Estudio CFD de control de la calidad del aire – Obras de construcción de la estación subterránea RER de Issy
Estudio CFD de control de la calidad del aire - Obras de construcción de la estación subterránea RER de Issy
Año
2024
Cliente
Ubicación
París
Tipología
Aire y viento
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La misión de EOLIOS ingénierie: experiencia en CFD y simulación aeráulica
Los ingenieros de EOLIOS, expertos en aeráulica para entornos subterráneos
Los ingenieros de EOLIOS son expertos en el análisis y el control de los fenómenos aeráulicos en entornos confinados y subterráneos, sobre todo en el contexto de obras complejas.
Esta experiencia se utiliza para mejorar la calidad del aire y la seguridad de los trabajadores, basándose en una metodología rigurosa que combina auditorías de obra y simulaciones digitales de alta fidelidad. El análisis permite anticipar fenómenos locales de estancamiento o propagación de contaminantes susceptibles de afectar a las condiciones de trabajo, teniendo en cuenta al mismo tiempo las limitaciones técnicas y operativas de la obra.
EOLIOS es líder en simulación CFD aeráulica y térmica. Nuestros estudios se basan en los resultados de campañas de medición en condiciones reales y en un centenar de emplazamientos simulados de todo el mundo.
Estudio del flujo de aire y de la calidad del aire en las obras de la estación RER de Issy
Anticipar y gestionar los riesgos de ventilación en un entorno subterráneo durante la fase de construcción
La fase de construcción de una infraestructura ferroviaria subterránea representa un reto importante en términos de calidad del aire. En ausencia de sistemas de ventilación permanentes, los espacios cerrados están sometidos a fenómenos aerólicos complejos que dependen en gran medida de la configuración de la obra, las aberturas temporales y las condiciones meteorológicas.
En este contexto, EOLIOS Ingénierie trabajó en las obras de la estación RER de Issy para analizar los movimientos de aire, identificar las zonas de riesgo y proponer soluciones adecuadas para garantizar un entorno de trabajo más sano y seguro.
Ventilación natural restringida y limitada
Los trabajos en la obra (corte, soldadura, etc.) generan polvo fino y contaminantes que pueden acumularse en zonas mal ventiladas. Si no se controlan los flujos de aire, estos contaminantes pueden extenderse a otros niveles de la estación y reducir la calidad del aire para los trabajadores.
El equipo de EOLIOS llevó a cabo una auditoría aeráulica in situ, incluidas pruebas de humos, para visualizar las entradas y salidas de aire, así como las principales tendencias de flujo entre los distintos niveles de la estación.
Identificar las fuentes de contaminación y las zonas críticas con una auditoría
Los trabajos en la obra (corte, soldadura, etc.) generan polvo fino y contaminantes que pueden acumularse en zonas mal ventiladas. Si no se controlan los flujos de aire, estos contaminantes pueden extenderse a otros niveles de la estación y reducir la calidad del aire para los trabajadores.
El equipo de EOLIOS llevó a cabo una auditoría aeráulica in situ, incluidas pruebas de humos, para visualizar las entradas y salidas de aire, así como las principales tendencias de flujo entre los distintos niveles de la estación.
Modelización y estudio CFD de la estación RER de Issy
Modelización CFD adaptada a la fase de construcción
Los trabajos en la obra (corte, soldadura, etc.) generan polvo fino y contaminantes que pueden acumularse en zonas mal ventiladas. Si no se controlan los flujos de aire, estos contaminantes pueden extenderse a otros niveles de la estación y reducir la calidad del aire para los trabajadores.
El equipo de EOLIOS llevó a cabo una auditoría aeráulica in situ, incluidas pruebas de humos, para visualizar las entradas y salidas de aire, así como las principales tendencias de flujo entre los distintos niveles de la estación.
Este enfoque permite tener en cuenta las severas limitaciones geométricas y la naturaleza evolutiva de la estructura, manteniendo al mismo tiempo una visión global coherente de los flujos de aire.
Estudio de diferentes formas de optimizar la ventilación del emplazamiento
Para evaluar la influencia de las opciones técnicas y las disposiciones temporales, se simularon varias configuraciones de funcionamiento: la configuración existente, la configuración con tabiques y, después, una configuración optimizada con conductos de suministro.
Estas configuraciones representan distintos modos de ventilación del emplazamiento, desde una situación dominada por la ventilación natural hasta escenarios que incorporan conductos de suministro.
Comparando estos escenarios, es posible identificar las configuraciones más favorables a la renovación del aire y las que generan desequilibrios de aire, con flujos demasiado bajos, mal distribuidos o insuficientemente dirigidos hacia las zonas ocupadas por los trabajadores.
Análisis de los campos de velocidad y mezcla de aire en la estación en función de las optimizaciones
Análisis comparativo de escenarios: un método estructurado para optimizar soluciones
Se utilizaron simulaciones CFD para analizar la distribución de las velocidades del aire en los volúmenes. Algunas zonas tienen velocidades bajas y poca estructura, lo que refleja una mezcla limitada y una capacidad reducida para evacuar los contaminantes generados por las actividades del emplazamiento.
Por el contrario, otras configuraciones favorecen una circulación más continua y mejor distribuida, con flujos más homogéneos entre niveles, limitando la formación de zonas estancadas y mejorando la distribución del aire fresco en las zonas sensibles.
El estudio aeráulico se realizó en tres etapas, partiendo del estado inicial del emplazamiento y evaluando sucesivamente el impacto de dos configuraciones alternativas.
Elestado inicial, sólo con ventilación natural, es el escenario de referencia. Los análisis revelan que el movimiento del aire es generalmente débil y desestructurado: mientras que los niveles cercanos a la superficie se benefician de una renovación relativa, la situación se deteriora considerablemente en profundidad. Los niveles inferiores tienen velocidades muy bajas y una elevada edad del aire, lo que genera marcadas zonas de estancamiento, sobre todo bajo las plataformas. Esta configuración hace imposible garantizar una calidad del aire satisfactoria durante la fase de construcción.
Una primera optimización, consistente en introducir tabiques provisionales en los niveles de plataforma y circulación vertical, resultó contraproducente. Lejos de mejorar la situación, esta compartimentación limita los intercambios entre volúmenes e impide la circulación vertical del aire, acentuando el confinamiento de los niveles inferiores. Las simulaciones muestran un aumento de la edad media del aire en varias zonas, incluidos volúmenes que antes estaban mejor ventilados, con zonas de estancamiento más extensas y pronunciadas que en la configuración inicial.
La segunda configuración, con aire fresco suministrado por ventilación forzada, da resultados mucho más favorables. La mezcla mejora en las zonas objetivo, el estancamiento se reduce yla renovación del aire se hace más eficaz en profundidad. Cuando los suministros se colocan lo más cerca posible de las zonas críticas, la mejora llega a ser significativa y se extiende a volúmenes mayores. Esta configuración se ha seleccionado como la más adecuada para garantizar unas condiciones de trabajo seguras durante la fase de construcción.
La edad media del aire como indicador clave de la calidad de la ventilación
Además de las velocidades, el estudio se basa en un análisis de laedad media del aire, un indicador especialmente relevante durante la fase de construcción. Este indicador permite evaluar la frescura del aire en cada zona.
Los resultados ponen de manifiesto contrastes significativos entre las zonas de baja edad del aire, que se benefician de una renovación satisfactoria, y las zonas de alta edad del aire, que revelan una ventilación insuficiente y un mayor riesgo de acumulación de contaminantes. Estas zonas se encuentran principalmente bajo las plataformas y en ciertas partes de los niveles inferiores.
Una comprensión clara de las prioridades de acción del proyecto
Recomendaciones adaptadas a cada proyecto
El estudio aeráulico de las obras de la estación RER de Issy permitió identificar con precisión los mecanismos de circulación del aire y puso de manifiesto los límites de la ventilación natural durante la fase de obras.
Los resultados del estudio ilustran :
- La ventilación natural por sí sola es insuficiente durante la fase de construcción,
- Ciertas configuraciones agravan los fenómenos de confinamiento,
- El suministro de aire dirigido puede mejorar la situación localmente,
- Una estrategia adaptada a las zonas críticas es esencial para garantizar una calidad del aire satisfactoria.
El CFD se utilizó para priorizar los problemas, identificar las palancas de mejora más eficaces y formular recomendaciones adaptadas a las limitaciones operativas del centro.
Más información sobre este tema:
Vídeo resumen del estudio
Resumen del estudio
EOLIOS Ingénierie realizó un estudio aerólico completo para evaluar la calidad del aire y garantizar unas condiciones de trabajo seguras durante la fase de construcción de la estación de RER de Issy. Dada la ausencia de sistemas de ventilación definitivos y la profundidad de los niveles subterráneos, los ingenieros combinaron una auditoría de la obra con pruebas de humos y simulaciones digitales CFD de alta fidelidad. Se analizaron y compararon tres configuraciones: ventilación natural sola, compartimentación temporal de los andenes ysuministro de aire fresco mediante ventilación forzada. Los resultados mostraron que la ventilación natural es inadecuada durante la fase de construcción, y que la compartimentación empeora los fenómenos de confinamiento en los niveles inferiores. La única forma de reducir las zonas de estancamiento y mejorar significativamente la renovación del aire es instalarsuministros de aire dirigidos. Este estudio nos ha permitido clasificar los riesgos y formular recomendaciones operativas concretas, adaptadas a las limitaciones cambiantes de la obra.
Vídeo resumen de la misión
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