos de fuego y modelos de mecánica de los fluidos Consecuencias de incendios en túneles Degradación del hormigón en función de la temperatura Evaluación de daños en túneles sometidos a fuego Sistemas de detección de incendios en túneles Monitorización estructural (SHM) Conceptos generales Componentes de un sistema de SHM Proceso de monitorización estructural Monitorización estructural en túneles Los sensores ópticos y la monitorización estructural Medición de alta temperatura Termopares Sensores infrarrojos Sensores ópticos Investigaciones relativas a la degradación térmica de las FBG y al desarrollo de sensores ópticos de altas temperaturas Sensores ópticos comerciales de altas temperaturas Conclusiones Diseño y desarrollo de un sensor puntual de altas temperaturas basado en RFBG Introducción Encapsulado del sensor Hornos utilizados en los ensayos Redes de difracción de Bragg Regeneradas Calibraciones Encapsulado A Encapsulado B Encapsulado C Comparación de las calibraciones Temperaturas máximas y tiempos de exposición estudiados Encapsulado A Encapsulado B xiv

3 3.6.3 Encapsulado C Multiplexación Conductividad del encapsulado Ensayo experimental Modelo numérico Tiempos de respuesta Encapsulado A Encapsulado B Encapsulado C Comparación de los resultados Conclusiones Validación del sensor en ensayos de fuego Introducción Cableado Ensayos de cableado Conclusiones de los ensayos Aplicación a probetas de hormigón sometidas a fuego Descripción de los sensores ensayados Descripción del ensayo Modelo numérico de transferencia de calor Resultados Conclusiones del ensayo en probetas de hormigón Aplicación a un elemento estructural: pilar metálico relleno de hormigón Descripción de los sensores ensayados Descripción del ensayo Modelo numérico de transferencia de calor Resultados Conclusiones del ensayo del pilar metálico relleno de hormigón Conclusiones Monitorización de temperaturas en túneles sometidos a fuego Introducción xv

4 5.2 Pautas para el diseño de una configuración de sensores para la monitorización de temperaturas en túneles Paso 1: Recopilación de información Paso 2: Definición de los escenarios de fuego Paso 3: Modelos de mecánica de los fluidos Paso 4: Planteo de configuraciones de sensores Paso 5: Evaluación de las configuraciones propuestas Paso 6: Comparación de los errores de las configuraciones y sus costos Definición del sistema y del programa de monitorización Gestión de datos del sistema de monitorización de temperaturas Conclusiones Deducción del escenario de incendio y validación de modelos de FDS a partir de datos de monitorización de temperaturas. Aplicación al caso del túnel Virgolo Introducción Ensayo de fuego en el túnel Virgolo Descripción del túnel Sensores colocados en el ensayo Datos obtenidos en el ensayo Modelos de mecánica de los fluidos Descripción del modelo e incógnitas del problema Análisis de la pendiente longitudinal del túnel Análisis de la tasa de liberación de calor máxima Análisis de la altura de las bateas Análisis de la función de crecimiento de la tasa de liberación de calor Análisis de la geometría de las bateas Estudio de la distancia entre bateas Análisis de la posición de las bateas respecto a la sección transversal Limitaciones del modelo Conclusiones Aplicación de las pautas de diseño de configuraciones de sensores para la monitorización de temperatura al caso del túnel Virgolo 201 xvi 7.1 Introducción Paso 1: Recopilación de información

5 7.3 Paso 2: Definición de los Escenarios de fuego Paso 3: Modelos de mecánica de los fluidos Paso 4: Planteo de las configuraciones de sensores Paso 5: Evaluación de las configuraciones propuestas Cálculo de las temperaturas en todos los puntos de la cuadrícula Definición y evaluación de errores Elección del método de interpolación Paso 6: Comparación de los errores de las configuraciones y sus costos Selección de una configuración para cada grupo Comparación de las configuraciones seleccionadas Comparación de las configuraciones óptimas con cantidad total de sensores entre 400 y Envolvente de temperaturas para cada linea de sensores Conclusiones Conclusiones y futuras líneas de investigación Conclusiones Futuras líneas de investigación Sensores de alta temperatura Monitorización de estructuras a fuego A Listado de publicaciones del autor ligadas a la tesis 241 B Estudio del volumen de control y del tamaño de celda del modelo de FDS del túnel Virgolo 243 B.1 Estudio del Volumen de control B.2 Estudio del mallado y tamaño de celda C Gráficas complementarias Pautas túnel Virgolo 249 xvii