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Ingeniería de Protección Contra Incendios Más Allá de las Pruebas Estándar y la Regulación
24/08/2007
José Luis Torero 1
José L. ToreroJosé L. Torero
Ingeniería de Protección Contra Incendios Más
Allá de las Pruebas Estándar y la Regulación
BRE Centre for Fire Safety EngineeringSchool of Engineering and ElectronicsThe University of EdinburghEdinburgh, EH9 3JLU.K.
Que es la Ingeniería de Seguridad contra Incendios?
§ Una manera activa de incrementar la seguridad contra incendios
§ Sirve como complemento a:§ La respuesta de los bomberos§ Diseño arquitectónico adecuado§ Diseño estructural adecuado§ Etc, etc, etc
§ Debe ser una parte integral del diseño de un inmueble
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José Luis Torero 2
Las Metodologías Actuales
§ Regulación - Normas§ Generalmente impuesta por autoridades locales§ En general de evolución muy lenta pero constante§ Autoridades locales y cuerpo de bomberos tienden a
ser quienes imponen el cumplimiento§ Diseño requiere conocimiento detallado de las reglas
§ Desempeño§ La tendencia actual§ Las normas tienden a ser: muy rígidas, muy caras y
algunas veces inclusive inadecuadas§ Diseño requiere un conocimiento detallado del
problema de la seguridad contra incendios.
Porque el Diseño por Desempeño?
§ Un incendio es un evento considerado estadísticamente como “muy infrecuente”§ La inversión en protección contra incendios
debe ser justificada a base de las perdidas potenciales
Riesgo=Probabilidad x Perdidas Potenciales
§ El diseño por desempeño cuantifica las Perdidas Potenciales§ Permite un análisis de costo y beneficio!
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José Luis Torero 3
Introducción
§ Esta presentación se basa en las recomendaciones de la Sociedad de Ingenieros de Protección Contra Incendios: Society of Fire Protection Engineers (SFPE)
§ Guía para Ingenieros de la SFPE para el Análisis y Diseño de Edificaciones: Protección Contra Incendios por Criterio de Desempeño
Diagrama de Flujo del Proceso
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición del Proyecto
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
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José Luis Torero 4
Diagrama de Flujo del Proceso
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Identificación de Objetivos
Diagrama de Flujo del Proceso
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Definición de Objetivos
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Diagrama de Flujo del Proceso
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Definición de Criterios de Desempeño
Diagrama de Flujo del Proceso
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Desarrollo de Incendios Típicos para
Diseño
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Diagrama de Flujo del Proceso
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Desarrollo de Diseños Preliminares
Diagrama de Flujo del Proceso
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Informe del Diseño
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Diagrama de Flujo del Proceso
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Evaluación de Diseños Preliminares
Diagrama de Flujo del Proceso
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
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Diagrama de Flujo del Proceso
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Modificación del Diseño o los Objetivos
Diagrama de Flujo del Proceso
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Selección del Diseño Final
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Diagrama de Flujo del Proceso
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Informe del Diseño en Base a Criterios de
Desempeño
Diagrama de Flujo del Proceso
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Preparar la Documentación Sobre el
Diseño
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José Luis Torero 10
Diagrama de Flujo del Proceso
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Especificaciones, Dibujos, Manual de Operación y
Mantenimiento
Definición del Proyecto
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición del Proyecto
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
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Definición del Proyecto
§ Limites del Diseño§ El rol de las diferentes “partes”§ Definición del cronograma de trabajo§ Definición de las características del
proyecto
Características del Proyecto
§ Ocupación del Inmueble§ Características del
Edificio§ Las diferentes “Partes”§ Servicio de Bomberos§ Suministros
(agua,electricidad, gas)§ Consideraciones
Ambientales
§ Elementos Históricos/Culturales y Sociales a considerar
§ Administración de operaciones
§ Proceso de entrega de las diferentes etapas del proyecto
§ Reglamentación Vigente
Las Reglas de Juego!
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Podemos aplicar las mismas reglas?
Identificación de Objetivos
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Identificación de Objetivos
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Objetivos de Seguridad: Incendios
§ Son 4 los objetivos fundamentales:§ Protección de los ocupantes§ Protección de la propiedad§ Continuidad de las operaciones§ Minimizar el impacto ambiental
§ Objetivos Anexos§ Preservación de patrimonio histórico§ Minimizar impacto ambiental de los medios de
protección contra el incendio
Prioridades Diferentes
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Origen de los Objetivos
§ Reglamentación Vigente (Códigos)§ Uso§ Las “Partes”§ Propietario del Inmueble§ La Administración del Inmueble§ Equipo de Diseño§ Autoridades§ Ocupantes§ Encargados de Operaciones y Mantenimiento§ Servicio de Bomberos
Ejemplos de Objetivos
§ Minimizar perdidas de vida y damnificados
§ Minimizar daños a los “muebles y objetos” (importancia histórica)
§ Minimizar paralización de operaciones
§ Limitar impacto ambiental
§ Definir entrenamiento necesario para el personal de seguridad
§ Reducir gastos sin afectar de manera negativa la seguridad
§ Definir limites de operación del inmueble
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Definición de Objetivos
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Definición de Objetivos
Los Objetivos Específicos
§ Aquí se definen en detalle los objetivos específicos§ Pueden ser los objetivos sugeridos por
las normas en vigencia o pueden ser definido por el responsable del proyecto§ Deben ser “cuantitativos”§ Se dividen en:§ Objetivos de las diferentes “partes”§ Objetivos de diseño
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Objetivos de las Diferentes “Partes”
§ Son “específicos” al proyecto§ Por lo general se definen en base a:§ Perdidas aceptables§ Perdidas materiales§ Tiempo de paralización de operaciones§ Perdidas de equipo critico para la operación
§ Riesgos aceptables§ Probabilidad de muerte§ Probabilidad de heridas
§ Equivalencia§ A una norma o código§ A un requerimiento de parte de la aseguradoras
Ejemplo de Objetivos de las “Partes”
§ Evitar toda perdida de vida fuera del compartimiento de origen del incendio§ Minimizar danos fuera del
compartimiento de origen del incendio§ Paralización del proceso productivo
menor a 8 horas§ Eliminar contaminación del agua
originada en los sistemas de extinción
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Objetivos de Diseño
§ Son el resultado de la “cuantificación” de los objetivos de las partes§ Sirven como los “criterios” para evaluar
diseños potenciales§ Pueden ser “cantidades determinadas” o
“probabilidades”§ Los objetivos de diseño están dirigidos a
cuantificar el daño generado a los “objetos”:§ A los ocupantes§ Al edificio§ A los contenidos§ A un compartimiento especifico§ A un proceso
Ejemplos de Objetivos de Diseño
§ Prevenir el “Flashover” en el compartimiento de origen del incendio§ Evitar la propagación de llamas fuera del
compartimiento de origen del incendio§ Limitar el contacto del “objeto” al humo
a tiempos menores que los que generan daños§ Generar vías de escape adecuadas para
el agua de extinción
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Prioridades Diferentes
Los Tiempos Característicos
Primer Rociador
Detección Rociadores SubsecuentesBomberos
tiempo
Condiciones Insostenibles
1er Cuarto
Condiciones Insostenibles
1er Piso El Incendio
100%
Condiciones Insostenibles
Edificiote
tf
tS
Incendio, % Evacuado, % de la Resistencia Inicial de la Estructura, etc.
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El Objetivo
te<<<<tf
te<<<<tS
ts? ∞
Definición de Criterios de Desempeño
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Definición de Criterios de Desempeño
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Criterios de Desempeño
§ Establecidos los objetivos de manera cuantitativa es necesario establecer variables que representan esos objetivos§ Establecidas las variables se les da valores
críticos, rangos o probabilidades§ Estos son los criterios de desempeño§ Se utilizan para evaluar los diseños preliminares§ Sirven para determinar los diseños aceptables§ Finalmente permiten establecer cual es el diseño final
Criterios de Desempeño (II)
§ Herramientas deben ser capaces de predecir la evolución de estas variables§ Herramientas deben poder estimar la
incertidumbre de las predicciones
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Herramientas
§ Códigos o Normas§ Expresiones analíticas§ Correlaciones empíricas§ Herramientas de calculo por computador§ Ensayos estandarizadas y no-
estandarizadas
Ejemplos de Variables de Desempeño
§ Temperaturas § Materiales§ Gases
§ Concentración de humo§ Productos tóxicos§ Irritantes§ Reducción de visibilidad (Obscuración)
§ Flujo de calor§ Tiempo de evacuación§ Nivel de descenso del humo
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Ejemplos de Valores Críticos
§ COHb debe ser menor de 12%§ tf,COHb, te,COHb=tiempo para obtener la concentración que
lleva a YCOHb=12%§ Visibilidad >7 metros§ tf,vis=tiempo para obtener la concentración que lleva a
L=7 m§ Temperatura del humo <200 °C§ tf,H= tiempo para obtener TH=200oC
§ Deflexiones menores a 5%L§ tS,D= tiempo para llegar a deflexiones =5%L
§ Capacidad de evacuación de agua igual a 1.2 veces la descarga de diseño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Desarrollo de Incendios Típicos para
Diseño
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MetodologíaEstablecer Los Posibles Incendios Típicos
•Edificación•Ocupación•Evolución del Incendio
Determinar Los Incendios Típicos para el Inmueble•Edificación•Ocupación•Evolución del Incendio
Establecer “Candidatos”•Desarrollar los Incendios “Candidatos”
Selección
§ Incendios muy poco probables podrán ser descartados§ Incendios que lleven a condiciones
aceptables según los criterios de desempeño deben ser descartados§ Se deberían analizar todos los casos
restantes pero por lo general se eligen los que lleven a peores consecuencias
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José Luis Torero 24
Evolución del Incendio
§ Deben analizarse:§ Fuentes posibles de encendido§ Propagación y crecimiento del fuego§ Características del incendio desarrollado§ Duración§ Características de la extinción
§ Finalmente se establecen los posibles “Incendios”§ Información estadística§ Parámetros físicos que controlan la evolución de un
incendio
Curvas de Evolución del Incendio
§ Por lo general establecidas en base al calor generado
TIME
RE
LEA
SE
RA
TE
1 2 3 4
to tbo
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maxQ&
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En Forma Analítica
§ Polinomio
§ Exponencial
n
go t
tQQ
= &&
=
go t
texpQQ &&
En Forma Experimental
§ Datos de “Fire on the Web” (www.bfrl.nist.gov)
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En Base a Modelos Numéricos
Desarrollo de Diseños Preliminares
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Desarrollo de Diseños Preliminares
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Metodología
§ Considerar primero cuales son los Incendios que se van a utilizar para evaluar el inmueble§ Elegir las medidas de protección que han de satisfacer
los objetivos de desempeño establecidos§ Estructurar los medios de protección en un diseño
§ Considerar diseños correspondientes a las normas o códigos§ Elegir las medidas de protección estipuladas por las
normas
Estrategias
§ Control del encendido y desarrollo del incendio por medio de restricciones a los materiales combustibles
§ Control de la propagación del fuego y humo median distribución de materiales combustibles y barreras
§ Detección§ Extinción§ Escape - Control de comportamiento (señalización y
alarma) y diseño de vías de escape§ Protección pasiva – aislamiento térmico, barreras,
puertas contra fuego, etc.
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José Luis Torero 28
Los Tiempos Característicos
Primer Rociador
Detección Rociadores SubsecuentesBomberos
tiempo
Condiciones Insostenibles
1er Cuarto
Condiciones Insostenibles
1er Piso El Incendio
100%
Condiciones Insostenibles
Edificiote
tf
tS
Incendio, % Evacuado, % de la Resistencia Inicial de la Estructura, etc.
Informe del Diseño
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Informe del Diseño
Ingeniería de Protección Contra Incendios Más Allá de las Pruebas Estándar y la Regulación
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José Luis Torero 29
Características
§ Interacción entre el personal de diseño y las otras “partes” debe hacerse de manera regular§ Permite identificación de nuevos riesgos§ Permite aceptación preliminar de métodos y
avances§ Previene modificaciones innecesarias§ Un informe de diseño es necesario antes de la
evaluación de diseños preliminares para asegurar el acuerdo de las partes a los casos a analizar.
Evaluación de Diseños Preliminares
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Evaluación de Diseños Preliminares
Ingeniería de Protección Contra Incendios Más Allá de las Pruebas Estándar y la Regulación
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José Luis Torero 30
Desarrollo de los Incendios
§ Establecer de manera cuantitativa la evolución del inmueble para cada uno de los incendios “Candidatos”§ Establecer de manera cuantitativa el
impacto del incendio en los “objetos”§ Compartimiento de origen§ Resto del inmueble: humo§ Incendio desarrollado: estructuras
Proceso de Evaluación
§ Evaluar el desempeño de cada diseño en base a los incendios “Candidatos”§ Cuales son los diseños que cumplen con los
criterios de desempeño?§ Evaluación cuantitativa del desempeño relativo§ Evaluación cuantitativa de la incertidumbre§ Desempeño relativo vs. probabilidad de cada
“candidato”§ Cuales son los danos estimados para cada
diseño?§ Cual es el costo de cada diseño?
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Evaluación del Incendio (tf)
Evaluación de la Evacuación (te)
§ Modelos del desempeño de estas vías
Nivel de la Calle16.4%
Area de Espera37.9%
Café y Restaurante8.1%
Plataforma del Tren37.6%
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José Luis Torero 32
Análisis Local de Deformación
Análisis Local de “Falla”
§ Pandeo generado por expansión térmica
§ Contracción durante el enfriamiento genera ruptura de conexiones
Heating Cooling
Expansion Contraction
Failure
Local Buckling
(a) (b)(c)
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José Luis Torero 33
Análisis Global de una Zona
Análisis Global del Edificio
Pisos 5, 6 y 7
Elementos Estructurales Críticos
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José Luis Torero 34
Selección del Diseño
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
Decisiones
§ La toma de decisiones es la parte mas compleja de este análisis§ Las variables son múltiples§ La incertidumbre es grande (Ej..
Comportamiento humano)§ La evaluación del costo de los diferentes
daños es difícil (Ej.. cuanto cuesta una vida?)§ Etc., etc., etc.
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Modificaciones
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Modificación del Diseño o los Objetivos
Alternativas
§ Si ningún diseño satisface los criterios de desempeño:§ Se establecen modificaciones a los diseños§ Se establecen modificaciones a los criterios
§ Estas modificaciones deben hacerse en concertación con todas las partes
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El Diseño Final
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Selección del Diseño Final
Documentación (I)
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Informe del Diseño en Base a Criterios de
Desempeño
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Documentación (II)
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Preparar la Documentación Sobre el
Diseño
Documentación (III)
Definición del Proyecto
Identificación de Objetivos
Definición de Objetivos
Definición de Criterios de Desempeño
Desarrollo de Incendios Típicos para Diseño
Desarrollo de Diseños Preliminares
Evaluación de Diseños Preliminares
Informe del Diseño
Selección del Diseño que Cumple con los Criterios
de Desempeño
No
Si
Modificación del Diseño o los
Objetivos
Selección del Diseño Final
Informe del Diseño en Base a
Criterios de Desempeño
Preparar la Documentación Sobre el Diseño Especificaciones, Dibujos,
Manual de Operación y Mantenimiento
Especificaciones, Dibujos, Manual de Operación y
Mantenimiento
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Importancia de la Documentación
§ Necesaria para que todas las partes entiendan:§ El proceso de diseño§ La justificación de las decisiones§ La implementación§ El mantenimiento
§ Una pobre documentación puede dar como resultado:§ Rechazo del diseño por las autoridades§ Problemas con modificaciones futuras§ Problemas de índole legal!
Conclusiones
§ El Diseño por desempeño es una alternativa al diseño por normas§ Tiene el beneficio de estimar las perdidas
potenciales de una manera cuantitativa§ Requiere un nivel de capacitación muy alto§ Por lo general el proceso de diseño es caro§ Pero el potencial de ahorro en la
implementación es enorme!
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Conocimientos Necesarios§ La Estructura§ Las Estructuras deben ser diseñadas bajo la hipótesis que un
incendio se puede dar§ El “potencial destructivo” tiene que determinarse§ El costo de la protección tiene que establecerse
§ Comportamiento Humano§ Escape tiene que modelarse - predicciones§ El comportamiento en estado de “pánico” tiene que entenderse§ Las implicaciones de un comportamiento inadecuado deben
entenderse (Ej. Incendios voluntarios, “El síndrome del héroe,” discapacitados, edad)
§ El Fuego§ Dinámica del Fuego: Crecimiento, transporte de humo, supresión,
danos
§ Implicancias Legales – Las Consecuencias
Quienes Hacen el Trabajo?§ Regulación - Normas§ Ingenieros de Seguridad Contra Incendios§ Encargados de seguridad, bomberos, “otros ingenieros”§ Quien tenga la experiencia necesaria!
§ Desempeño§ Requiere entendimiento de los “fundamentos”§ Generalmente ejecutado por Ingenieros de Seguridad
Contra Incendios§ Actualmente: § Consultoras (Ove Arup (UK), Burgoygne and Partners (UK),
Rolf Jansen and Assoc. (USA), Hughes Assoc. (USA), Fire Protection Consultants (Bélgica), etc.)§ Aseguradoras: Factory Mutual Global (US), Lloyd’s (UK), etc.
§ Una industria en crecimiento vertiginoso!
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Como se Pueden Obtener Estos Conocimientos?
§ Es imperativo saber nuestras limitaciones!§ Educación puede obtenerse a diferentes
niveles:§ Conocimiento del Problema: Seminarios,
educación a distancia§ Ejecución y Supervisión: Diplomas de 2 a 3 años
en “Ciencia del Fuego” § Diseño y Manejo de Proyectos: Ingeniero de
Seguridad/Protección contra Incendios (Licenciado, Maestría, Doctorado)- 5 a 10 años
Donde se Puede Obtener esta Educación?
§ Conocimiento del Problema:§ Muchos cursos disponibles (+/- 1 semana)
§ Ejecución y Supervisión§ Entrenamiento del Cuerpo de Bomberos, muchos cursos a nivel
básico.§ Oklahoma State University (USA), Danish Technical University
(Dinamarca), Stord/Haugesund (Noruega), U. of Greenwich and Central Lancaster (UK), Gent (Belgica), etc.
§ Diseño y Manejo de Proyectos§ Lund University (Suecia) – M.S., PhD§ The University of Edinburgh (UK) – (B.Sc., M.S., PhD)§ The University of Maryland (USA) – (B.Sc., M.S., PhD)§ Worchester Polytechnic Institute - (USA) – (M.S., PhD)
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Información
§ Jose L. [email protected]
§ SFPEwww.sfpe.org