Protección contra incendios: diseño basado en desempeño
Por: Ing. Oscar Mauricio Barajas Pinzón / Ingeniero Mecánico de la Universidad Nacional de Colombia 1995 / Maestría en Ingeniería en Protección Contra Incendios de la Universidad de Maryland 2017 / Maestría en Automatización Industrial de la Universidad Nacional de Colombia 2001 / MBA (Maestría en Administración de Negocios) de la Universidad de Phoenix USA 2008 / Especialista en Respuesta en Emergencias de la Universidad de Texas A&M, USA 2009 / Especialista Certificado en Protección Contra Incendios CEPI de NFPA / Actualmente es Loss Prevention Engineer para la petrolera Saudi Aramco en Abqaiq, Arabia Saudita. Introducción: Ingenieros en Protección Contra Incendios en la industria de Oil & Gas usualmente siguen los lineamientos de códigos tales como NFPA y API, para asegurar que se logre un determinado nivel de protección en las instalaciones. En las dos últimas décadas, se han realizado extensas investigaciones para introducir el concepto de Diseño Basado en Desempeño. Los códigos y regulaciones ofrecen soluciones para problemas convencionales si el nivel de incertidumbre es bajo. Siguiendo códigos establecidos por entidades normativas y reguladoras, transfiere parte del riesgo a las autoridades. En el sistema de diseño basado en desempeño, se generan soluciones costo-efectivas teniendo en cuenta escenarios, objetivos y resultados específicos, más que ajustarse a soluciones preestablecidas en los códigos [1] [7]. El SFPE “Engineering Guide to Performance Based Fire Protection” define diseño basado en desempeño como aquella práctica de ingeniería enfocada en definir el sistema de protección contra incendios que más se ajusta al nivel deseado de protección definido por el usuario, considerando los objetivos de seguridad contra incendios, el análisis probabilístico y determinístico de los escenarios de incendio y la evaluación cuantitativa de alternativas de diseño [2] [5]. Esta definición identifica tres atributos del diseño basado en desempeño. El primero es la determinación del nivel deseado de protección contra incendio. El segundo es la inclusión del diseño de la edificación. El tercer atributo es la consideración de análisis de ingeniería y el planteamiento de alternativas de diseño para cumplir las necesidades del usuario. Referencias documentales y normativas: ◥◥ SFPE “Engineering Guide to Performance Based Fire Protection”. ◥◥ NFPA 101A “Guide on Alternative approaches to Life Safety”. ◥◥ NFPA 555 “Guide on methods for Evaluating Potential for Room Flashover”. Objetivos y proceso de diseño basado en desempeño: Los tres objetivos principales en diseño basado en desempeño son [1]: ◥◥ Protección a los ocupantes: una estructura debe ser diseñada para proteger a los ocupantes que no se encuentran involucrados con el fuego, ofreciendo suficiente tiempo y espacio para evacuar de forma segura. ◥◥ Integridad estructural: la integridad estructural de la edificación debe mantenerse durante el tiempo necesario para permitir la evacuación o reubicación de los ocupantes en caso de incendio. ◥◥ Continuidad del negocio: la organización implementa diseños robustos que permiten la continuidad del negocio al minimizar potenciales pérdidas por incendios. Generalmente, el diseño de un sistema de protección contra incendios usando criterios de desempeño, sigue los siguientes pasos: 1. Definición del alcance del proyecto. 2. Determinación de metas de seguridad. 3. Selección de los criterios de desempeño. 4. Determinación y desarrollo de creíbles escenarios de incendio. Análisis de ocupación. 5. Planteamiento de preguntas clave para tomar decisiones. 6. Planteamiento de diseños de prueba. 7. Evaluar los diseños de prueba con respecto a los escenarios de incendio y plantear modificaciones hasta cumplir los criterios de desempeño. 8. Selección del diseño final. Figura 1. Secuencia de pasos durante procesos de diseño basado en desempeño. Determinación de metas: Las metas son los resultados finales deseados cuando la edificación se encuentra afectada por un creíble escenario de incendio o emergencia [4]. Generalmente estas metas se expresan en términos de impacto sobre las personas, la propiedad, la interrupción del negocio o el impacto al medio ambiente. Ejemplos de metas en los que la metodología de diseño basado en desempeño se aplica, son los siguientes: 1. Minimizar el número de personas afectadas por el fuego y evitar fatalidades. 2. Minimizar los potenciales daños a la edificación, su contenido y sus atributos arquitectónicos e históricos. 3. Minimizar interrupciones al negocio como consecuencia de la materialización de escenarios de incendio y emergencias. 4. Limitar el impacto ambiental. En las instalaciones y facilidades de la industria de hidrocarburos, los objetivos a considerarse durante el proceso de diseño basado en desempeño pueden ser los siguientes [6]: 1. Garantizar la evacuación de trabajadores y visitantes. 2. Prevenir o limitar la liberación de hidrocarburos. 3. Confinar o redireccionar derrames de hidrocarburos. 4. Minimizar la probabilidad de presencia de fuentes de ignición dentro de las facilidades. 5. Garantizar el accionamiento de los sistemas de parada de emergencia ESD y despresurización de sistemas. 6. Confinar la emergencia a los límites de planta. Selección de criterios de desempeño: Los criterios de desempeño son un conjunto de valores umbrales que deben considerarse durante el proceso de diseño basado en desempeño. Por ejemplo, los criterios de desempeño para la supervivencia y evacuación segura de los ocupantes de una edificación, medidos a la altura de 1.5 metros sobre el nivel del suelo podrían ser los siguientes: 1. La temperatura no debe exceder 65°C. 2. La concentración instantánea de monóxido de carbono no debe exceder 10.000 ppm. 3. La concentración acumulada de monóxido de carbono no debe exceder 25% de concentración de monóxido de carbono en hemoglobina. 4. La concentración de oxígeno debe mantenerse en un 14% o más. Los criterios de desempeño para evitar la generación de flashover (o fenómeno de súbita combustión generalizada) en un recinto cerrado pueden ser los siguientes: 1. La temperatura de gases y vapores del incendio en la parte superior del recinto no debe exceder los 600°C. 2. El flujo de calor radiado en el suelo del recinto no debe exceder 20kW/m2. Determinación de creíbles escenarios de incendio: Los aspectos que se deben considerar para definir los potenciales escenarios de incendio en la edificación son [8]: ◥◥ Localización del incendio. ◥◥ Tipo de incendio. ◥◥ Potenciales peligros y riesgos. ◥◥ Sistemas a ser impactados por el fuego. ◥◥ Capacidad
Protección contra incendios: diseño basado en desempeño Leer más »