Redundancia de equipos en sistema de ventilación longitudinal con jets

En el diseño de sistemas de ventilación con jets es conveniente dotar al sistema de una cierta redundancia de equipos, en previsión de que algún equipo se encuentre inoperativo; bien por razones de mantenimiento o debido a un fallo ocasional. En caso de incendio es previsible que los equipos más cercanos resulten destruidos o inoperativos.

La operación del sistema de ventilación depende tanto de la posición del incendio como de la distribución de los equipos. Por tanto, en el diseño de la ventilación es necesario establecer que equipos se considerarán que pueden resultar dañados o destruidos y en qué condiciones operarán el resto.

En túneles cortos generalmente es complicado tener estrictamente en cuenta tanto el fallo o destrucción de los equipos como la pérdida de rendimiento (↓η) de los ventiladores debido a la temperatura de los humos. Por esta razón, la normativa francesa de seguridad en túneles carreteros[1] establece dos metodologías de diseño dependiendo de la longitud del túnel (L):

  • Metodología túnel Largos (L > 800 m)
  • Metodología túnel Corto (L < 800 m).

En túneles largos es necesario tener en cuenta ambos criterios de forma simultánea; en túneles cortos lo que se hace es incrementar del empuje (*) instalado (↑ E) un determinado porcentaje con objeto de compensar ambos efectos (tanto la pérdida de rendimiento como la destrucción de los ventiladores).

Las características exigidas a los equipos de ventilación dependen del método de diseño empleado:
  • Metodología túnel Largo:
    • Se debe asegurar la velocidad longitudinal del aire requerida durante 120 minutos, independientemente de la ubicación del incendio.
    • Todos los ventiladores expuestos a temperaturas mayores a su nivel de resistencia al fuego se considerarán fuera de servicio.
  • Metodología túnel Corto:
    • Los ventiladores han de soportar 200 ºC durante 2 horas.
    • Han de distribuirse en baterías espaciadas a lo largo del túnel (para evitar la destrucción de forma simultánea de varios equipos).

Según la metodología de túnel largo, el fallo de los equipos se establece en función de sus características y de las condiciones a las que estarán sometidos.

La Highways Agency, según la norma Design Manual for Roads and Bridges (DMRB)[2], propone los siguientes criterios de diseño respecto a la redundancia de equipos:

  • Operación normal:
    • 2 ventiladores o el 10% de los equipos (se toma el caso más desfavorable) se considerarán fuera de servicio.
  • Caso de incendio:
    • Además del criterio de redundancia en operación normal, se considerarán destruidos los equipos situados, respecto al incendio, a las distancias recogidas en la siguiente tabla:
Potencia de incendio [MW] Distancia aguas arriba del incendio [m] Distancia aguas abajo del incendio [m]
5
20 10 40
50 20 80
100 30 120

 

La norma NFPA-502 2008[3], no establece ningún criterio, pero si que especifica que los sistema de ventilación que estén directamente expuesto al fuego deberán contar con redundancia de equipos.

(*) Este empuje es igual a la suma de las pérdidas por rozamiento, vehículos, efecto chimenea, viento, diferencias de presión entre bocas, etc.

  1. ANNEXE N° 2 à la circulaire interministérielle n° 2000- 63 du 25 août 2000 relative à la sécurité dans les tunnels du réseau routier national []
  2. DESIGN MANUAL FOR ROADS AND BRIDGES PART 9 BD 78/99 DESIGN OF ROAD TUNNELS []
  3. NFPA 502: STANDARD FOR ROAD TUNNELS, BRIDGES, AND OTHER LIMITED ACCESS HIGHWAYS []

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