Herramienta CFD para el análisis de situaciones de emergencia en túneles

• J. Enríquez ^[1] ; A. Iranzo ^[2]
  1. [1] Análisis-DSC, España
  2. [2] Grupo Termotecnia-Dpto.
• Localización: Cimbra: Revista del Colegio de Ingenieros Técnicos de Obras Públicas, ISSN 0210-0479, Nº 411, 2018 (Ejemplar dedicado a: Especial Túneles), págs. 70-77
• Idioma: español
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• Resumen

  • La Fluidodinámica Computacional o CFD (Computational Fluid Dynamics) es una herramienta específica de ordenador para la simulación numérica del comportamiento de sistemas de flujo fluido, transferencia de calor, reacción química y otros fenómenos físicos relacionados. La Fluidodinámica Computacional resuelve las ecuaciones del flujo fluido en la región o dominio de interés, con condiciones especificadas en los contornos del dominio.

    Las técnicas CFD para modelado y simulación de fuegos en edificios y diversas construcciones singulares (túneles, estaciones de metro, etc.) están siendo utilizadas cada vez en mayor medida y son internacionalmente aceptadas.

    Las técnicas CFD son utilizadas en la resolución del flujo fluido en multitud de campos de la técnica (aerodinámica, turbomáquinas, reactores químicos, etc.) y en el campo de la seguridad y prevención contra incendios permiten predecir la evolución del movimiento, la temperatura y composición de los humos generados en un incendio en el escenario modelado, así como la influencia de las condiciones de ventilación natural o forzada en la evolución y distribución de los mismos en el ambiente y condiciones considerados. Así mismo permite disponer de información básica para definir acciones para la evacuación de las zonas afectadas. Los modelos pueden modificarse según los criterios de diseño, permitiendo la resolución de múltiples escenarios en cuanto a geometría del edificio, distribución de rejillas de ventilación, impulsión o extracción, caudales, tipo y localización del fuego, y otros.

    Debido a los costes de software y hardware necesarios para la aplicación de dichas técnicas su utilización no es actualmente generalizada; hoy en día se desarrollan este tipo de análisis para proyectos que por su singularidad están justificados. Por ejemplo, en ocasiones hay proyectos que no están incluidos o tipificados en normativas de edificación en cuanto a seguridad contra incendios.

    Desde el punto de vista de la seguridad en caso de incendio, los objetivos a cumplir, que pueden ser analizados y optimizados mediante simulaciones CFD, son los siguientes:

    - Mantener controlada la nube de humos lo más lejos posible de las personas. Para conseguirlo debe mantenerse en la medida de lo posible la estratificación de la misma o expulsarla a gran velocidad si las personas situadas aguas abajo del incendio ya han sido evacuadas. La peligrosidad de la nube de humos viene dada por la cantidad de contaminantes que contenga, la reducción de la visibilidad producida y los efectos de la temperatura por radiación o convección.

    - Evitar la distribución de los humos a zonas próximas foco pero no implicadas en el incendio.

    - Ayudar en las tareas de salvamento a los equipos de rescate.