TÚNEL SERVICIOS AEROPUERTO DE BARAJAS

Transcripción

1 TÚNEL SERVICIOS AEROPUERTO DE BARAJAS

2 Terminal 4 Satélite Terminal 4 VISTA EN PLANTA DEL TÚNEL SERVICIOS AEROPORTUARIOS CONECTANDO AMBAS TERMINALES

3 TÚNEL SERVICIOS AEROPUERTO DE BARAJAS El aeropuerto de Barajas en Madrid (España) se ha convertido en el principal punto de comunicaciones aéreas de España y en uno de los más importantes de Europa y del mundo. De acuerdo con el informe Airports Council International-World Wide Airport Traffic Statistics se encuentra en la duodécima posición del ranking mundial de movimiento anual de pasajeros. Por este motivo, la seguridad es muy importante en todas las áreas de este aeropuerto pero especialmente en la zonas subterráneas. TÚNEL DE SERVICIOS AEROPORTUARIOS Una de esas zonas subterráneas es el Túnel de Servicios Aeroportuarios (TSA). Este túnel es extraordinariamente singular porque, entre otras cosas, ha sido diseñado para soportar el paso de aviones, ya que cruza bajo la zona de estacionamiento de las aeronaves y por la pista de aterrizaje 36L 18R que es la arteria principal de operaciones en el aeropuerto de Barajas. Tiene una longitud de m. y conecta la Terminal 4 con la Terminal 4 Satélite. Está formado por dos pisos con tres tubos cada uno. El piso superior tiene tres viales independientes; dos para tráfico rodado, uno para cada sentido de circulación, con una sección de 70 m² y el vial intermedio de 84 m² utilizado por el tren guiado sin conductor o APM (Automatic People Mover) que permite el desplazamiento de los viajeros entre una terminal y otra. El nivel inferior con tres tubos de idénticas dimensiones está ocupado por el Sistema Automatizado de Tratamiento de Equipajes (SATE). 1

4 Este túnel permite el tránsito de pasajeros entre terminales y también agiliza la gestión del trabajo de operadores del aeropuerto y aerolíneas sin necesidad de interferir en las zonas de rodaje de los aviones. Debido a la importancia y complejidad de este túnel, recientemente se han ejecutado una serie de mejoras para adecuarlo a las Normativas Mundiales más actuales, entre ellas las Normativas de Ventilación. Para ello se ha procedido a la realización de: - Estudio Teórico del Sistema de Ventilación. - Simulación CFD en el peor de los escenarios de incendio, obtenido del estudio teórico. ESTUDIO TEÓRICO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN Se llevó a cabo un estudio teórico para determinar el número, tamaño, potencia y posición de los ventiladores que debían ser instalados, así como el análisis de los diferentes escenarios de incendio a lo largo del túnel en todas sus secciones. El sistema de ventilación resultante de este estudio se compone de : - DOS ESTACIONES de VENTILACION: Denominadas N-4 y N-17, que se encuentran localizadas en una zona anexa a cada vial lateral. - Prueba de incendio a escala real con el mismo escenario de incendio que la simulación CFD. T4 N4 N17 T4S LOCALIZACIÓN DE LAS DOS ESTACIONES DE VENTILACIÓN N-4 Y N-17 2

5 DIFERENTES SECCIONES EN EL TÚNEL DE SERVICIOS AEROPORTUARIOS En cada estación de ventilación están implantados dos ventiladores axiales de 2,2 m. de diámetro y una potencia unitaria de 355 Kw. Estos ventiladores pueden extraer humos de cada uno de los viales laterales, por los que circula tráfico rodado, mediante la apertura de las compuertas que se encuentran en la pared que separa la estación de ventilación del vial. En caso de que el incendio se produzca en el túnel intermedio (APM), los humos seran extraidos por las mismas estaciones N-4 o N-17 y conducidos hasta los VENTILADOR AXIAL DE 355 KW. COMPUERTAS CONDUCTO DE VENTILACIÓN 3

6 ventiladores a través de un conducto situado en el techo del vial lateral. Cada estación de ventilación controla la extracción de humos de su vial correspondiente, mientras que la del vial intermedio (APM) puede ser gestionado por ambas estaciones. - VENTILADORES de CHORRO en diferentes puntos kilométricos a lo largo de los viales laterales. SIMULACIÓN CFD Se realizo una simulación CFD del túnel en su totalidad (3.045 m) correspondiente al escenario más critico de incendio obtenido en el estudio teórico. Esta simulación tiene como objetivo mostrar la evolución y comportamiento de los humos de un incendio en los periodos de tiempo antes, durante y después del arranque del sistema de ventilación, para su posterior validación con un ensayo de incendio real. El tipo de simulación realizada ESCENARIO DE INCENDIO MÁS CRITICO 4

7 para analizar la evolución del incedio ha sido transitoria, lo que quiere decir, que se muestran los cambios ocurridos en el dominio de la simulación en función del tiempo. El primer paso que se sigue en una simulación CFD consiste en desarrollar un modelo 3D de la geometría que incluya todos los detalles importantes del túnel y del sistema de ventilación. A partir de este modelo se genera una malla de cálculo que divide el volumen inicial MALLADO EN BOCA DE ENTRADA MALLADO EN ESTACIÓN DE VENTILACIÓN N-4 MALLADO EN ESTACIÓN DE VENTILACIÓN N-17 en celdas o pequeños bloques. El número y densidad de estos elementos depende del flujo y la geometría, siendo habitualmente del orden de millones. El siguiente paso consiste en definir los aspectos físicos del caso a simular (modelo de turbulencia, multifase, fuentes de calor, propiedades fisicoquímicas del fluido, etc.) así como las condiciones de contorno iniciales (localización del incendio en túnel, ventilación operativa, secuencia de arranque, etc). EVOLUCIÓN DEL HUMO DURANTE LA FASE INICIAL DEL INCENDIO 5

8 Posteriormente se resuelven las diferentes ecuaciones de la Dinámica de Fluidos en cada una de las celdas en las que se ha dividido el modelo. Al finalizar el cálculo se obtienen los valores de las variables del flujo en cada punto, pudiéndose visualizar la distribución espacial y temporal de estas en el recinto simulado. En general, los incendios tienen una naturaleza muy compleja, con fenómenos tales como turbulencias, radiación de la combustión, lugar del incendio, espacio de la geometría, etc., que afectan a la propagación del fuego y humo, por lo que para su análisis en la simulación CFD se examinaron a lo largo del tiempo, humos, visibilidad, HUMOS EN PROXIMIDADES INCENDIO Y ESTACIÓN VENTILACIÓN CONCENTRACIÓN CO 2 EN PROXIMIDADES INCENDIO Y ESTACIÓN VENTILACIÓN 6

9 VELOCIDAD EN PROXIMIDADES INCENDIO Y ESTACIÓN VENTILACIÓN VISIVILIDAD EN PROXIMIDADES INCENDIO Y ESTACIÓN VENTILACIÓN temperatura, etc., tanto en las proximidades del incendio como en la zona cercana a la estación de ventilación. Los resultados obtenidos en la simulación CFD muestran que con el sistema de ventilación diseñado mediante el estudio teórico, es posible confinar y controlar los humos del incendio en el escenario más exigente y consecuentemente en el resto de escenarios posibles. Para completar la adaptación del túnel a las normativas más recientes era necesario la VALIDACIÓN de los estudios previos; para ello se realizó una prueba de incendio a escala real. 7

10 Cortesia de A. Abella PRUEBA DE INCENDIO A ESCALA REAL Esta prueba tuvo lugar en la madrugada del 27 de abril de 2011 con la participación de AENA, bomberos del aeropuerto y todas las entidades relacionadas con el túnel y el sistema de ventilación. El resultado de la prueba fue un éxito ya que los humos fueron confinados y extraídos en su totalidad por la estación de ventilación según lo previsto en la simulación CFD. De esta forma, se ha conseguido VALIDAR los resultados obtenidos en la simulación CFD y verificar que todos los parámetros considerados en el estudio teórico eran correctos para que el sistema de ventilación elegido sea el adecuado para este túnel, cumpliendo con las más recientes normativas de seguridad en túneles. La VALIDACIÓN confirma una vez más que el diseño y simulación realizada por ZITRON se ajusta a los resultados reales. 8

11 EVOLUCIÓN DEL HUMO EN LAS PROXIMIDADES DE LA ESTACIÓN DE VENTILACION SECCIÓN AGUAS ARRIBA DE LA ESTACIÓN DE VENTILACIÓN LLENA DE HUMOS SECCIÓN AGUAS ABAJO DE LA ESTACIÓN DE VENTILACIÓN LIBRE DE HUMOS 9

12 OFICINA CENTRAL Autovía AS II. nº 2386 Polígono de Roces Gijón (Asturias) Spain Tel.: Fax: