Diseño prestacional de túneles en situación de incendios. Modelos FDS. Aplicación a un túnel de metro

Abstract

[ES] El objeto del presente trabajo final de máster consiste en la aplicación de la metodología del diseño prestacional para la definición de un sistema de ventilación de emergencia en caso de incendio en un túnel de metro. Se recurre a esta metodología ya que no es posible realizar el diseño del sistema de ventilación de emergencia basándose en las prescripciones normativas. En primer lugar se realiza una introducción a la problemática de los incendios en túneles donde se definen motivación, objeto, alcance, objetivos y una introducción a la metodología basado en prestaciones o eficacia que es la adoptada para la elaboración del presente trabajo final de master (TFM). Posteriormente se realiza una introducción histórica de los túneles realizados por el hombre, las tipologías de túneles, sus secciones y sus usos. También se definen los elementos de una sección y las instalaciones de los túneles ferroviarios. Para ello se aborda como los diferentes modelos de la curva de tasa de liberación de calor en túneles de metro a lo largo de la historia, partiendo de modelos empíricos hasta los actuales modelos computacionales. También se analiza la obtención de otros parámetros de los modelos de incendio en túneles como la producción de productos tóxicos derivados de la combustión de la carga de fuego en el interior del túnel. Para abordar el problema se estudiarán métodos de modelado de los escenarios de incendio, centrándose en los modelos de campo y en particular en el software FDS. Una vez definido el software a emplear, se realiza un estudio sobre la ventilación en túneles en particular en túneles de metro. Se estudiarán diferentes sistemas de ventilación de emergencia empleado en túneles. Para abordar el diseño de la instalación de ventilación de emergencia se definirán los conceptos de velocidad crítica y backlayering y se aplicarán para la realización de un diseño de prueba. Se analizará también el modelado del sistema de ventilación elegido para el túnel mediante el software FDS y se realizará un predimensionado de la instalación de ventilación de emergencia. Por otra parte se definen los conceptos ASET (Available Safety Egress Time) y RSET (Required Safety Egress Time) y se proponen diferentes métodos para el cálculo del RSET eligiéndose el método propuesto por la Guía Europea CFPA No. 19 basado en una simulación computacional. Para realizar esta simulación se empleará el software Pathdinder, explicándose se utilización y se generará un modelo de evacuación. Finalmente se empleará la formulación prestacional del problema de seguridad en caso de incendio en túneles aplicándolo al caso de una línea de metro ejemplo empleando todos los conceptos introducidos mediante un caso práctico.