incendios de interior sobrealimentados. forced ventilated enclosure fires
DESCRIPTION
Breve presentación sobre un aspecto poco estudiado de los incendios de interior los Incendios Sobrealimentados. Fundamentada en el estudio de casos reales, ensayos a escala y simulaciones informáticas. Se propone una nueva visión del comportamiento extremo del fuego en los incendios en recintos cerrados. A new vision of the extreme fire behavior in the enclosure fires.TRANSCRIPT
Eduardo Loma-Ossorio Blanch Miguel García García
Prevención de Incendios (52)
Leandro Picabea
Según la bibliografía especializada el comportamiento extremo se compone de tres fenómenos:
• Flashover• Backdraft• Fire gas ignition
Se han estudiado y clasificado en
numerosas ocasiones
Sin embargo los bomberos sabemos que en los incendios de interior ocurren otros fenómenos…
Under Ventilated Fire
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780
HR
R (
KW
)
Tasa de emisión de calor - Tipologías de ventilación
Under Ventilated
La potencia del incendio dependerá del tamaño y de la forma de la abertura por su capacidad de
evacuar humo y de incorporar aire.
Incendio de interior controlado por comburente
Under Ventilated Fire Well Ventilated Fire
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780
HR
R (
KW
)
Tasa de emisión de calor - Tipologías de ventilación
Under Ventilated
Well Ventilated
Con oxígeno suficiente
Enclosure Fire Dynamics When the objective is to
ensure structural stability and safety of fire fighters, the
post-flashover fire is of greatest concern.
Under Ventilated Fire Well Ventilated Fire Forced Ventilation Fire
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780
HR
R (
KW
)
Tasa de emisión de calor - Tipologías de ventilación
Under Ventilated
Well Ventilated
Over Ventilated
Incendio de interior
sobrealimentado
Tasa
de
emis
ión
de
calo
r (
kW )
Tiempo
Flas
ho
ver
Bac
kdra
ft
Incendio sobrealimentado
Apertura
Apertura
Potencia limitada por la ventilación
Potencia aumentada por sobrealimentación
La energía total producida será mayor por ser una combustión completa
Incendio totalmente desarrollado
Definición: Cuando en un incendio post-flashover se produce la entrada forzada de aire al local se
desencadena un incendio sobrealimentado con un incremento radical de la potencia y de las temperaturas.
Incendios de interior Sobrealimentados
Comportamiento Extremo del fuego en los incendios de interior
Hemos identificado cuatro mecanismos por los que se puede incorporar aire a
un incendio de forma forzada.
Tipo 1 Incendios de interior dominados por el viento
Wind Driven Fires
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
HR
R (
kW
)
Tasa de generación de calor
Con FlashOver
Wind driven fire
Son los que más potencia desarrollan Conllevan un elevado riesgo para los
equipos de extinción.
Tipo 2 Incendios de interior forzados por convección
Flujo forzado por convección en hueco de escalera
Suelen producirse por huecos de escalera o por deslunados.
Incendios rápidos y violentos que
generan grandes daños materiales
Succión de aire de forma natural a través de huecos exteriores
Tipo 3 Incendios de interior sobrealimentados por fuga de oxígeno puro
Se suelen producir en industrias y en centros hospitalarios por rotura de recipientes o
conducciones una vez desarrollados los incendios.
Dos bomberos heridos por
quemaduras de vapor de agua
Incendio de la clínica La Milagrosa de Madrid – Marzo de 2013
El rey estaba ingresado
Botella de oxígeno
Tipo 4 Incendios de interior sobrealimentados por Ventilación con Presión Positiva VPP
La generamos los bomberos al realizar las maniobras de ventilación de forma inadecuada.
Consecuencia de los incendios de interior sobrealimentados
Se puede superar la capacidad de extinción de los bomberos
The men of the Fire Brigade were taught
to prevent, as much as possible, the
access of air to the burning materials.
What the open door of the ash pit is to the
furnace of a steam-boiler the open street
door is to the house on fire. In both cases
the door gives vital air to the flames.
Desde la prehistoria muchos procesos utilizan el principio de la sobrealimentación del fuego
á
ñ
ó
17 de Febrero 2011 AUTOVÍA DEL SALER 4 Piso 19
13 DE Agosto 2011 C/ MARINO ALBESA
Convectionforced draft
fires
14 de Febrero 2012 Av. Dr. Waksman 33
26 Febrero 2012 C/ TRAMOYERES 76
¿ Por que no se han estudiado este tipo de
incendios de interior más profundamente ?
Proponemos una nueva clasificación donde se tenga en cuenta la calidad y el tipo de ventilación.
Tiempo
Incendios de interior sobrealimentadosTa
sa d
e em
isió
n d
e ca
lor
( kW
)
Incendio sobrealimentado DESARROLLO RÁPIDO
Incendio sobrealimentado DESARROLLO LENTO
Flas
ho
ver
Inicio antes del Flashover
Inicio después del Flashover
Dos velocidades de desarrollo
Avd. Saler Incendio N.Y.
Avd. Waksman
Es necesario identificar los incendios sobrealimentados durante el servicio
El fenómeno se ha estudiado mediante maquetas a escala y mediante simulación informática
Incedios de interiorAlimentación natural
Completamente desarrollado
Post flashoverexteriorizado
Incendios de interior El círculo de la alimentación
Máxima energía posible debido a
la combustión completa
Energía total desprendida en un incendio de interior
Incendio sobrealimentado
UnderVentilated
Ventilación
Natural
Loma _ García
Cerrando el círculo de la alimentación en los incendios de interior.
Incedios de interiorAlimentación natural
Inc. confinadosUnder ventilated Explosión de
gases de incendio
Backdraft
Completamente desarrollado
Post flashoverexteriorizado
Incendios de interior El círculo de la alimentación
Máxima energía posible debido a
la combustión completa
Energía total desprendida en un incendio de interior
Incendio sobrealimentado
UnderVentilated
Ventilación
Natural
Loma _ García
Cerrando el círculo de la alimentación en los incendios de interior.
Ignición de gases de incendio
Incedios de interiorAlimentación natural
Inc. confinadosUnder ventilated Explosión de
gases de incendio
Backdraft
Completamente desarrollado
Sobrealimentado por VPP
Sobrealimentado por convección
Wind Driven Fire
Post flashoverexteriorizado
SobrealimentadosOver ventilated
Incendios de interior El círculo de la alimentación
Máxima energía posible debido a
la combustión completa
Energía total desprendida en un incendio de interior
Incendio sobrealimentado
UnderVentilated
Ventilación
Natural
Loma _ García
Cerrando el círculo de la alimentación en los incendios de interior.
La potencia desarrollada se incrementa de forma
proporcional a la alimentación de aire
Ignición de gases de incendio
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
HR
R (
kW
)
Tasa de generación de calor
Con FlashOver
Wind driven fire
Salto de potencia
Tasa de combustión
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
Bu
rn R
ate
(k
g/s
)
Burn rate - Consumo de combustible (kg/s)
Flash Over
Wind driven
CARACTERÍSTICAS de los ISAs.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1.000 1.100 1.200
Tem
pe
ratu
ra (
ºC)
Tiempo (s)
Temperaturas en incendio sobrealimentado
Canal 1 °C
Canal 2 °C
Canal 3 °C
Canal 4 °C
Canal 5 °C
Canal 6 °C
Canal 7 °C
Apertura de la compuerta
850º C
450º C
Aumento de temperaturas
El efecto es debido a que la eficiencia de la combustión aumenta de un 60% a un 90%
Se produce un salto instantáneo de temperaturas Las temperaturas pueden superar los 1200ºC
Maqueta a escala con placas de fibrosilicato
Temperaturas que se alcanzan en el techo de un piso tras el mismo tiempo de incendio
Incendio sobrealimentado
Incendio totalmente desarrollado (Post-flashover)
0
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960
Tem
pe
ratu
ra (
ºC)
Tiempo (s)
Temperaturas en interior del hormigón
Inc. Sobrealimentado - Temp. Gas
Inc. Sobrealimentado - Temp. 5mm Hormigón
Inc. Tot. Desarrollado - Temp. Gas
Inc. Tot. Desarrollado - Temp. 5mm Hormigón
790⁰C
150⁰C
Los daños estructurales superan a los de cualquier otro incendio de interior
Comparación de las temperaturas en un elemento de hormigón durante un incendio post-flashover desarrollado y durante un incendio sobrealimentado
Incendio totalmente desarrollado
Incendio sobrealimentado
Hay espacio para entrar hasta el fuego
Los gases laminan por debajo del techo
Las llamas llenan todo el espacio en su recorrido
Distribución de temperaturas
No es posible utilizar las técnicas de extinción basadas en el control de las temperaturas del colchón de gases calientes ya que no existe. Se forma el efecto soplete “Torch effect” que evita que podamos entrar hasta donde se generan las llamas para realizar la extinción.
Aumento de la velocidad de los gases por el efecto de la
ecuación de continuidad
El efecto venturi ayuda a dejar el resto de
habitaciones sin oxígeno
En este caso el aire entra a 6 m/s pero los gases circulan por el interior a más de 15 m/s
Llama por difusión
Llama por premezcla
Los incendio sobrealimentados
igual que las llamas por premezcla pueden
arder en zonas interiores sin oxígeno
Incendio sobrealimentado
Gran parte del calor sale al exterior Las llamas circulan por el interior
Incendio dominado por comburente
Vídeo 1 Incendio dominado por el viento
https://www.youtube.com/watch?v=N7sqDLKgIHk
Vídeo 2 Incendio dominado por el viento – Efecto soplete
https://www.youtube.com/watch?v=nlKjNbebllM
Vídeo 3 Incendio de interior sobrealimentado por VPP – Ensayo del NIST
https://www.youtube.com/watch?v=4AOBg4E7Gk8
Extinción de un incendio dominado por el viento
- Ventilación forzada - Cortinas de control - Proyección de agua - Realización de butrones - Táctica defensiva
Curso de formación teórico-práctico impartido a todo el personal de Bomberos de Valencia
Utilización de ventiladores de presión positiva o turboventiladores
PatioPatio
Escalera de
evacuación
Escalera de ataque
Se encontrará condicionado a la fuerza del viento y por la
configuración del local incendiado.
Con vientos superiores a 5m/s
no será operativo.
Es el menos efectivo de los métodos de ataque.
La realización inadecuada de un butrón puede poner en
peligro la vida de los bomberos
Extinción a través de butrones o huecos practicados en tabiques
Butrón realizado en zona de depresión
Las llamas invaden la zona acceso
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
0 30 60 90 120 150 180 210 240
HR
R (
kW
)
Tiempo (s)
Control con cortina de humos
Cortinas de control Se consigue una reducción drástica de la energía
El incendio se desplaza a la zona del piso donde el aire puede entrar de forma natural
Quedan bolsas de gas que pueden deflagrar al volverse a poner en contacto con el aire (Caída de las cortinas, apertura de huecos, rotura de cristales etc.)
Entrar en el piso se considerará una maniobra de alto riesgo.
Lanzas de proyección a distancia – desde piso inferior
Se proyectará agua pulverizada a través del hueco de entrada de aire
En España no se llevan este tipo de lanzas por lo que la maniobra habrá que realizarla proyectando el agua desde otras ubicaciones:
- Ventanas contiguas
- Balcón (si existe)
- Vehículo de altura
- Pisos superior o inferior
- Desde la calle
Reducción de la tasa de generación de calor con extinción exterior
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165
Tiempo (s)
HR
R (
kW
)
Táctica defensiva
- Esperar a la reducción de la intensidad del fuego por consumo de los combustibles
- Evitar riesgos a los efectivos - Vigilar y proteger otras zonas que puedan
incendiarse
Se observa como tras arder todo el piso las temperaturas descienden
Incendio dominado por el viento
Incendio de interior con flashover
Tiempo de intervención
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.000
0 3 6 9 12 15 18 21 24
HR
R (
KW)
Tiempo (min)
Tara de generación de calor - Incendio dominado por el tiempo
Incendio del Hotel Corona de Aragón en Zaragoza 12 de Julio de 1979
79 Muertos 113 heridos 9 bomberos heridos
Sentencia del Tribunal Supremo en Febrero 2009 - El incendio fue un atentado • Este incendio no pudo provocarse por una sola y aislada persona, ni de forma casual. • Necesariamente han tenido que intervenir un mínimo de tres personas • Utilización de napalm unido al magnesio para la producción o la intensificación del incendio • Grupo de personas necesariamente hubo de contar con conocimientos altamente
especializados” y también con “el adiestramiento necesario para moverse entre las llamas, conocer dónde efectivamente habían de producirse las igniciones y cómo entrar y salir del hotel sin lesión para ellos”.
Todo apunta a que fue un incendio Sobrealimentado
En Bermeo el viento pudo provocar un incendio sobrealimentado
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
HR
R (
kW)
Tiempo (min)
Desarrollo del incendio con viento
Se observa el efecto ondulatorio que favoreció la formación de “Bolas de fuego”
Gracias por su atención
Agradecimientos:
Eduardo Loma-Ossorio Blanch [email protected] Miguel García García [email protected]