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La Evacuación Detección y Alarma Como Parte de la Estrategia de Protección
José L. ToreroBRE Centre for Fire Safety EngineeringThe University of EdinburghUnited Kingdom
Time Lines
t
%100%
Falla Estructu
ral
Fin de Evacuació
nCondiciones
Insostenibles
Ocupantes
Compartimentación
Respuesta
Estructura
t
% Falla Estructural
(ts)100%
Fin de Evacuación
(te)
Condiciones Insostenibles
(tf)Solution
Los Objetivos
te<<<<tf
te<<<<tS
ts→
Tiempos Característicos
o Como se calculan?o Cuales son los conocimientos
necesarios para estos cálculos?
El Incendio
o Comportamiento del fuegoo Caracterizacióno Aplicación al diseño
Evolución de un Incendio
El Incendio Desarrolladoo Inicialmente un incendio
puede describirse con un modelo de dos zonas
o Cuando todo el compartimiento queda envuelto la generación de calor queda descrita por una sola zona
o La transición se llama “Flashover”
o En este caso la capacidad del incendio para succionar aire controla la generación de calor
Compartimiento
Pi
Presión Hidrostática
TS
Ta
VSVS
H TU
fm
emem
Sm
o,am
o,Sm
PoP
Incendio de Pre-Flashover
o Durante este periodo debe producirse la evacuación
o El crecimiento del incendio queda controlado por la cantidad de combustible que se esta quemando El parámetro principal es la generación
de caloro La generación de calor define las
temperaturas y la producción de humo
Incendio de Post-Flashover
o Durante este periodo se producen las fallas estructurales
o Este periodo es importante para edificaciones complejas y para dar seguridad a bomberos
Evacuación
te = tde + tpre+ tmov
o Los tres tiempos deben ser evaluados
Movimientoo La evacuación se formula a base de
velocidades de desplazamiento
V [m/seg]
D [personas/m2]
1 [m/seg]
Tiempo de Movimiento (tmov)
o El calculo esta vinculado a la estrategia de manejo de masas
Tiempo de Pre-Movimiento (tpre)
o Puramente estadisticoo Barras de error importanteso Tiene el potencial de ser el tiempo mas
largo
Tiempo de Detección (tde)
o Debe ser calculado en función a: La tecnología usada El crecimiento del incendio Geometría del compartimiento
Deteccióno Mecanismo obvio de alertao Tipos de detector:
Detectores de humo Detectores de CO Detectores de temperatura Señales múltiples (inteligencia artificial) etc.
Generalidadeso Estándares comúnmente utilizados
Underwriters Laboratories Inc., “Standard for Safety 268: Single and Multiple Station Smoke Alarms,” 5th Ed., Underwriters Laboratories Inc., Northbrook, IL, 1997.
Underwriters Laboratories Inc., “UL Standard for Safety for Single and Multiple Station Smoke Alarms, UL 217,” 5th Ed., Underwriters Laboratories Inc., Northbrook, IL, 1997.
o Emplazamiento de los detectores de humo esta establecido por normas vigentes
o Sistemas de alarma directos son requeridos dependiendo del uso del inmueble o de la carga combustible
El Humo
o Características del humo son función de múltiples variables:
Tamaño del incendio Combustible Ventilación Tipo de reacción (homogénea, heterogénea) Tasa de aglomeración (flujo, ondas
acústicas)
Ejemplos
n-Heptano-45 cmEspuma de Polyuretano
Papel Periodico en combustion heterogenea
Tamaño de las Partículas
From Mulholland, SFPE Handbook, 1995
Tipos de Detectores
Ionizacion Photoelectricos
Visión vs. Detección vs. Métrica
o Obscuración es el la métrica principal para evaluar los detectores
V+ -
IonizationDetectors
IO IT
IS
IA
PhotoelectricDetectors
LightObscuration
MeasurementsIT=f(, dp, N)
V=f(dp, N (strong))
IS=f(, dp (strong), N)
UL-217- “Smoke Box”
Obscuración
100*I
II%nobscuracio
O
O
I0 – Intensidad inicil de la luz
Densidad Óptica
)exp( CLII O
CLI
ID
Oee
log
De – Densidad Optica
– Coefficiente de Extinccion
C – Concentracion
L - distancia
Combustible
Optical Density at Full Ionization Detector Output
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0 0.5 1 1.5
Flow Rate (m3/s)
Opt
ical
Den
sity
(m
-1)
Toluene
Newspaper (smoldering)
Heptane/Toluene Mixture
PU Foam
Newspaper (flaming)
Optical Density at Full Photoelectric Detector Output
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
0 0.5 1 1.5
Flow Rate (m3/s)
Opt
ical
Den
sity
(m
-1)
Toluene
Newspaper (smoldering)
Heptane/Toluene Mixture
Desempeño Comparativo
Fraction of Full Detector Response for D = .01 m-1
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
SmolderingNewspaper
Toluene Heptane/TolueneMixture
Heptane
Fuel
Fra
ctio
n o
f Fu
ll D
ete
cto
r R
esp
on
se
Photoelectric average Ionization average
Emplazamiento
o Por lo general las reglas siguen simplemente el sentido común
Lmin
Tiempo de Movimiento
o Resultados empíricos existen para: Puertas: Personas/m.seg – Válvulas Escaleras: Personas/m.seg – Tuberías Rampas: Personas/m.seg – Tuberías Etc.
Sistemas Simpleso Tiempo de evacuación
corresponde al desplazamiento + Atravesar la puerta
o Conocida la velocidad de desplazamiento y el tiempo para condiciones insostenibles: Distancias máximas de recorrido
Distancia Máxima de Recorrido
o Tiempo de Evacuación (te)
te= td + tp
o td=dMax/Ve
o tp= W.Ve,p
Casos mas complejos
o Distancias máximas de recorrido no pueden ser respetadas Se generan zonas seguras Ejemplo: Escaleras Implica diseño adecuado de zonas
seguras
o Evacuación se ejecuta hacia áreas seguras
Sistemas Complejos
o Por lo general son sistemas de múltiples entradas y múltiples salidas
o Implican cálculos mas complejos
o Los principios son los mismos
Nivel de la Calle16.4%
Area de Espera37.9%
Café y Restaurante8.1%
Plataforma del Tren37.6%
Problema Completo
o Para analizar completamente este problema hay que entender todas sus partes
o Hay que saber calcular tf, te y ts
o Hay que saber evaluar la incertidumbre
Como se transforma en Normas?
o Un mecanismo para proporcionar la información sin necesidad de analizar completamente el problema
o Su validez se basa en la experienciao Su limitación es la imposibilidad de
analizar una situación enteramente nuevao No podemos olvidar que la norma
simplifica al calculo.
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