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Modelado avanzado para mejorar la seguridad contra incendios en edificios

Un grupo de científicos financiado con fondos europeos ha desarrollado un modelo informático nuevo que simula eficazmente la propagación ascendente de las llamas y la extensión de los incendios en espacios cerrados, por ejemplo edificios.
Modelado avanzado para mejorar la seguridad contra incendios en edificios
Anteriormente, el estudio de la propagación de llamas se centraba principalmente en simulaciones 1D y 2D realizadas con software de dinámica de fluidos computacional (DFC) existente en el mercado, aunque dicho software únicamente permitía representaciones limitadas de los escenarios de propagación de llamas.

La iniciativa FLAME SPREAD (Fully coupled fluid-solid simulation of upward flame spread and fire growth) posibilitó un cambio al introducir un modelo nuevo en el OpenFOAM, nombre del software gratuito y de fuente abierta para DFC que predice la propagación ascendente de las llamas mediante geometrías y formas complejas de estas. A diferencia de los estudios anteriores, el equipo del proyecto FLAME SPREAD empleó los últimos modelos de hollín y combustión para la simulación de incendios, así como novedosos modelos de gas gris recientemente implantados para la transferencia térmica por radiación gaseosa. El equipo de trabajo también se centró en la utilización de cálculos de pirólisis para vincular la trasferencia térmica por radiación y el tratamiento del hollín.

El nuevo modelo de FLAME SPREAD capturaba adecuadamente la tasa de regresión superficial y el tiempo necesario para alcanzar la temperatura de pirólisis, con unos resultados que demostraron la viabilidad de predecir, con una exactitud razonable, el aumento de temperatura en la propagación de las llamas. En el caso de los incendios de poca envergadura en paredes, los resultados calculados para el flujo térmico y los ratios de pirólisis mostraron una concordancia aceptable con los datos experimentales. Además, se constató que la inclusión del efecto borde de ataque mejoraba la precisión de las previsiones del flujo térmico convectivo.

El nuevo modelo también permite predecir con exactitud el ratio de propagación de las llamas, la tasa de desprendimiento de calor del incendio y la altura de las llamas en el caso de los incendios a gran escala. El modelo validado se utilizó posteriormente para simular la propagación de las llamas en distintas inclinaciones, así como para predecir la propagación ascendente de las llamas.

FLAME SPREAD, a través de diversos seminarios y talleres, ha conseguido que sus innovaciones se conozcan entre las comunidades científica e industrial.

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Palabras clave

Seguridad contra incendios, modelo, propagación de llamas, dinámica de fluidos computacional, OpenFOAM, gas gris, hollín, pirólisis
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