Análisis de riesgos

Para proteger adecuadamente una instalación es preciso conocer antes sus riesgos.

Un estudio de riesgo de incendio de una instalación tiene en cuenta que un incendio se puede producir en cualquier lugar de las instalaciones. En primer lugar, se determina el riesgo de desarrollo y propagación del fuego y, en segundo lugar, se determina la presencia de objetivos en las instalaciones y las posibles consecuencias para la seguridad de las instalaciones en caso de incendio. Un estudio de riesgos de incendio incluye lo siguiente:

  • Un estudio cualitativo de los riesgos de incendio.
  • Un estudio cuantitativo del desarrollo del fuego.

Efectis también ha establecido un nuevo proceso de análisis de riesgos que incluye, en caso necesario, cálculos avanzados para su cuantificación.

Análisis de riesgos industriales

Las instalaciones peligrosas deben realizar análisis de sus riesgos, de acuerdo a las reglamentaciones locales, para evaluar su impacto en el entorno y en el medioambiente y garantizar que esos riesgos están controlados.

Efectis realiza este tipo de estudios para cualquier tipo de industrias, incluidas las incluidas en la Directiva SEVESO.

Los estudios comprenden:

  • La identificación de los peligros potenciales
  • La identificación de los fenómenos peligrosos
  • El análisis de experiencias previas
  • Análisis preliminar de riesgos y jerarquización de escenarios
  • Modelización de los efectos asociados a los fenómenos peligrosos (térmicos, sobrepresiones, tóxicos, opacidad),
  • Análisis detallado de riesgos
  • Definición de medidas de control de riesgos para contener los efectos en el interior de la instalación,
  • Evaluación delos sistemas de protección existente.

Como complemento a estos estudios, Efectis dispone de una campana calorimétrica de grandes dimensiones y hasta 10 MW de potencia, que permite:

  • Demostrar su carácter no combustible o
  • Caracterizar su combustibilidad para obtener los datos necesarios para la definición de los escenarios de incendio: velocidad de cesión de calor (HRR), poder emisivo de las llamas, velocidad y modo de propagación y naturaleza y concentración de especies tóxicas y productos de la combustión.

Modo de ruina de edificios e instalaciones

Sea cual sea el tipo de construcción o el tipo de estructura (acero, hormigón, madera), Efectis cuenta con capacidad para llevar a cabo estudios de Ingeniería de Seguridad Contra Incendios (ISCI) para evaluar el modo de colapso de los edificios.

En general, el estudio ISCI se basa en un enfoque prestacional y tiene como finalidad comprobar los requisitos siguientes:

  • La ruina de la estructura no debe producirse hacia el exterior para evitar daños a propiedades vecinas o a los servicios de bomberos durante su intervención.
  • El comportamiento estructural debe ser compatible con la integridad de los muros de compartimentación del incendio.
  • El desarrollo del fuego y el comportamiento estructural de la estructura deben ser compatibles con la evacuación de los ocupantes y la intervención de los bomberos.

Los análisis se basan en la elaboración de modelos del desarrollo y de propagación del incendio para poder predecir las tolerancias y el comportamiento estructural del edificio (utilización de métodos avanzados de cálculo de acuerdo a los Eurocódigos, en su caso).

Los distintas etapas de cálculo usan herramientas específicas de simulación como: programas de desarrollo del incendio (modelos simplificados, modelos de zonas, modelos CFD como FDS), modelos de elementos finitos para la transferencia de calor (SAFIR, ANSYS) y modelos de elementos finitos para cálculos mecánicos del fuego (SAFIR, ANSYS, LENAS).

Simulación de escenarios de incendio en un silo de almacenamiento de IKEA

Comportamiento al fuego de la estructura autoportante de acero de los silos

Vulnerabilidad y refuerzo de edificios frente a los efectos de la toxicidad, el calor y explosiones

En riesgos críticos, como boil-over, BLEVE, flash-fire, pool fire, jet fire y explosiones en una zona industrial, un complejo petroquímico o una central eléctrica, la toxicidad, los efectos dominó térmicos y las explosiones, tanto en el interior como en el exterior de las instalaciones pueden tener consecuencias desastrosas para el entorno. Por lo tanto, es necesario evaluar los riesgos y las consecuencias para las personas, los edificios y las instalaciones.

Efectis puede evaluar la vulnerabilidad de sus instalaciones y definir las mejores soluciones para que estén en condiciones de seguridad. Ofrecemos un planteamiento general y estructurado del problema:

  • Paso 1: Caracterización de los efectos:
    • Identificación de los fenómenos peligrosos
    • Caracterización de los fenómenos (tipo, intensidad y duración)
  • Paso 2: Caracterización de las estructuras (edificios e instalaciones):
    • Estudio ad hoc
  • Paso 3: Diagnóstico de vulnerabilidad de acuerdo a las partes del edificio (tejado, fachadas, etc.) y los tipos de efectos:
    • Efectos de explosiones: Cálculo mecánico y dinámico
    • Efectos térmicos: Cálculo de transferencia térmica y cálculos de dinámica líquidos
    • Efectos tóxicos: Mediciones y cálculo de la permeabilidad
  • Paso 4: Definición y optimización de las necesidades de refuerzo:
    • Viabilidad técnica y económica
    • Estimación de costes

Efectis presta apoyo a los propietarios y contratistas en los siguientes aspectos:

  • Diseño y definición de las especificaciones técnicas de la construcción (nuevos proyectos).
  • Realización de diagnósticos detallados y definición de los trabajos de refuerzo (edificios existentes).

Análisis sísmico de edificios y equipos (diagnóstico, diseño, simulación y evaluación)

Adaptado a las exigencias francesas

Los terremotos son uno de los riesgos más letales de la naturaleza y uno de los que más daños provocan. Entre 1994 y 2004, los terremotos provocaron más de 200.000 muertes en todo el mundo. De acuerdo con el reglamento de medio ambiente francés (artículos R. 563-1 a R.563-8), hay dos tipos de estructuras: las estructuras de “riesgo normal” y las de “riesgo especial”, en relación con la normativa sísmica.

En lo que respecta estas instalaciones, la prevención del riesgo asociado a terremotos debe estudiarse caso por caso, según la nueva orden de 24 de enero de 2011 relativa a los riesgos sísmicos. Este estudio debería estar finalizado, a más tardar, el 31 de diciembre de 2015.

En este contexto, CTICM y Efectis France se han unido para ofrecer sus conocimientos en sus campos respectivos de comportamiento sísmico y evaluación de riesgos de instalaciones clasificadas. Se proponen una gran variedad de servicios:

  • Inventario de los requisitos reglamentarios aplicables.
  • Análisis de riesgos de una instalación clasificada para identificar equipos que se encuentren en situación especial de riesgo, potenciales efectos dominó y barreras de seguridad, para definir los requisitos en materia de prestaciones.
  • Diagnóstico de la vulnerabilidad sísmica (in situ) de equipos y edificios industriales.
  • Simulaciones de ingeniería de comportamiento sísmico y definición de medidas de protección.
  • Análisis técnico y económico de las mejoras a poner en práctica.
  • Ayuda técnica en la creación de archivos administrativos.

Evaluaciones por tercera parte

Las autoridades o los propietarios de establecimientos pueden requerir que los servicios de ingeniería sean revisados por un tercero de forma que se obtenga un resultado experto e independiente.

Efectis realiza este tipo de análisis como entidad independiente desde hace más de 10 años.

Nuestro servicio se enfoca, en particular, en el análisis crítico de:

  • El método de análisis de riesgos utilizado
  • Las medidas preventivas y de protección seleccionadas para prevenir accidentes y limitar sus consecuencias
  • Los escenarios accidentales seleccionados
  • Los métodos de cálculo y las herramientas utilizadas para evaluar las consecuencias en el medioambiente (efectos tóxicos, térmicos y explosiones).
  • Efectos dominó en las instalaciones (explosión y efectos térmicos)
  • Efectividad de los sistemas de protección pasiva y activa del incendio (puertas y cerramientos cortafuego, rociadores, sistemas de control del humo del incendio, etc.)

Diseño prescriptivo y diseño basado en prestaciones

La seguridad contra incendios de un edificio viene determinada por su diseño arquitectónico, sus instalaciones, su actividad y los medios de evacuación de los que está dotado. Es, por tanto, indispensable analizar esos cuatro factores de forma conjunta para evaluar su nivel de seguridad frente al incendio.

La Ingeniería de Seguridad Contra Incendios (ISCI) se reconoce como una alternativa real al planteamiento prescriptivo habitual y, en la actualidad, se utiliza en todo el mundo para elaborar una estrategia global de seguridad contra incendios en las construcciones.

El uso de este tipo de ingeniería aporta una mayor flexibilidad a los arquitectos y contratistas en el diseño de edificios complejos o innovadores y proporciona una herramienta adecuada para la rehabilitación de edificios, de forma que cumplan con la normativa actual, como sucede con el caso de los edificios históricos.

En el caso de nuevos edificios, Efectis puede ayudarle con servicios como:

  • Definición de medidas de seguridad contra incendios de forma que su edificio cumpla los requerimientos de la reglamentación aplicable y sus objetivos de desempeño de forma eficiente.
  • Evaluación del nivel de seguridad contra incendios alcanzado con las medidas especificadas en su proyecto.
  • Redacción de requerimientos de resistencia y reacción al fuego de los materiales y sistemas constructivos para incluir en los documentos técnicos de su licitación de forma que su edificio cumpla la reglamentación aplicable y sus objetivos de desempeño de forma eficiente.
  • Análisis de la documentación aportada por sus proveedores de materiales y sistemas constructivos para asegurar que cumplen con las especificaciones del contrato y la reglamentación.
  • Evaluación de los sistemas e instalaciones de protección contra incendios durante su instalación.

Para edificios existentes:

  • Evaluación del nivel de seguridad contra incendios con las medidas existentes en el edificio y propuesta de medidas necesarias (protección pasiva, activa y medios de evacuación) para cumplir con la reglamentación actual y sus objetivos de desempeño (protección del edificio, de la estructura, de elementos de valor histórico, de la actividad, de medioambiente,…).
  • Inspecciones específicas según requerimientos de terceros como aseguradoras, etc.

Justificación de seguridad equivalente

Las soluciones propuestas en los reglamentos de seguridad (soluciones prescriptivas) no pueden aplicarse a la totalidad de las construcciones. Edificios históricos, arquitecturas complejas, nuevos materiales y sistemas constructivos, necesidades de explotación o gran cantidad de riesgos en ambientes industriales no pueden ser cubiertos por soluciones estandarizadas. Por ello, en la mayoría de los países es necesario demostrar que el nivel de seguridad aportado por soluciones diferentes a las prescriptivas, adaptadas al riesgo específico de la construcción (soluciones prestacionales) aportan el nivel de protección adecuado.

Esta justificación de seguridad equivalente será especialmente necesario en edificios singulares y/o con gran afluencia de público (edificios de gran altura, estadios, edificios multiusos,…), infraestructuras (túneles, aparcamientos subterráneos,…), medios de transporte (metros, barcos,…), edificios industriales y cuando la aplicación de nuevos productos, sistemas constructivos o nuevos sistemas de protección juegan un rol importante en la seguridad.

Desde Efectis realizaremos el análisis de riesgos, la definición de la solución más eficiente y la justificación necesaria para demostrar a las autoridades que dicha solución aporta el nivel de seguridad adecuado.

La definición y la justificación de la solución más eficiente puede realizarse mediante ensayos de fuego (o humo), simulación computacional o una combinación de ellos para evaluar, por ejemplo, las condiciones de desarrollo del incendio y del humo para estudiar su efecto sobre los ocupantes durante la evacuación, los bomberos durante su intervención o la estabilidad frente al incendio de las estructuras. La justificación de la seguridad equivalente puede ir ligada al cumplimiento de las exigencias reglamentarias en materia de seguridad contra incendios, a exigencias contractuales o exigencias de las aseguradoras.

En definitiva, a la cuestión ¿ofrece la solución un nivel de seguridad equivalente o adecuado en caso de incendio?: Efectis puede ofrecerle la respuesta.

Análisis, diseño y evaluación de sistemas de control del humo y la temperatura del incendio (SCTEH)

En el caso de estudios de ingeniería aplicada al control del humo del incendio, este planteamiento puede resultar útil en casos de dificultad en el cumplimiento de las soluciones planteadas en los reglamentos como:

  • Caudal de extracción menor al requerido,
  • Cortinas de humos de menor tamaño que el requerido,
  • Altura del techo mayor que la permitida,
  • Aporte de aire fresco limitado,
  • Atrios,
  • Evaluación de sistemas activos (jet-fan, cortinas de aire, etc.)

Efectis realiza estudios de simulación del desarrollo y propagación del humo del incendio para evaluar las condiciones de evacuación de acuerdo a los criterios de aceptación permitidos (toxicidad, opacidad/visibilidad, temperatura y radiación).

Este análisis, posterior al análisis del riesgo de la construcción, permite la elección del sistema de extracción más adecuado o la justificación de su efectividad, a pesar de que pueda apartarse, inicialmente, del enfoque prescriptivo reglamentario.

Esta metodología prestacional se desarrolla en estrecha relación con las autoridades y los servicios de extinción encargados de su autorización. El proceso de trabajo es el siguiente:

  • Fase 1: Análisis del riesgo de incendio del incendio en el edificio y propuesta/análisis del sistema de control de humos
  • Fase 2: Definición de los objetivos de seguridad y los criterios de análisis prestacional correspondientes
  • Fase 3: Definición y caracterización de los escenarios de incendio a estudiar
  • Fase 4: Validación de los objetivos, escenarios y criterios con las autoridades competentes
  • Fase 5: Simulación de los escenarios de incendio y análisis de resultados
  • Fase 6: Conclusiones sobre la efectividad del sistema de control del humo del incendio
  • Fase 7: Propuesta de mejoras en caso de no conformidad con los objetivos y repetición, en su caso, de las fases 5 y 6 hasta conseguir un resultado aceptable
  • Fase 8: Redacción del informe y presentación de las conclusiones a las autoridades competentes.

Efectis puede complementar este tipo de estudios con la validación del sistema instalado por medio de ensayos de humo

Diseño y evaluación de sistemas de protección activa del incendio

Para combatir el riesgo de incendio se debe comprender la naturaleza y el alcance de los incendios que se pueden desarrollar y, así, diseñar los sistemas que aseguren su control. En Efectis somos expertos en la ciencia del fuego y en el diseño y evaluación de los sistemas de protección.

Diseño prescriptivo: la mayoría de los proyectos están obligados por la reglamentación al uso de sistemas de protección activa. Efectis está especializado en el diseño y evaluación de sistemas de protección contra incendio convencionales y no convencionales, como por ejemplo:

  • Sistemas de detección y alarma (EN 54 y NFPA 72)
  • Sistemas de supresión por agua
  • Sistemas de rociadores automáticos (NFPA 13, EN12845)
  • Sistemas de agua pulverizada (EN 12259, NFPA 15)
  • Sistemas de agua nebulizada (NFPA 750)
  • Sistemas de extinción mediante agentes gaseosos (EN 12094)

El carácter y el nivel de detalle de la información proporcionada por Efectis variarán con arreglo a las necesidades del proyecto. Efectis puede cubrir todos los niveles, desde documentos de especificaciones de las prestaciones hasta documentación completa de diseño.

Diseño prestacional: algunas construcciones como sistemas públicos de transporte, edificios singulares o edificios industriales requieren a menudo un análisis especial para identificar y mitigar los riesgos de incendio. Los ingenieros y científicos de Efectis tienen amplia experiencia en la realización de ensayos de fuego y de simulación computacional del incendio para cuantificar los riesgos y utilizar ese conocimiento en el desarrollo de soluciones globales y adaptadas al riesgo.

Evacuación de los ocupantes

La creciente complejidad de los edificios e infraestructuras, en lo que respecta a su tamaño y configuración, requiere atención particular a los problemas relacionados con las condiciones de evacuación de los ocupantes.

Existen diferentes métodos para el análisis de las condiciones y los medios de evacuación, desde un simple cálculo analítico hasta complejas simulaciones capaces de resolver escenarios complicados.

El principal parámetro a tener en cuenta en el análisis de la evacuación es el tiempo que necesitan los ocupantes alcanzar un lugar seguro. Este tiempo depende de un número importante de factores como:

  • el tiempo de detección del incendio y la alarma,
  • el de reacción de los ocupantes para comprender que tienen que evacuar,
  • la velocidad de desplazamiento, la selección de la salida, la dimensión de puertas y escaleras, la presencia de obstáculos, la señalización y, por supuesto, las condiciones ambientales producidas por el humo del incendio.

El principal objetivo de estos estudios es obtener información para:

  • Obtener una evaluación precisa del tiempo necesario para la evacuación,
  • Identificar y trata las zonas críticas del edificio y
  • Proponer soluciones innovadoras y optimizadas para el diseño de los medios de evacuación.

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Comportamiento al fuego de materiales y estructuras

La reglamentación de seguridad contra incendios define la forma y las metodologías para la evaluación de la resistencia al fuego de estructuras y materiales (ensayos de fuego, Eurocódigos,…) y, en ocasiones, propone o permite alternativas a las soluciones prescriptivas por medio del uso de la Ingeniería de Seguridad Contra Incendios (ISCI). Esta alternativa está basada en el enfoque/diseño prestacional y consiste en evaluar la resistencia al fuego bajo condiciones de fuego real (en contraposición a las curvas de fuego estándar de los códigos y normas, como por ejemplo, el fuego ISO 834).

Efectis tiene el conocimiento, herramientas avanzadas de simulación y los medios experimentales para la evaluación de la resistencia al fuego de materiales, sistemas constructivos y estructuras.

Como laboratorio de fuego desde hace más de 40 años, Efectis realiza estudios de estabilidad estructural en caso de incendio teniendo en cuenta:

  • Las acciones térmicas producidas por las curvas estándar (enfoque prescriptivo), o
  • Las acciones térmicas producidas por fuegos reales (enfoque prestacional basado en ingeniería de seguridad contra incendios).

Este tipo de estudios puede realizarse para cualquier tipo de construcción (edificios de pública concurrencia, edificios de gran altura, instalaciones industriales, instalaciones nucleares, túneles, etc.) y para cualquier tipo de estructura (acero, hormigón, madera, mixta, nuevos materiales).

Los cálculos pueden realizarse de acuerdo a los métodos simplificados o avanzados como los que figuran en los Eurocódigos, siguiendo la metodología general indicada a continuación:

Estudios con curvas estándar – Curva ISO (enfoque prescriptivo)

Estudios con fuegos reales (ISCI)
  • Fase 1: Cálculos de transferencia térmica
  • Fase 2: Cálculos termomecánicos
  • Fase 1: Análisis del riesgo de incendio
  • Fase 2: Selección de escenarios de fuego de diseño
  • Fase 3: Cálculos de desarrollo de fuego para determinación de acciones térmicas
  • Fase 4: Cálculos de transferencia térmica
  • Fase 5: Cálculos termomecánicos

 

En las diferentes fases de cálculo se usan herramientas de modelado y simulación del tipo:

  • desarrollo del incendio (modelos simplificados, modelos de zona, modelos de campo como FDS)
  • modelos de elementos finitos para transferencia térmica (SAFIR, ANSYS) y
  • modelos de elementos finitos para cálculos termomecánicos (SAFIR, ANSYS, LENAS).

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Estudio de resistencia al fuego de la estructura de acero de una torre

 
 

Asesoramiento sobre reglamentación

El hecho de no identificar y demostrar el cumplimiento de los reglamentos genera riesgos que pueden obstaculizar el progreso de un proyecto o someter a unas instalaciones a riesgos operativos y jurídicos innecesarios.

¡No hay ninguna razón para que un proyecto o unas instalaciones se vean sometidos a este riesgo!

Los expertos en reglamentación de Efectis trabajan como parte de su equipo para ayudar a integrar los detalles del diseño necesarios para cumplir con reglamentos y normas, independientemente de la singularidad del proyecto. Si necesita cumplir con el CTE, el RSCIEI, una norma UNE, EN, NFPA u otros códigos, normas o especificaciones adoptados localmente, los asesores de Efectis cuentan con la experiencia necesaria para ayudarle.

¿Es necesario incorporar nuevas tecnologías o características de diseño únicas que no estén cubiertas por los reglamentos o normas? Los expertos en reglamentación de Efectis cuentan con la experiencia necesaria para ayudar a su equipo de proyecto a elaborar un planteamiento de diseño que cumpla con los objetivos del reglamento y le ayudarán a preparar la documentación necesaria y a asistirle en su presentación a las autoridades para solicitar y conseguir la aprobación de las soluciones alternativas o equivalentes de seguridad.