Espesor de la capa de humos: Vía Prescriptiva VS Simulación de Incendios

En los posts anteriores donde se compara el diseño de un Sistema de Control de Temperatura y Evacuación de Humos (en adelante SCTEH) cuando se sigue la vía prescriptiva y la prestacional apoyada en cálculos de simulación informática, se ha profundizado en la manera en la que se considera el incendio y los rociadores en una y otra vía.

En el presente post se analiza la forma en la que se cuantifica el espesor de la capa de humos que se impone como objetivo cuando se diseña el SCTEH. Tal como puede intuirse, este parámetro resulta de capital importancia en el diseño de la instalación y por ello Cottés, empresa de protección contra incendios quiere dedicar el presente post para destacar algunos detalles importantes que pueden pasarse por alto al determinar el valor del citado parámetro.

Vía prescriptiva en diseño de SCTEH

La norma UNE 23585 define el espesor de la capa de humos (d₁) como: “La profundidad de la capa flotante de humos en un depósito de humos, medida desde el techo hasta la base visible de la capa de humos”.

En definitiva, el espesor de la capa de humos se obtiene como la diferencia de la altura del establecimiento y la altura libre de humos que pretende generarse con el SCTEH.  Cabe destacar que la altura libre de humos debe quedar por encima de 1/10 de la altura del establecimiento y no superar 9/10 de la citada altura.

 Cota superior capa de humos

Desde el punto de vista de un diseño prescriptivo, determinar la altura del techo de la nave puede generar dudas, ya que en la mayor parte de ocasiones la cubierta dista mucho de ser plana o incluso es posible que aun siendo plana se encuentre a diferentes alturas dentro de un mismo depósito de humo.

Para estos casos de altura variable en un mismo depósito, es conveniente emplear un “valor medio” de profundidad de capa de humos, que se obtiene según se indica en el Apartado 6.6 de la norma UNE 23585: “La profundidad del depósito será la correspondiente a un depósito de humos de sección rectangular que se asimile a éste y que tiene la misma anchura que la base de la capa de humos y la misma superficie de la sección recta transversal que el depósito verdadero”

Esto quiere decir que la profundidad media que debe tomarse equivale a la altura del rectángulo equivalente de humos cuya superficie y anchura se obtienen de la sección transversal del depósito original.

Obstáculos en el depósito de humos

En el Anexo F. El depósito de humos y los aireadores de la norma UNE 23585, se incluyen las expresiones matemáticas para determinar la temperatura media de la capa de humos (F.1) o la superficie aerodinámica requerida para el SCTEH (F.6). Así mismo, también incluye una expresión a través de la cual se obtiene el valor mínimo de profundidad que debe tener la capa de humos que genera el SCTEH (Apartado F.2). En el citado apartado, la definición de la profundidad de la capa de humos adquiere un nuevo matiz con respecto a la que se plantea al principio del documento, y es que se habla de “la profundidad de la capa de humos que fluye”. Más adelante se extiende en esto e indica:

“La profundidad se mediría por debajo del obstáculo colgante más bajo, transversal al flujo (por ejemplo vigas estructurales o conductos) mejor que desde el verdadero techo”

Esto quiere decir que, en aplicación del método de cálculo prescriptivo, para determinar el borde superior de la capa de humos no debe tomarse como referencia la cubierta del establecimiento, sino el obstáculo estructural que impida el fluir de los humos. Es habitual en establecimientos industriales de estructura de hormigón, encontrarse con jácenas de alma llena cuyo canto es significativo. En estos casos, el borde superior de la capa de humos debería establecerse en el borde inferior del citado obstáculo.

Descenso de la capa de humo por debajo del producto almacenado

Una de las prescripciones más relevantes para el diseño de un SCTEH es la distancia mínima que debe mantenerse entre el producto almacenado y el borde inferior de la capa de humos. En concreto, en el Apartado 6.2 de la norma UNE 23585 se cuantifica esta distancia en 0,50 metros.

La Guía de Diseño DT-55 publicada por CEPREVEN modifica esta prescripción para el caso de los silos autoportantes de almacenamiento automático, en los que su propia configuración impide mantener una capa de humos a una cierta distancia de la cubierta. Para esta situación el DT-55 permite que el borde inferior de la capa de humos se encuentre 1/3 por debajo de la cota de almacenamiento.

Hay que destacar que cuando se aplica la prescripción de la norma UNE 23585, el total del volumen del depósito puede ser ocupado por la masa de humos. Mientras, en los silos donde se invade 1/3 del producto almacenado se tiene una gran parte del volumen del depósito que no puede ser ocupado por la masa de humos por la presencia de las cargas. Así pues, sería aconsejable obtener el espesor de la capa de humos a través de la prescripción del rectángulo equivalente mencionada en el punto anterior, descontando de la sección de la capa de humos la superficie que ocupa la carga.

Vía Prestacional en diseño de SCTEH

Cuando se resuelve el movimiento de los humos mediante una simulación informática, previamente se ha generado el establecimiento objeto de estudio incluyendo entre otras características la forma de la cubierta, la estructura que la suporta (jácenas y correas) y por su puesto la distribución de cargas almacenadas en caso de haberlas. De este modo, todos los condicionantes geométricos que pueden interferir en la formación de una capa de humos son tenidos en cuenta de una manera realista.