Incendios de interior sobrealimentados. Forced ventilated enclosure fires

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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.

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Incendios de interior sobrealimentados. Forced ventilated enclosure fires

  1. 1. Eduardo Loma-Ossorio Blanch Miguel García García
  2. 2. Según la bibliografía especializada el comportamiento extremo se compone de tres fenómenos: Prevención de Incendios (52)
  3. 3. Se han estudiado y clasificado en numerosas ocasiones • Flashover • Backdraft • Fire gas ignition Sin embargo los bomberos sabemos que en los incendios de interior ocurren otros fenómenos…
  4. 4. Incendio de interior controlado por comburente Under Ventilated Fire La potencia del incendio dependerá del tamaño y de la forma de la abertura por su capacidad de evacuar humo y de incorporar aire. Tasa de emisión de calor - Tipologías de ventilación 14.000 12.000 Under Ventilated HRR (KW) 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0 0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780
  5. 5. Under Ventilated Fire Con oxígeno suficiente Well Ventilated Fire Enclosure Fire Dynamics When the objective is to ensure structural stability and safety of fire fighters, the post-flashover fire is of greatest concern. Tasa de emisión de calor - Tipologías de ventilación 14.000 Under Ventilated 10.000 HRR (KW) 12.000 Well Ventilated 8.000 6.000 4.000 2.000 0 0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780
  6. 6. Under Ventilated Fire Well Ventilated Fire Forced Ventilation Fire Tasa de emisión de calor - Tipologías de ventilación 14.000 Incendio de interior sobrealimentado Under Ventilated 12.000 Well Ventilated HRR (KW) 10.000 Over Ventilated 8.000 6.000 4.000 2.000 0 0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780
  7. 7. Incendios de interior Sobrealimentados 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. Backdraft Flashover Tasa de emisión de calor ( kW ) Incendio sobrealimentado Potencia aumentada por sobrealimentación La energía total producida será mayor por ser una combustión completa Incendio totalmente desarrollado Apertura Apertura Tiempo Potencia limitada por la ventilación
  8. 8. 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.
  9. 9. Tipo 1 Incendios de interior dominados por el viento Wind Driven Fires Son los que más potencia desarrollan Conllevan un elevado riesgo para los equipos de extinción. Tasa de generación de calor 30.000 Con FlashOver 25.000 Wind driven fire HRR (kW) 20.000 15.000 10.000 5.000 0 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
  10. 10. 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
  11. 11. 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. Incendio de la clínica La Milagrosa de Madrid – Marzo de 2013 El rey estaba ingresado Dos bomberos heridos por quemaduras de vapor de agua Botella de oxígeno
  12. 12. 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.
  13. 13. Consecuencia de los incendios de interior sobrealimentados Se puede superar la capacidad de extinción de los bomberos
  14. 14. 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
  15. 15. ¿ Por que no se han estudiado este tipo de incendios de interior más profundamente ? á ñ    ó 17 de Febrero 2011 AUTOVÍA DEL SALER 4 Piso 19 13 DE Agosto 2011 C/ MARINO ALBESA Convection forced draft fires 14 de Febrero 2012 Av. Dr. Waksman 33 26 Febrero 2012 C/ TRAMOYERES 76
  16. 16. Proponemos una nueva clasificación donde se tenga en cuenta la calidad y el tipo de ventilación.
  17. 17. Dos velocidades de desarrollo Incendios de interior sobrealimentados Incendio sobrealimentado DESARROLLO LENTO Flashover Tasa de emisión de calor ( kW ) Incendio sobrealimentado DESARROLLO RÁPIDO Inicio antes del Flashover Inicio después del Flashover Tiempo
  18. 18. Es necesario identificar los incendios sobrealimentados durante el servicio Avd. Saler Avd. Waksman Incendio N.Y.
  19. 19. El fenómeno se ha estudiado mediante maquetas a escala y mediante simulación informática
  20. 20. Cerrando el círculo de la alimentación en los incendios de interior. Incendios de interior El círculo de la alimentación Energía total desprendida en un incendio de interior Incendio sobrealimentado Completamente desarrollado Post flashover exteriorizado Incedios de interior Alimentación natural Máxima energía posible debido a la combustión completa Ventilación Natural Under Ventilated Loma _ García
  21. 21. Cerrando el círculo de la alimentación en los incendios de interior. Incendios de interior El círculo de la alimentación Energía total desprendida en un incendio de interior Incendio sobrealimentado Ventilación Natural Completamente desarrollado Post flashover exteriorizado Incedios de interior Alimentación natural Máxima energía posible debido a la combustión completa Inc. confinados Under ventilated Under Ventilated Explosión de Ignición de gases de incendio gases de incendio Backdraft Loma _ García
  22. 22. Cerrando el círculo de la alimentación en los incendios de interior. Incendios de interior El círculo de la alimentación Completamente desarrollado Energía total desprendida en un incendio de interior Incendio sobrealimentado Máxima energía posible debido a la combustión completa Post flashover exteriorizado Incedios de interior Alimentación natural Sobrealimentado por VPP Sobrealimentados Inc. confinados Over ventilated Under ventilated Ventilación Natural Under Ventilated Explosión de Ignición de gases de incendio gases de incendio Sobrealimentado por convección La potencia desarrollada se incrementa de forma proporcional a la alimentación de aire Wind Driven Fire Backdraft Loma _ García
  23. 23. CARACTERÍSTICAS de los ISAs. Tasa de generación de calor Salto de potencia 30.000 Con FlashOver 25.000 Tasa de combustión Wind driven fire HRR (kW) 20.000 15.000 10.000 5.000 0 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 Burn rate - Consumo de combustible (kg/s) 1,80 Flash Over 1,40 Burn Rate (kg/s) 1,60 Wind driven 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
  24. 24. Aumento de temperaturas Se produce un salto instantáneo de temperaturas Las temperaturas pueden superar los 1200ºC Temperaturas en incendio sobrealimentado 1000 900 850º C Apertura de la compuerta 800 Temperatura (ºC) 700 Canal 1 °C 600 Canal 2 °C Canal 3 °C 500 450º C Canal 4 °C Canal 5 °C 400 Canal 6 °C 300 Canal 7 °C 200 100 Maqueta a escala con placas de fibrosilicato 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Tiempo (s) El efecto es debido a que la eficiencia de la combustión aumenta de un 60% a un 90% 1.000 1.100 1.200
  25. 25. Temperaturas que se alcanzan en el techo de un piso tras el mismo tiempo de incendio Incendio totalmente desarrollado (Post-flashover) Incendio sobrealimentado
  26. 26. Los daños estructurales superan a los de cualquier otro incendio de interior Temperaturas en interior del hormigón 1.400 Inc. Sobrealimentado - Temp. Gas Inc. Sobrealimentado - Temp. 5mm Hormigón Inc. Tot. Desarrollado - Temp. Gas Inc. Tot. Desarrollado - Temp. 5mm Hormigón 1.200 Temperatura (ºC) 1.000 790⁰C 800 600 400 200 150⁰C 0 0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 Tiempo (s) 600 660 720 780 840 900 960 Comparación de las temperaturas en un elemento de hormigón durante un incendio post-flashover desarrollado y durante un incendio sobrealimentado
  27. 27. Distribución de temperaturas Incendio totalmente desarrollado Hay espacio para entrar hasta el fuego Los gases laminan por debajo del techo Incendio sobrealimentado Las llamas llenan todo el espacio en su recorrido 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.
  28. 28. Aumento de la velocidad de los gases por el efecto de la ecuación de continuidad En este caso el aire entra a 6 m/s pero los gases circulan por el interior a más de 15 m/s El efecto venturi ayuda a dejar el resto de habitaciones sin oxígeno
  29. 29. Llama por difusión Llama por premezcla Incendio dominado por comburente Gran parte del calor sale al exterior Los incendio sobrealimentados igual que las llamas por premezcla pueden arder en zonas interiores sin oxígeno Incendio sobrealimentado Las llamas circulan por el interior
  30. 30. Vídeo 1 Incendio dominado por el viento https://www.youtube.com/watch?v=N7sqDLKgIHk
  31. 31. Vídeo 2 Incendio dominado por el viento – Efecto soplete https://www.youtube.com/watch?v=nlKjNbebllM
  32. 32. Vídeo 3 Incendio de interior sobrealimentado por VPP – Ensayo del NIST https://www.youtube.com/watch?v=4AOBg4E7Gk8
  33. 33. 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
  34. 34. Utilización de ventiladores de presión positiva o turboventiladores Es el menos efectivo de los métodos 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. Patio Escalera de evacuación Escalera de ataque
  35. 35. Extinción a través de butrones o huecos practicados en tabiques Butrón realizado en zona de depresión Las llamas invaden la zona acceso La realización inadecuada de un butrón puede poner en peligro la vida de los bomberos
  36. 36. Se consigue una reducción drástica de la energía Cortinas de control 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.) Control con cortina de humos 30.000 HRR (kW) 25.000 20.000 15.000 El incendio se desplaza a la zona del piso donde el aire puede entrar de forma natural 10.000 5.000 0 0 30 60 90 120 150 Tiempo (s) 180 210 240 Entrar en el piso se considerará una maniobra de alto riesgo.
  37. 37. Lanzas de proyección a distancia – desde piso inferior 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 Reducción de la tasa de generación de calor con extinción exterior 20000 - Balcón (si existe) - Pisos superior o inferior - Desde la calle 16000 14000 HRR (kW) - Vehículo de altura 18000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 0 15 30 45 60 75 90 Tiempo (s) Se proyectará agua pulverizada a través del hueco de entrada de aire 105 120 135 150 165
  38. 38. 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 Tara de generación de calor - Incendio dominado por el tiempo 40.000 35.000 HRR (KW) 30.000 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0 0 3 6 9 12 15 18 21 24 Tiempo (min) Incendio dominado por el viento Tiempo de intervención Se observa como tras arder todo el piso las temperaturas descienden Incendio de interior con flashover
  39. 39. 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
  40. 40. En Bermeo el viento pudo provocar un incendio sobrealimentado Desarrollo del incendio con viento 40.000 35.000 30.000 HRR (kW) 25.000 20.000 15.000 Se observa el efecto ondulatorio que favoreció la formación de “Bolas de fuego” 10.000 5.000 0 0 2 4 6 8 10 12 14 Tiempo (min) 16 18 20 22 24
  41. 41. Gracias por su atención Eduardo Loma-Ossorio Blanch edlobla@gmail.com Miguel García García emgarciavalencia@gmail.com Agradecimientos:

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