Por Ing. Carlos M.
Romero
Prestigioso profesional que ha participado en la industria
siderúrgica, mineral, metalúrgica y de generación eléctrica.
Participando de los proyectos en su ingeniería, construcción, puesta
en marcha y puesta en servicio. Colabora en este caso como un
entusiasta en el tema.
Movimiento del HumoHay dos factores principales en un
incendio de un edificio que determinan el movimiento del humo y gases
calientes. Estos son:
La movilidad propia del humo (o flotabilidad) que es debida al
hecho que usualmente consiste de gases calientes que son menos
denso que el aire circundante.
El movimiento normal del aire dentro del edificio que podría no
tener nada que hacer con el incendio pero que puede transportar el
humo alrededor de un edificio en una forma positiva.
La magnitud relativa de estos dos
factores de “movimiento de humo” dependerán de circunstancias
particulares y ciertamente diferirá de un lugar a otro dentro de un
edificio. En general podría esperarse que dominará el factor de
incendio (a) y como aumente la distancia desde el incendio (y el humo
se va enfriando) el factor (b) se convertirá en mas importante.El movimiento causado por la
flotabilidad del humo se debe a las presiones diferenciales
desarrolladas por:
por la expansión de los gases como ellos son calentados por el
fuego, y
por la diferencia de la densidad entre los gases calientes arriba
de las llamas y el aire frió que circunda el incendio.
El movimiento normal del aire puede
ser causado por tres diferentes factores:
1.El efecto stack (chimenea): la
presión diferencial debido al aire dentro de un edificio estando a
una temperatura diferente al aire exterior. Esto causará al aire
interior del edificio a moverse hacia arriba o abajo, dependiendo si
el aire interior esta más caliento o más frió que el aire exterior.2.El viento: todos los edificios son
de mayor o menor grado de permeabilidad, y la penetración del viento
a través de estas fugas contribuyen al movimiento interno del aire.3.Cualquier sistema mecánico de
manejo de aire dentro del edificio
Presión Diferencial
Desarrollada por Un IncendioA
pesar del movimiento aparentemente vigoroso de los gases arriba de un
incendio las presiones desarrollada son relativamente pequeñas.
Cuando ocurre un incendio en un edificio en el que hay aberturas a la
atmósfera, la presión próxima al piso será ligeramente inferior a la
atmosférica (es decir, el aire será arrastrado dentro del incendio) y
próximo al cielorraso la presión será ligeramente superior a la
atmosférica. En alguna parte entre estas dos posiciones habrá un nivel
en el que la presión interior y exterior del edificio es la misma,
esto es llamado el plano neutro.Una estimación de las altura del
plano neutro es de considerable importancia en el control de humo. Su
posición depende principalmente de la temperatura de los gases y de
las dimensiones de las aberturas dentro el recinto de fuego.
Adicionalmente su posición podría variar de acuerdo a si el incendio
esta creciendo rápidamente o lentamente.La magnitud de la
presión diferencial desarrollada sobre el incendio dependerá de la
longitud de la columna de gases calientes sobre el. (Cualquier presión
desarrollada por la expansión de los gases debido al calentamiento por
el fuego será rápidamente liberada puesto que el recinto de fuego no
será un volumen sellado). Por esto, tan pronto como el aire aparece
entrando al edificio la presión diferencial entre un punto arriba del
fuego y la presión atmosférica lejana desde el incendio será la
diferencia en “alturas” (presiones) del aire caliente y el aire frió.El valor de presión
diferencial desarrollada puede estimarse usando un grafico de presión
(Pa) y distancia por arriba del plano neutral (m), teniendo como
parámetro de temperatura del gas (ºC).La presión desarrollada
por un incendio en un edificio, comprobado con mediciones
experimentales, es en general muy pequeña y aún con un compartimiento
muy alto esta solo será del orden de 100 Pa. Como otro ejemplo, en lo
alto de la parte superior de la puerta (digamos, 2 m del piso) cuando
el plano neutro es de 1 m del piso, la presión debido a un
completamente desarrollado incendio será solo de 5Pa.
Control de HumoEn la planificación de
un edificio, hay dos partes en el camino que atraviesa un ocupante
hasta alcanzar la seguridad en el evento de un incendio. Estos son:
1.El movimiento a
través del compartimiento en el que esta ocurriendo el incendio. En
la inmediata vecindad de un incendio, una inevitablemente gran
cantidad de humo muy denso y las medidas de control solo pueden
ayudar a mantener ese humo confinado lateralmente y a un nivel alto
de modo que los ocupantes puedan moverse seguros en el espacio
limpio debajo de el. Habrá casi con seguridad un limite impuesto en
la distancia sobre la que el ocupante del edificio tendrá que
recorrer en esta situación, y2.el subsiguiente
movimiento a lo largo de un camino que esta protegido del área de
incendio por medio de separación estructural, tal como los
corredores, palieres y escaleras. Generalmente no hay restricciones
en las distancias a recorrer, y el movimiento de los ocupantes a
través de estos espacios debe ser posible por una razonablemente
largo periodo de tiempo (es decir, durante todas las etapas del
incendio). Por esta razón un sistema de control de humo para estos
espacios debe asegurar que ellos se mantienen completamente libre de
humo o que cualquier intrusión de humo es tan ligera como para
presentar problemas de no visibilidad o de toxicidad.
Las posibilidades de
control de humo en los dos casos son muy diferentes.En vista de los
diferentes requerimientos y las diferentes condiciones impuestas para
las varias partes del edificio, la descripción de los métodos de
control de humo y principios se tratan como:
1.Control de humo en
el área real de incendio (por ejemplo por venteo en el techo o
extracción de humo).
2.
Control de humo en una vía de escape que no tiene completa
separación estructural del área de fuego.
3.
Control de humo en vías de escape protegidas (por ejemplo por
presurización).
Control de Humo y Tamaño del Incendio
En cualquier incendio, la cantidad y valor de producción de humo
dependerá enormemente del tamaño del incendio, y podría ser necesario
en el diseño de un sistema de control de humo asumir un tamaño de
incendio probable. Usando los tres tratamientos dados antes, el
impacto del tamaño del incendio en el diseño del control de humo es
como sigue.
1.En la real área de
incendio. El diseño del sistema y el dimensionamiento del valor de
las áreas de venteo o de extracción requieren la suposición de un
máximo tamaño de incendio. Esto da origen a tres posibles
situaciones:
a.El tamaño, de un
posible incendio, debe restringirse por la instalación de un
sistema de rociadores.b.Los combustibles en
el área probable de incendio deben estar separados en secciones
discretas, cada una de un limitado tamaño y con un adecuado ancho
de separación entre cada sección de modo que la extensión del
fuego pueda considerarse a ser limitada.c.Si ninguna de las
anteriores condiciones son posibles y si debe aceptarse que el
incendio podría crecer hasta llenar todo el edificio, entonces
también debe aceptarse que el sistema de control de humo solo será
efectivo por un corto periodo durante las etapas tempranas del
fuego, y debe estimarse que este corto periodo será lo
suficientemente largo para el recorrido a través del piso
incendiado hasta el lugar de seguridad.
2.En una vía de escape
con separación estructural incompleta. Un paseo peatonal en un
centro comercial cubierto debe mantenerse utilizable por un largo
periodo de tiempo, y puesto que el sistema de control de humo puede
solo diseñarse para un dado tamaño de incendio, el diseño del área
de incendio debe incorporar características que limitarán el tamaño
del incendio. Esto significa que con tal complejidad todas las áreas
de tiendas deben tener rociadores.3.En vías de escape
protegidas. El sistema de control de humo se diseña para prevenir
completamente el ingreso del humo a la vía de escape protegida por
el aumento de la presión en aquellas vías. El criterio de diseño
adoptado se basa en el máximo tamaño de incendio posible y, por lo
tanto, en este caso no son hechas suposiciones para el tamaño del
incendio en los cálculos del diseño del control de humo.
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