LA TOXICIDAD DE HUMOS Y GASES DE LA COMBUSTIÓN EN LOS MATERIALES

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1 LA TOXICIDAD DE HUMOS Y GASES DE LA COMBUSTIÓN EN LOS MATERIALES Control del humo desde el punto de vista de la ingeniería Francisco Javier Martín Andrés CEPI. Bilbao Noviembre 2014

2 Introducción Porqué debemos controlar el Humo de los Incendios? La inhalación de humos provoca más del 75% de las muertes durante incendios. Minimizar la propagación. Se debe proporcionar a los ocupantes vias de evacuación seguras. Facilitar las operaciones de extinción Posibilitar un diseño arquitectónico flexible. Porque estamos obligados en muchos casos por aplicación de las Regulaciones de carácter Nacional, Regional, o Local.

3 Queprovocael humoen el serhumano? Daños pulmonares localizados por inhalación de toxinas. Asfixia. Daños térmicos y químicos en pulmones, piel, ojos. Daños en las membranas mucosas. Posibles daños por absorción cutánea de partículas. Desorientación, pérdida de consciencia, muerte. Asfixiantes de tipo Químico Monóxido de Carbono. Leader en numero de mueres causadas en incendios (fuego de todos los productos que contengan carbono, combustiones incompletas). Ácido Cianhídrico (Fuegos que involucran sintéticos como el papel, plástico, poliuretano, PVC, nylon ) Asfixiantes de tipo Simple Nitrógeno Argón Hidrógeno Metano Helio Etano Dióxido de Carbono

4 Un vistazo a la Normativa al respecto Las regulaciones en la edificación datan de los principios de la historia registrada. El Código Hammurabi (2.200 a.c) incluía un simple pero efectiva Cláusula: Si algún arquitecto construye una casa de forma negligente y si por esa causa muere el hijo del dueño, entonces el hijo del Arquitecto será condenado a muerte. En España tanto el CTE como el RSCIEI contemplan la necesidad de adopción de medidas para el control de humo en incendios. Las medidas se proyectarán para alcanzar uno o varios de los siguientes objetivos: Protección de las vías de evacuación Control de la Temperatura de los gases. Ayuda a las operaciones de lucha contra incendios. Protección de las Propiedades. Despresurización. (Atrios).

5 Definición de Control de Humo. Una combinación de arquitectura y sistemas eléctricos y mecánicos diseñados al efecto de utilizar el flujo de aire y/o la presión para contener o eliminar el humo durante un incendio. Donde se debe controlar el humo. El humo habitualmente se control a en el interior de edificaciones. Grandes edificios de una planta (industriales o civiles). Edificios en altura. Aparcamientos. Atrios. Túneles carreteros. Cada uno de ellos tiene un tratamiento específico.

6 Ventilación para alcanzar una altura libre de Humos Se utiliza una cantidad nominal de ventilación para permitir la evacuación sin peligro y asistir en las operaciones de lucha contra incendios, facilitando el acceso de los bomberos hasta que el fuego es extinguido. CÓMO? Ventilación Natural: Aberturas naturales que proporcionan un porcentaje de la superficie en planta del espacio. Ventilación Mecánica: Extractores o Ventiladores que proporcionan un nº de renovaciones del volumen de aire del espacio tratado. Combinación de Ventilación Natural y Forzada. Por definición, esta evacuación de humo ofrece beneficios limitados durante a la evacuación y tiene unas bases de diseño muy simples.

7 Ventilación para el control del Humo Los sistemas de Control de humo son diseñados para controlar o restringir el movimiento del humo dentro del edificio. Para conseguirlo debemos conocer (estimar) la cantidad de humo que se produce en el incendio y la energía calorífica presente. Entonces las medidas como la ventilación pueden ser utilizadas para eliminar el humo mediante su control vertical y pueden usarse barreras para el control horizontal del movimiento de humo. De nuevo, esto puede conseguirse por medios naturales o mecánicos, pero el diseño su diseño es mucho más complejo y requiere una estimación del tamaño y desarrollo del incendio.

8 Aplicaciones: Grandes edificios de una Planta En las primeras etapas del incendio, el humo rápidamente sube a la zona de techo

9 Aplicacioness: Grandes edificio de una Planta El humo se desplaza lateralmente debajo del techo y se extiende por todo el edificio

10 Aplicacioness: Grandes edificio de una Planta Incluso los grandes edificios pueden llegar ser ocupados totalmente por humo en cuestión de minutos.

11 Aplicacioness: Grandes edificio de una Planta En un edificio sin ventilación, invadido por humo, es muy dificil encontrar el camino de salida y la temperatura se incrementa muy rápidamente, llegandose a la pérdida de la estabilidad estructural y colapso del edificio.

12 Aplicacioness: Atrios En los atrios de edificios de gran altura, se dan varias circunstancias que complican su control: En las primeras fases del incendio el humo no está excesivamente caliente. Puede estratificar antes de llegar a la cubierta.

13 Componentes de un sistema de Control de humo Exutorios

14

15 Barreras de Control de Humo

16 Control de humo en edificios de varias plantas Conjunto de sistemas: Extracción Aporte de aire limpio Presurización de escaleras.

17 Extractores para Control de Humo

18 Conductos de Extracción

19 Compuertas y Conductos de Sectorización para Control de Humo

20 Presurización de escaleras

21 Aplicaciones: Aparcamientos Mediante conductos y extractores. El conducto de ventilación exigido debe tener clasificación E cuando discurra por el propio sector del garaje. En el caso de que atraviese elementos separadores de sectores de incendio debe tener una clasificación EI 60. Los ventiladores deben de tener una clasificación F Mediante Ventiladores de Impulsos Jet Fans. No requiere conductos, pero para su diseño es preceptivo un estudio profundo de dinámica de fluidos para comprobar su efectividad, y ver posibles interferencias con otros sistemas.

22 Túneles carreteros Se realiza mediante Ventiladores de Impulsos Jet Fans. Debe considerarse la posibilidad de Backlayering.

23 Activación de los sistemas de control de humo Es deseable que el sistema de control de Humo y Calor sea activado por detección automática de incendio tan pronto como sea posible. Esto es aplicable para sistemas planteados con el objetivo de facilitar la evacuación en espacios de ocupación alta y no habitual. Los sistemas de detección, serán capaces de localizar el incendio de manera que permitan que las diferentes zonas del sistema respondan apropiadamente. Si el sistema de control está gobernado por un ordenador, los cambios en el software de control no afectarán la operatividad del sistema de control de humo instalado. Si hay cambios en el Software de Control, deberá comprobarse de forma íntegra el funcionamiento.

24 Activación de los sistemas de control de humo En la edificación, los sistemas de control de humo que funcionen de forma automática, deben estar con todas las funciones proyectadas en un máximo de 60 sg. Desde la recepción de la señal de comando. También los sistemas de control de humo pueden ser activados de forma manual. Por ejemplo los exutorios de cubierta en almacenes protegidos por rociadores es un caso típico.

25 Puesta en Servicio del sistema El funcionamiento de los sistemas de control de humo DEBEN ser comprobados íntegramente antes de su puesta en servicio. Estas pruebas deben realizarse conjuntamente con aquellos otros sistemas relacionados especialmente los sistemas de detección de incedios y rociadores automáticos Toda la operativa debe ser chequeada y quedar registradas las pruebas realizadas y quien las ha realizado y validado. Mantenimiento Los sistemas de control de humo DEBEN ser comprobados periódicamente para comprobar su capacidad de operación en caso de ser necesario su uso. Toda la operativa debe ser chequeada y quedar registradas las pruebas realizadas y quien las ha realizado y validado.

26 Qué más se puede hacer para controlar el Humo? Controlar los incendios en su fase incial. Detectar y localizar rápidamente y en cualquier circustancia el origen de un incedio. Controlar y/o Extinguir el incendio antes de que supere los límites que hacen que un sistema de control de humo sea ineficaz (superficie mayor de 9 x 9 m). En los lugares difíciles tales como los atrios o espacios de gran altura existen soluciones de detección de incendio alternativos a los sistemas convencionales tales como los sistemas de detección por aspiración, análisis de imagenes de video, etc.

27 Cómo interactúan los rociadores con la ventilación?

28 Cómo interactúan los rociadores con la ventilación? Por supuesto que la ventilación influye en el comportamiento de los sistemas de extinción automáticos. Ensayos a escala real en el laboratorio del fuego de la FM Global Research, en el Illinois Institute of Technology Research (IITRI), el Building Research Establishment junto con COLT en Ghent, entre otros resultados ofrecieron las siguientes conclusiones: Se observa claramente que el efecto de la ventilación sobre la operación de los rociadores fue fuerte y perjudicial en todos los casos. Se reconoce que se debe evitar que se impida o se retrase sustancialmente la operación de cualquier rociador cercano o directamente encima del incendio Gustafsson N.E. Seminar at the Fire Research Station, Borehamwood, Herts.

29 Cómo interactúan los rociadores con la ventilación?

30 Cómo interactúan los rociadores con la ventilación? Las Pruebas realizadas como parte del presente programa de demostraron que en la simulación real cuando se hace uso de sistemas de control de humo y calor se abren un 87,5% y un 91% más de rociadores que cuando no se hace uso de este sistema. NFPA-13 (Sect ). En los locales de Riesgo Alto, cuando existan rociadores, cualquier sistema de control de humo que se utilice NO será de activación automática sino que será operado por los servicios de incendios a su discrección. Aunque en determinadas circunstancias se permite que la activación del sistema se realice una vez se produce una señal de flujo de agua tras la apertura de un rociador. Hay códigos que establecen que los sistemas de exutorios para extracción de humo natural deben diponer de activador térmico a una temperatura de 182ºC o superior en 30ºC a la temperatura de funcionamiento de los rociadores instalados.

31 Después de controlado el Incendio? Después de ser controlado el Incendio se debe eliminar cuanto antes el humo residual (para inspección, evaluación, investigación, etc.). Se debe ventilar el interior hasta la reducción del nivel de humo a valores del 1% sobre el valor inicial (valor razonablemente seguro en relación a oscurecimiento por humo). Si el sistema de Ventilación tiene capacidad de renovar 6 veces el volumen en una hora, es necesarioventilar durante 46 minutos para purgar el humo a un valor del 1%. En realidad es imposible asegurar que la concentración de contaminantes sea uniforme en todo el compartimento y y por otra parte la capacidad tóxica de los humos en función del combustible, pero este es un análisis de primer orden basado en el oscurecimiento por humo.

32 Referencias Utilizadas UNE Sistemas de Control de Temperatura y Evacuación de Humos (SCTEH) NFPA 92 Standard For Smoke Control Systems NFPA 13 Standard for The Installation of Sprinklers Systems NFPA Fire Protection Handbook CTE - Codigo Técnico de la Edificación. RSCIEI - Reglamento de Seguridad Contra Incedios en Establecimientos Industriales REBT - Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión. SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. Handbook of Tunnel Fire Safety Alan Beard and Richard Carvel. FM Global. Technical Reports / Loss Prevention Data Sheets EN :2002 Sistemas de control de humos y calor. Parte 3: Especificaciones para aireadores extractores de humos y calor mecánicos COLT SODECA BALTOGAR BELIMO

33 Concepción Global Control de del la Ingeniería humo desde de el Instalaciones punto de vista de de Protección la Ingeniería contra Incendios MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN Francisco Javier Martín Andrés CEPI. Bilbao Noviembre 2014

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