Los objetivos del control del humo
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El peligro de los humos
Peligros para las personas
Desde los años 80, se sabe que el 80% de las muertes en incendios se deben a la inhalación de humos tóxicos. Podemos distinguir 3 peligros principales. Peligros relacionados con la opacidad, la toxicidad y la temperatura.
Peligros relacionados con la opacidad :
Una de las características especiales del humo es su opacidad. Sin embargo, cuando una persona se ve atrapada en un incendio y la visibilidad se reduce a menos de 4 metros, le resulta prácticamente imposible orientarse y encontrar las salidas de emergencia.
En estado de pánico, el ocupante pierde la orientación y actúa como si estuviera atrapado en un espacio reducido, perdiendo todo sentido de la orientación. Si no se saca rápidamente a la persona de esta atmósfera, la situación puede convertirse rápidamente en fatal.
Pérdida de visibilidad al inicio de un incendio
Peligros tóxicos :
Un incendio libera unos 140 compuestos peligrosos, algunos de ellos muy concentrados, que pueden ser mortales incluso tras una breve exposición. Las víctimas deben ser rescatadas en los 30 minutos siguientes al incendio. Los gases tóxicos se dividen en dos categorías: gases asfixiantes (como los cianuros y los óxidos de carbono), que deprimen el sistema nervioso central, y gases irritantes (como el cloro y sus derivados), que dañan la mucosa respiratoria. Entre los compuestos más peligrosos para el ser humano encontramos :
- Dióxido de carbono
- Monóxido de carbono
- Óxidos de nitrógeno
En caso de incendio, se produce una reducción significativa de la cantidad de oxígeno disponible en el aire, lo que puede provocar un síncope o incluso la muerte si la concentración de oxígeno desciende por debajo del 6%. El humo desprendido por el fuego también contiene compuestos tóxicos que pueden provocar una rápida intoxicación. Una persona que se encuentre en un ambiente con humo toserá, pero esto puede empeorar la situación al aumentar su exposición a sustancias tóxicas.
Además, la reducción de la cantidad de oxígeno en el aire puede provocar alteraciones de la coordinación motora y dificultad para moverse, lo que puede poner a la víctima en peligro de muerte si no es evacuada rápidamente. Por eso es vital tomar precauciones para prevenir incendios y saber cómo reaccionar en caso de emergencia.
Riesgos relacionados con la temperatura :
En un incendio, la temperatura puede aumentar rápidamente y alcanzar niveles letales para los alvéolos pulmonares por encima de los 120°C, provocando la muerte de la víctima en cuestión de minutos. Sin embargo, el humo producido tiene una densidad muy baja, lo que hace que suba hacia el techo y se acumule en capas con temperaturas decrecientes (fenómeno conocido como «estratificación»).
Dados los fenómenos de convección y estratificación, es aconsejable acercarse al suelo durante un incendio, donde las temperaturas son más bajas, las concentraciones de compuestos tóxicos son menores y los niveles de oxígeno son más altos. En resumen, es aconsejable situarse cerca del suelo para maximizar las posibilidades de supervivencia en caso de incendio.
Peligros para la propiedad
El humo desempeña un papel importante en la propagación de los incendios debido a sus características. Durante un incendio, los materiales combustibles están expuestos a altas temperaturas en ambientes calientes y sin oxígeno, como el humo o el interior de la llama. Como resultado, los materiales se descomponen, produciendo gases combustibles que alimentan las llamas, un fenómeno conocido como pirólisis.
Los humos también son corrosivos, ya que contienen compuestos como el ácido clorhídrico, que son peligrosos para las estructuras de los edificios y las propiedades de la zona afectada por el incendio.
Funciones y objetivos del control del humo
Extracción de humos para salvar vidas: las cuestiones cruciales en caso de incendio
En resumen, la mayor amenaza para una persona atrapada en un incendio es la intoxicación por humo. Por lo tanto, es crucial evacuar el humo del edificio afectado, lo que se consigue mediante la extracción de humos. Durante un incendio, el humo y el calor producidos quedan atrapados en el interior del edificio, lo que puede impedir que los ocupantes escapen con seguridad. El objetivo de la extracción de humo es eliminar parte del humo del incendio para crear una zona de aire libre por debajo de la capa de humo.
Vídeo de un incendio en un teatro
La extracción de humos tiene muchas ventajas: facilita la evacuación de los ocupantes al mantener la visibilidad y el aire fresco; limita la propagación del incendio al evacuar los gases y partículas calientes; permite el acceso de los bomberos al lugar del incendio; y contribuye a reducir el riesgo de derrumbe del edificio al limitar el aumento de temperatura.
Las limitaciones de la extracción de humo
Optimización de la extracción de humo: limitación de los volúmenes y control de la estratificación del humo
Para cumplir los objetivos expuestos anteriormente, es necesario respetar una serie de limitaciones para garantizar una extracción de humos eficaz. La primera restricción consiste en limitar los volúmenes que hay que limpiar de humo mediante la compartimentación, utilizando paredes y puertas cortafuegos para reducir la propagación del fuego.
Por ejemplo, las grandes superficies de venta que no puedan compartimentarse se reducirán creando pantallas de contención para canalizar el humo hacia los sistemas de evacuación.
Videodetección de la propagación del humo en espacios elevados
Además, será necesario respetar el fenómeno de estratificación evitando crear turbulencias que puedan enviar humos calientes hacia el suelo. La velocidad de soplado nunca debe superar los 5 m/s. Para una evacuación eficaz, las entradas de aire fresco deben situarse en la parte inferior y las salidas de aire de escape en la parte superior, evitando las zonas muertas en las que podría estancarse una obstrucción de humo.
Por último, también será importante cumplir la normativa térmica para garantizar un confort térmico óptimo sin tener que recurrir a aperturas permanentes al exterior.
Las limitaciones de la extracción de humo
Existen dos principios fundamentales para el control del humo:
- escaneando
- la jerarquía de las presiones.
El barrido consiste en hacer circular aire fresco en la parte inferior del volumen que se va a limpiar de humo y extraer el humo en la parte superior. Esto puede hacerse de forma natural o mecánica dependiendo del tipo de drenaje.
La jerarquía de presiones consiste en establecer una presión menor en el volumen afectado que en las estancias adyacentes para crear un equilibrio que impida la propagación del humo. Este método se utiliza a menudo en edificios altos y requiere extracción mecánica de humos.
Los diferentes tipos de extracción de humo
Extracción natural de humo
Este es el tipo más común, que utiliza salidas de humo o aberturas controladas a distancia en la fachada para evacuar el humo, y puertas o aberturas para introducir el aire. Los mandos deben actuar simultáneamente sobre el aire de escape y el de impulsión.
Extracción de humos mecánica/natural
Esta configuración es menos común y requiere el uso de un ventilador de suministro de aire cuando el volumen que se va a limpiar de humo está semienterrado o es de difícil acceso. Los conductos de suministro de aire deben tener una velocidad de aire inferior a 5 m/s, y la salida de humos debe realizarse desde salidas montadas en el techo.
Control natural/mecánico del humo
En este caso, la extracción se lleva a cabo mediante uno o varios ventiladores, mientras que el suministro de aire se realiza mediante puertas o aberturas controladas a distancia, como en el caso de la extracción natural de humos. Las dimensiones del suministro de aire se calculan teniendo en cuenta el caudal total de aire de escape.
Control mecánico del humo
Este tipo de extracción de humos requiere ventiladores tanto de impulsión como de extracción. La velocidad del aire en los orificios de ventilación no debe superar los 5 m/s para evitar la desestratificación de los humos. El caudal de aire de impulsión debe ser inferior al de extracción para respetar la jerarquía de presiones, generalmente 0,6 veces el caudal de aire de extracción.
El concepto de ingeniería de control de humos
El decreto de 22 de marzo de 2004 introdujo la ingeniería de evacuación de humos, que se utiliza cuando no es posible la aplicación estricta de la normativa, como en los edificios protegidos en los que es imposible realizar determinadas modificaciones.
Este enfoque pretende simular la evolución del humo durante un incendio y su control mediante sistemas de extracción de humo naturales y/o mecánicos.
Ejemplo de ingeniería de extracción de humos
Los estudios de ingeniería deben ser realizados por organismos reconocidos como competentes por el Ministerio del Interior. Estos estudios deben incluir una presentación completa de los supuestos realizados, simulaciones que muestren un control satisfactorio del humo y una presentación de los resultados y conclusiones relativos a la eficacia de los sistemas de extracción de humo recomendados.
En 2017, el laboratorio central de la prefectura de París publicó la Guide de bonnes pratiques pour les études d’ingénierie du désenfumage. Esta guía aclara las funciones y responsabilidades de los implicados, armoniza las definiciones, formaliza el proceso de ingeniería de control de humos, define los escenarios de incendio impuestos, armoniza los criterios de aceptabilidad predefinidos y establece los distintos métodos de ensayo de control de humos in situ.
Ejemplos de aplicaciones de simulación CFD
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