Sistemas de protección contra incendios: Prestacional vs Prescriptivo

ABSTRACT

Este estudio tiene como objetivo identificar la solución más efectiva de sistemas de protección contra incendios en un parking de 2396 m², comparando metodologías prescriptivas y prestacionales. A través de simulaciones CFD (FDS), se encuentra que la ventilación mecánica prescriptiva permite la propagación del humo, dificultando la evacuación y la extinción de incendios. En cambio, las soluciones prestacionales, especialmente las que utilizan ventilación natural, proporcionan un mejor control del humo, mejoran la visibilidad y facilitan una evacuación más segura. Los resultados sugieren que los métodos prestacionales son más efectivos y rentables para la protección contra incendios en entornos complejos como los garajes subterráneos.

INTRODUCCIÓN

Los estacionamientos y garajes se encuentran entre los lugares más críticos en términos de riesgo de incendio debido a la concurrencia de varios factores: generalmente son instalaciones subterráneas, lo que presenta dificultades en la ventilación, extracción de humos y tareas de evacuación; presentan problemas para abordar la extinción de incendios, ya que la única posibilidad de atacar el fuego es desde las zonas de entrada o salida. Además, el uso de rociadores conlleva el riesgo de bajar la capa de humo al reducir su temperatura; por último, existe la presencia de líquidos inflamables (clasificados como una atmósfera potencialmente explosiva de Clase I por la REBT ITC-BT 29), proximidad entre vehículos, etc.

Actualmente, existen dos metodologías para diseñar sistemas de protección contra incendios:

1. Solución prescriptiva tradicional (Aplicación de normativas). Suele ser una solución costosa e ineficaz, pero aprobada por las autoridades. Sin embargo, 2/3 de las víctimas de incendios mueren por inhalación de humo con este tipo de instalación. Esta solución propone dos sistemas de ventilación para la protección contra incendios: por un lado, la ventilación mecánica por conductos, que es una instalación costosa (conductos de ventilación hasta el techo) y tiene baja eficiencia en la extracción de humos (soplar siempre es más efectivo que extraer). Por otro lado, la ventilación natural.
2. Métodos prestacionales (adaptando la solución de protección contra incendios al caso particular). Para aplicar esta metodología, el FDS es esencial para determinar la viabilidad de estos sistemas. Los sistemas de ventilación propuestos por los métodos prestacionales son ventilación con jet fan y ventilación natural con patios interiores y exutorios. El primer caso tiene un menor costo de instalación y mayor eficiencia en el desplazamiento de humos, es posible optimizar su funcionamiento a través del análisis FDS y permite crear corredores libres de humo para el acceso de los bomberos (necesario en instalaciones críticas). El segundo caso también tiene un bajo costo de implementación, pero implica una pérdida de área útil de estacionamiento (debe haber espacio en el techo del aparcamiento para su uso), generalmente funciona bien con ventilación natural y su costo de operación y mantenimiento es nulo.

CASE STUDY

La instalación en estudio es un parking con un área de 2396 m², una capacidad máxima de 60 personas y un tiempo de evacuación estimado de 120 segundos.

Las diferentes soluciones que se evaluarán son las siguientes:

• Solución prescriptiva con ventilación mecánica: Caudal de extracción por plaza de 150 l/plaza. Al menos una apertura de extracción y otra de admisión por cada 100 m2. Separación entre aperturas de extracción inferior a 10 m (distancia a techo inferior a 0,5 m). Número de redes de conductos > 2 al haber más de 15 plazas. No aplica instalar cortinas de humos complementarias a esta solución por altura insuficiente. (DB HS-3)
• Solución prestacional con ventilación natural: Aperturas mixtas en al menos 2 zonas opuestas del parking. Distancia de cualquier zona del parking a una abertura inferior a 25 m. Al ser la distancia entre aberturas mayor de 30 m, se ubica otra equidistante con tolerancia del 5 %. Se complementa con instalación de cortinas para crear cantones de humo de menos de 2000 m2 . (DB HS-3)
• Solución prestacional mediante jet fans: Caudal de extracción de 10 renovaciones por hora. Layout propuesto con el fin de dejar una zona de la entrada libre al paso de bomberos para permitir una extinción segura del incendio.

En todos los casos se presupone que la distancia de cualquier punto del parking a las salidas de emergencias es inferior a 35 m (CTE DB SI).

OBJETIVO

El objetivo principal de este estudio es determinar cuál de estas soluciones y sistemas de protección contra incendios es la más efectiva para esta instalación particular en cuanto a seguridad y costos. En consecuencia, también será posible concluir cuál de los dos enfoques, prescriptivo o prestacional, proporciona la mejor solución.

RESULTADOS

Después de realizar estas simulaciones, con Pyrosim y FDS, bajo las condiciones descritas, se obtienen los siguientes resultados para cada solución propuesta:

• Solución prescriptiva con ventilación mecánica: El humo se propaga por casi todo el volumen del estacionamiento. No se percibe un efecto significativo de los conductos en la extracción de humos. A los 120 segundos, no hay visibilidad en las áreas cercanas al incendio, pero no se detectan problemas para la evacuación (distancia < 35 m), es el desarrollo cuadrático del incendio lo que proporciona suficiente margen para la evacuación de los ocupantes, no el sistema de extracción. No hay visibilidad a 1.5 m de altura en casi todo el estacionamiento a los 600 segundos con un aumento del grosor de la capa de humo en el origen del incendio, lo que implica la imposibilidad de que los bomberos realicen tareas de extinción en el interior, su tiempo de respuesta debe ser de 8-9 minutos.