t - Apici

Caracterización del riesgo de incendio
en infraestructuras subterráneas
Fire Risk characterization in
underground infrastructural facilities
Ignacio del Rey Llorente
Centro de Modelado Ingeniería Mecánica
ETS Ingenieros Industriales - UPM
Madrid, del 23 al 25 de febrero de 2010 / Madrid, 23rd to 25th of February of 2011
Three Swedish switched witches watch three
Swiss Swatch watch switches
switches.. Which Swedish
switched witch watch which Swiss
Swatch watch switch
switch?
?
Antecedentes en la aplicación de metodologías de análisis de
riesgos en túneles.
1995- 2001:
OCDE&PIARC: “Transport of dangerous goods
through road tunnels”
2004-2007:
Management of Road Tunnel Safety (PIARC)
2005:
“Study
Study on Risk Management for Roads
Roads”
2008:
“Risk Analysis for road tunnels” (250 páginas)
a)) p
principios
p
básicos RA
b) metodología para cálculo y gestión
c) propuestas algunos países
d) métodos usados en la práctica
2012 ?:
“Current Practise for risk evaluation”
EVALUACIÓN DEL RIESGO / RISK ASSESMENT
ANALISIS DE RIESGOS / RISK ANALYSIS
Identificación de peligros - Hazard identification
Asignación probabilidades
Estudio consecuencias
Probability analysis
Consequences analysis
Estimación de riesgo / Risk estimation
VALORACIÓN DE RIESGOS / RISK EVALUATION
Criterio de riesgo - Risk criteria
Medidas
M
did reducción
d
ió riesgo
i
Risk reduction measures
NO
¿Aceptable?
S/Y
Fin/End
Árboles de fallo
F lt tree
Fault
t
Árboles de eventos
E
Event
t tree
t
Daños estructurales
Accidente
Daños usuarios
Auto-ignición
Daños a terceros
Avería
Sabotaje
Daños medioamb.
Causas
Consecuencias
Medidas
Medidas
preventivas paliativas
TUNPRIM / TuRisMo
Árboles de fallo sustituidos
por análisis estadístico sobre
procesos desencadenantes
Situación actual
• Cada país ha adaptado sus procedimientos a la tradición
existente con anterioridad y a la posibilidad de controlar el
proceso
• Each country has adopted diferent methodologies based on
previous experience and best practice to keep the decision
making process under control.
• El aumento de capacidad y velocidad de cálculo de las
computadoras actuales permite desarrollar en toda su
potencia los métodos probabilistas
• Probabilistic methodologies are expected to be more and
more aplicable due to the the increasing of the calculation
and storage capacity of computers
Herramientas para la cuantificación
Tools for quantification
Modelos numéricos – Numerical models
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Evacuación de personas
Comportamiento humo
Propagación del fuego
Afección a usuarios
Detección y respuesta
p
Ventilación
Resistencia al fuego
Evacuación personas
Comportamiento
estructural
•
•
•
•
•
•
•
•
•
People evacuation
Smoke movement
Fire spread
Life loss
Fire detection
Ventilation
Fire resistance
Egress
Structural behaviour
CUANTIFICACIÓN DE LA SEGURIDAD
FRENTE A INCENDIO
T activación ventilación
OPERADOR
/ CENTRO
CONTROL
T detección
T reacción
T respuesta Bomberos
T reacción
T auto evacuación
USUARIO
HUMOS
T activación extinción
T crecimiento
INGENIERÍA
PCI
PROYECTO
PREESCRIPTIV
VO
Ventilation Concept Other measures and criteria d it i
((galeries, FFFS,…)
l i FFFS )
REGULATION
REGULATION
PBD/DBP
REGULATION
DESIGNER
REGULATION
REGULATION
DESIGNER
DESIGNER
Ventilation E i
Equipment
t
Risk acceptance criteria
p
REGULATION
Regulator for the overall network (inherent residual
network (inherent residual risk)
Regulator for the overall DESIGNER (Only DESIGNER
(Only
network (inherent residual Dimmensioning)
risk)
DESIGNER
i
Designer Risk for project is below acceptable risk
DESIGNER
Designer (Risk for project<Risk acceptable)
8.1. IC
SE
ILN
ILSEG
ILEME
SAI
CO
OP
SOS
SÑEM
CC
CCTV
SINFV
VEN
GEM
DETL
DAI
PSV
MEG
Señalización según Norma 8.1. IC y 8.2. IC
Salidas de emergencia
Tunel no urbano bidireccional
Iluminación normal
Iluminación
IMDcde seguridad
Iluminación de emergencia
CC
Sistema de Alimentación Inenterrumpida
CCTV
Sensores de CO
SINFV
Opacímetros
Puestos de emergencia
ILSEG
DAI
Señalización de salidas y equipamiento de emergencia
2000
ILEME
PSV
Centro de control
SAI
Circuito Cerrado de Televisión
Sistema informático de extracción de
humos automático SEXT
y manualBEXT
EXTI
Ventilación
1500
Generadores de emergencia
IC
Detección automática de8.1.
incendios
Detección automática de incidentes
SE
VEN
Paneles de señalización variable
CO
GEM
Megafonía
HID
ACE
CRM
DMP
AFO
RAD
USU
PVHO
DSU
SINT
SEXT
BEXT
EXT
Red de hidrantes
SOS MEG
Aceras
Cruce de mediana para servicios deILN
emergencia
ACE HID
Drenaje de líquidos tóxicos
SÑEM
DMP
Aforadores
AFO
Sistema de radiocomunicaciones para servicios de emergencia
Mensajería de emergencia por canales de radio para usuarios
USU(cuando existan)
Pavimento de hormigón
Doble suministro eléctrico
Semáforos interiores
200
500
1000
Semáforos exteriores
Barreras exteriores
Extintor
1000
OP
APAR
SINT
RAD
DETL
DSUM
PVHO
3000
Real Decreto 635/2006. Requisitos
q
mínimos seguridad
g
Long
Diseño basado en prestaciones / PBD
PBD.. [SFPE
PBD Guide]
Guide]
Un enfoque ingenieril de la protección contra incendios a partir de:
1 Establecimiento
1.
E t bl i i t d
de metas
t (ideales)
(id l ) y objetivos
bj ti
(concretos)
(
t )
2. Análisis deterministas y probabilistas de escenarios de
incendio
3. Evaluación cuantitativa del cumplimiento de las metas y
objetivos mediante herramientas, metodologías y criterios
de aceptación
p
comúnmente aceptadas.
aceptadas
p
.
An engineering approach to fire protection design based on
1 established fire safety goals and objectives;
1.
2. deterministic and probabilistic analysis of fire scenarios;
3. quantitative assessment of design alternatives against the
fi safety
fire
f t goals
l and
d objectives
bj ti
using
i
accepted
t d
engineering tools, methodologies, and performance
criteria.
Fuente: SFPE
Engineering Guide to
Performance Based
Fire Protection, 2000
Ventilation
Concept and criteria
Other Other
measures (galeries, FFFS )
FFFS,…)
Ventilation
Equipment
Risk
characterization
by designer
Design Fire
Scenario
REGULATION
REGULATION
DESIGNER (Only Dimmensioning)
g)
Not necessary
REGULATION
REGULATION
DESIGNER
DESIGNER
Scenario ‐ based REGULATION
analysis
DESIGNER
DESIGNER
DESIGNER
Scenario ‐ based REGULATION
analysis
DESIGNER
DESIGNER
DESIGNER
Scenario ‐ based analysis
Designer
(proposal)
En túneles, la definición de una curva característica para el
incendio de proyecto puede conllevar dos enfoques distintos:
– En
E un ámbito
á bit ffuertemente
t
t prescriptivo,
i ti
all menos, para
llevar a cabo el dimensionamiento de la ventilación (número
de equipos, potencias, caudales, etc)
– En un ámbito de tipo PBD, para llevar a cabo
planteamientos tradicionales de evaluación de las
condiciones de evacuación
evacuación, que requiere modelos
sofisticados multipropósito.
In tunnels, the definition of a design fire characteristic curve,
would be used for two different approaches:
In a highly prescriptive approach, for the dimensioning
of the ventilation.
In a PBD approach, to accomplish the holistic
approach
h using
i multi-purpose
lti
numerical
i l methods.
th d
Ej.
Ej Dimensionamiento de la ventilación
e1
e2
e3
e4
e5
70000
60000
40000
30000
Escenario
20000
Posición de incendio
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
10000
0
Emp
puje
50000
E1
E2
E3
E4
E5
Velocidad
Potencia
crítica (m/s) total (MW)
3
30
3
100
3
200
4
100
4
200
CUANTIFICACIÓN DE LA SEGURIDAD
FRENTE A INCENDIO
T activación ventilación
OPERADOR
/ CENTRO
CONTROL
T detección
T reacción
T respuesta Bomberos
T reacción
T auto evacuación
USUARIO
HUMOS
T activación
i i extinción
i i
T crecimiento
Algunos elementos diferenciadores de los escenarios de
incendio de proyecto entre túneles ferroviarios y carreteros
–
Ti
Tipos
d
de carga – mercancías
í
–
Condiciones de evacuación de usuarios
–
Condiciones aerodinámicas
–
Accesibilidad servicios emergencia
Design Fire Scenarios for railway and road tunnels. Relevant
differences according to:
Fire loads and cargo
User behaviour and evacuation procedures
Aerodynamic
y
and smoke behaviour.
Emerency services accesibility
Origen del conocimiento – Sources of knowledge
capa caliente
ventilación
capa fría
entradas
entradas
aguas arriba
fuego + penacho
(condiciones iniciales)
aguas
g
abajo
j
Experiencia en incendios reales
Año
Túnel
Longitud del túnel
1972
Hokuriku (Japon)
1984
Summit tunnel (UK)
2.6 km
Channel (UK-F)
50 km
1997
Exilles (Italia)
2.1 km
1999
Leinebusch (Ger)
1.7 km
2001
Baltimore (USA)
2.3 km
1996/2006/2008
13.87 km
Experiencia en incendios reales
Año
Túnel
Víctimas
1999
Mont Blanc (Francia/Italia)
39
1999
Tauern (Austria)
12
2001
San Gotardo (Suiza)
11
2005
F j (Francia/Italia)
Frejus
(F
i /It li )
2
2006
Via Mala (Suiza)
9
2007
Burnleyy ((Australia))
3
EXPERIENCIA DE ENSAYOS DE INCENDIO
9
Túnel de Ofenegg,
Ofenegg Suiza (1965)
9
Túnel de Zwenberg, Austria (1975)
9
EUREKA 499 FIRETUN
FIRETUN, Noruega
Noruega,
Finlandia (1991)
9
Memorial Tunnel Fire Ventilation
Test Program (MTFVTP) West
Virginia, EEUU (1992)
9
Beneluxtunnel
B
l t
l II (2001)
9
San Pedro de Anes (2006)
Se han producido dos planteamientos diferenciados:
Túneles de carretera: Carga de fuego no controlable y
por tanto,
t t ell esfuerzo
f
se orienta
i t a mejorar
j
las
l medidas
did
destinadas a reducir las consecuencias.
Túnel de ferrocarril: Medidas orientadas
principalmente en la por reducir la carga de fuego real
y su propagación.
Two differente approaches are being applied
-
-
Road tunnels: fire load not limited by operator. Most
of the measures oriented to the mitigation of the fire
consequences.
consequences
Railway tunnels: The main objective is the reduction of
the fire load and its propagation.
Otros resultados en túneles de carreteras
Runehamar Fire tests – Benelux Fire test
ALGUNAS PROPUESTAS INCENDIO PROYECTO –
SOME DESIGN FIRE CHARACTERISTIC CURVES
220
200
VL's
180
Furgoneta
160
Pote
enica (MW)
VP
140
VP + Carga combustible
120
VMP
100
80
60
40
20
0
0
10
20
30
40
50
60
Tiempo (min)
70
80
90
100
110
Conclusiones / Conclusions
9
Existe gran similitud entre los planteamientos realizados para la
caracterización del riesgo de incendio en edificación y en túneles.
9
Sin embargo,
g la ausencia de una normativa específica
p
orientada al
caso de incendio en túneles genera una cierta confusión acerca de
los criterios deseables para una correcta definición de los
escenarios de incendio.
9
An overall agreement between the methodologies for the fire risk
characterization used in buildings and in tunnels can be found.
9
However, the absence of an specific regulation for tunnels fire
safety is related to the misunderstanding of the basic criteria for
the right definition of fire design scenarios.
Gracias por su atención
Thanks for your attention
Ignacio del Rey Llorente
D
Depto.
Seguridad
S
id d frente
f
a Incendios
I
di
CEMIM - UPM
[email protected]
Madrid, del 23 al 25 de febrero de 2010 / Madrid, 23rd to 25th of February of 2011