EFECTIS nos presenta las conclusiones del estudio “Osmose” sobre la eficacia del SCTEH de ventilación natural y su complementariedad con los sistemas de rociadores automáticos.
Con la finalidad de comprobar científicamente la eficacia[1] de los Sistemas de Control de Temperatura y Evacuación de Humos (SCTEH) de ventilación natural y su eventual complementariedad con los sistemas de rociadores automáticos de agua, la FFMI (Fédération Française des Métiers de l´Incendie) lanzó en 2014 el proyecto “Osmose”, que fue desarrollado por los laboratorios de ensayos franceses Efectis y CNPP. Sus conclusiones son de libre acceso y se pueden encontrar en el “LIVRE BLANC DES RÉSULTATS DE L’ÉTUDE OSMOSE” publicado por la FFMI en 2019.
El estudio se desarrolló durante más de tres años de trabajo, combinando simulaciones y ensayos a media y gran escala:
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- Más de 400 simulaciones, de las cuales, más de 300 fueron con el modelo de campo FDS.
- Una campaña de 15 ensayos de humos en un gran volumen de 500 m² y 6.5 m de altura, para recopilar datos experimentales sobre la eficacia de los sistemas de control de humo cuyo objetivo es la evacuación de ocupantes. En función del objetivo de cada ensayo, la cantidad de humo utilizada era la equivalente a la combustión de una butaca (300 kW) o de un vehículo (5MW).
- Dos campañas con un total de 98 ensayos de fuego para analizar la interacción entre un SCTEH y rociadores de respuesta normal. Los ensayos se realizaron en instalaciones de 110 m² y 900 m², con fuegos calibrados de pilas de pallets o bandejas de fuel que alcanzaron potencias desde 400kW hasta 6MW.
La primera parte del estudio permitió constatar de forma empírica algunas reglas básicas del diseño de SCTEH de ventilación natural cuyo objetivo es la evacuación de ocupantes. Se evaluó la eficacia del SCTEH en función de variables como:
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- la superficie aerodinámica total de extracción,
- el tamaño y posición de los exutorios o los huecos de extracción,
- la potencia del incendio,
- la superficie aerodinámica de aporte de aire y su ubicación
- el tamaño de los depósitos de humo,
- el viento.
El segundo objetivo del proyecto fue el de evaluar la eficacia de los SCTEH cuando existe una interacción con los sistemas de rociadores. Esta cuestión ha sido objeto de debate durante años, y pese a que existen numerosos estudios y ensayos al respecto, los resultados no siempre son fáciles de interpretar o simplemente los estudios no están en línea con las prácticas habituales.
Las simulaciones y ensayos analizaron diferentes supuestos de activación de ambos sistemas para determinar su interacción y el efecto que produce en las condiciones de evacuación, de intervención y de control del incendio.
Según la tesis de Nicolas Trévisan[2], los ensayos realizados demostraron un buen nivel de repetibilidad, siendo este un factor difícil de encontrar en los estudios existentes y en la literatura. No obstante, se evidencia que existen condicionantes que impactan de forma significativa en los resultados, tales como la potencia del incendio y su posición con respecto a los exutorios de cubierta.
Para todos los incendios evaluados, se observó que la actuación del SCTEH no tiene una influencia significativa sobre el número total de rociadores activados, con la excepción del caso particular de un incendio justo bajo un exutorio. En determinados casos, incluso la apertura del SCTEH en un tiempo cercano al tiempo medio de activación de los rociadores en la ausencia de un SCTEH podía conducir a una apertura anticipada de los rociadores.
Las conclusiones más relevantes del estudio Osmose se resumen a continuación:
- Un SCTEH cuyo objetivo es la evacuación de los ocupantes es más eficaz
- cuanta más superficie de evacuación tiene la instalación, debiendo esta superficie adaptarse a la potencia del incendio esperado en el local
- si los depósitos de humos tienen un tamaño reducido, puesto que los humos calientes se concentran y el tiro natural es mayor
- cuanto mayor es la superficie de aporte de aire
- cuando el aporte de aire se realiza cerca del nivel de suelo
- cuando el aporte de aire se realiza desde la misma fachada, si está expuesta al viento.
- Un SCTEH es eficaz estén los exutorios instalados en la parte alta de fachada o en cubierta.
- Los SCTEH y los sistemas de rociadores pueden ser complementarios para mejorar las condiciones de visibilidad y reducir la temperatura cuando el SCTEH se activa antes que el rociador
- Cuantos más exutorios se utilicen para garantizar la superficie mínima de extracción, mayor será la eficacia de los SCTEH cuando interaccionan con los sistemas de rociadores. Siempre que un rociador se active cerca de un exutorio, o cuando su apertura se realice a lo largo del eje que une el penacho de humos con el exutorio, la temperatura en el plano del exutorio es probable que caiga en mayor o menor medida. Al reducir el gradiente térmico en esta zona, se reduce la eficacia del exutorio afectado. Disponer de un mayor número de exutorios mitiga este efecto.
- Los SCTEH y los sistemas de rociadores muestran una mayor eficacia cuando el rociador se instala directamente bajo el exutorio. Cuando el incendio comienza bajo un exutorio, la activación temprana del sistema de control de humos conlleva una reducción de la temperatura al nivel del techo y del rociador adyacente, pudiendo causar un retraso en la activación de dicho rociador, o incluso su no activación.
[1] Los criterios de eficacia del estudio se basan en los indicados en la versión de 2016 de la Guide de bonnes pratiques pour les études d’ingénierie du désenfumage del Laboratorio Central de la Prefectura de Policía de Francia.
