Sobre el desarrollo de ascensores de evacuación de ocupantes

Un examen de los conceptos para usar ascensores en emergencias de rascacielos, incluida la historia centrada en el 9 de septiembre

El concepto anterior al 9 de septiembre

El letrero, "En caso de incendio, no use ascensores, use escaleras", o en una redacción similar, se puede encontrar comúnmente en cualquier vestíbulo de ascensor típico en los EE. UU. En Hong Kong, de acuerdo con la Cláusula 3.10.3 del Código de Práctica para el Diseño y Construcción de Edificios y Obras para la Instalación y Uso Seguro de Ascensores y Escaleras Mecánicas, 2011:

“. . . en el exterior de un [ascensor] pozo en cada nivel de rellano, tan cerca como sea posible de la puerta del rellano o, donde hay dos o más ascensores contiguos, la puerta del rellano de uno de cada dos ascensores, se mostrará un aviso en Inglés y chino en letras y caracteres de no menos de 15 mm de altura como se indica a continuación: EN CASO DE INCENDIO, NO UTILICE EL ELEVADOR ".

De hecho, el concepto de que los ocupantes del edificio deben salir del edificio a través de escaleras en caso de emergencia se ha construido con fuerza en la mente de la mayoría de las personas en todo el mundo. Los creadores de códigos tradicionalmente han preferido este concepto, aunque el uso de “ascensores para extinción de incendios” o “ascensores para bomberos” por parte del personal de emergencia durante un brote de incendio ha sido una práctica común durante décadas. Hay muchas razones por las que no se recomienda a los ocupantes que utilicen los ascensores por sí mismos en caso de emergencia, como sugieren Bialy y Blackaby: [3]

• No se puede garantizar la confiabilidad del ascensor debido a la naturaleza impredecible de la propagación del fuego.
• No se puede garantizar la seguridad de los pasajeros debido a la propagación y acumulación imprevistas de humo.
• Los ascensores pueden desactivarse por el rocío de agua de los rociadores o mangueras contra incendios, atrapando así a los pasajeros.
• El comportamiento humano de los pasajeros en situaciones de emergencia es impredecible. (Más sobre este tema más adelante en este artículo; es muy importante ser considerado con respecto a la evacuación por ascensores en caso de emergencia sin la ayuda de bomberos).
• El suministro eléctrico puede resultar dañado por un incendio, lo que hace que la disponibilidad de energía eléctrica para los ascensores no sea confiable.
• A menudo, incluso el personal de emergencia no confía en el sistema de ascensores y prefiere subir las escaleras para realizar las operaciones de rescate, a pesar de que el equipo que transporta puede pesar decenas de libras.

Sin embargo, los ataques terroristas del 9 de septiembre obligaron a los profesionales de los ascensores y a los creadores de códigos a comenzar a pensar si un concepto tan persistente aún debería aplicarse hoy en día, en particular, en lo que respecta a los edificios de gran altura. Comencemos por revisar rápidamente el 11 de septiembre.

En septiembre 11, 2001

A las 8:45 am del 11 de septiembre, un avión comercial de American Airlines secuestrado, el Vuelo 11, que acababa de partir de Boston en su camino a Los Ángeles con 92 pasajeros a bordo, golpeó la Torre Norte de 110 pisos de altura del One World Trade Center. (1WTC) en el bajo Manhattan, Nueva York. Dieciocho min. más tarde, a las 9:03 am, un segundo avión comercial secuestrado, el vuelo 175 de United Airlines con 65 pasajeros a bordo, también en su camino de Boston a Los Ángeles, chocó contra la Torre Sur del 1WTC. A las 9:59 am, la Torre Sur, 56 min. después de ser atacado, colapsó primero. A las 10:28 am, la Torre Norte, 103 min. después de ser atacado, también colapsó.

Se podría suponer que los ocupantes de la Torre Sur comenzaron a abandonar el edificio justo después del primer ataque a las 8:45 am. En otras palabras, los ocupantes de esa torre obtuvieron, como máximo, 18 + 56 = 74 min. para la evacuación, mientras que los ocupantes del North 1WTC obtuvieron, como máximo, 103 min. Cincuenta mil personas trabajaron en las Torres Gemelas, aproximadamente 25,000 cada una. [4] Podemos suponer que, en general, cada edificio tiene una población del 80% (es decir, 20,000 ocupantes en cada edificio; 200 ocupantes por piso en promedio).

MD Egan descubrió que los evacuados normalmente experimentan fatiga mientras viajan hacia abajo en aproximadamente 5 minutos, mientras que la velocidad promedio de los evacuados que caminan por un piso con una altura normal de 8 pies es de aproximadamente 16 s. [5] Por tanto, la fatiga se produce después de que los evacuados hayan recorrido aproximadamente 18 pisos. Cuando las personas evacuan por las escaleras, descubrió RE Howkins, están expuestas a peligros debido al cansancio, mareos, resbalones en superficies o pérdida de capacidad física. [8] La evacuación de una escalera también lleva un tiempo excesivamente largo para llevarse a cabo. Howkins también informó que tomó aproximadamente 12 minutos. caminar hasta la planta baja en un edificio de 42 pisos usando la escalera de extinción de incendios, perfectamente en línea con lo que descubrió Egan. Esto es bajo la condición de que la escalera no esté completamente congestionada con evacuados. Además, los evacuados necesitan descansar de vez en cuando para evitar la fatiga si necesitan caminar por decenas de pisos.

Según el análisis realizado hasta ahora, podemos esperar que un evacuado pueda tardar hasta media hora en descender desde el último piso de cualquier torre del WTC hasta el nivel del suelo, lo cual es totalmente inaceptable desde el punto de vista de la seguridad. Tal consideración inició muchas reuniones y comités establecidos en diferentes organizaciones de elaboración de códigos para encontrar soluciones.

Conceptos después del 9 de septiembre

En los EE. UU., Se llevó a cabo un taller sobre el "Uso de ascensores en incendios y otras emergencias" en 2004 y fue organizado por la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME), el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, el Consejo de Códigos Internacionales, la Asociación Nacional de Protección contra Incendios , La Junta de Acceso de los Estados Unidos y la Asociación Internacional de Bomberos. [11] Luego, se formaron dos Grupos de Tareas ASME A17 para estudiar el uso de ascensores para la salida de los ocupantes y los bomberos, respectivamente. David McColl presidió ambos y escribió sobre una serie de análisis de peligros realizados y recomendaciones propuestas como resultado de las actividades de los grupos, con énfasis en el estudio del comportamiento humano durante las emergencias [9 y 10].

En diciembre de 2010, ASME organizó el “Simposio sobre el uso de ascensores durante emergencias” para difundir las propuestas planteadas por los grupos (ELEVATOR WORLD, agosto de 2010). Luego, en 2013, se publicó la nueva edición de ASME A17.1/CSA B44, en la que se define el concepto de “Operación de evacuación de ocupantes” (OEO) como “la operación de un sistema de ascensor para la evacuación de ocupantes en condiciones de emergencia”. Prevé la operación del ascensor desde una zona de pisos afectados por el incendio (es decir, el piso del incendio, dos pisos más abajo y dos pisos más arriba).[11] Esto implica la operación automática de los ascensores sin un asistente dentro de la cabina.

La OEO no es obligatoria según A17.1-2013, pero el propietario del edificio debe elegir entre todos o ninguno, indirectamente de acuerdo con el Código Internacional de la Construcción. Una vez que se implemente la OEO en un edificio de gran altura de 120 pies de altura o más, se instalarán ascensores avanzados llamados ascensores de evacuación de ocupantes (OEE) sin ningún asistente. [1] Antes de la operación de llamada de emergencia de la Fase 1, los ocupantes pueden proceder a evacuar el edificio utilizando estos OEE automáticos que poseen características especiales como:

• Protección contra incendios y agua
• Deteccion de humo
• Un vestíbulo grande y protegido
• Pasillos, vestíbulos y escaleras presurizados
• Señalización Profesional
• Indicación del estado del vestíbulo
• La comunicación bidireccional
• Monitoreo del sistema de ascensores
• Retirada de ascensor
• Energía de reserva protegida
• Protección de cables eléctricos
• Comunicación de voz / alarma, etc. [1 y 11]

Se proporcionará señalización "en tiempo real" en todos los pisos para informar a las personas si el servicio OEO está disponible en un piso en particular en caso de emergencia, y se mostrará la hora prevista de llegada del OEE a ese piso. [11] Al mismo tiempo, los ascensores de acceso al servicio de bomberos con características mejoradas para la ejecución de la Operación de emergencia del bombero también se recomiendan en A17.1-2013 para mejorar la confianza de los bomberos en estas unidades.

En Europa, A. Rahman y W. Offerhaus hicieron un resumen del desarrollo de código y compararon los códigos relevantes desarrollados durante la última década. [12] British Standard (BS) 9999: Código de prácticas para la seguridad contra incendios en el diseño, la gestión y el uso de edificios, publicado en octubre de 2008, estipula el uso de un ascensor controlado por un asistente para ayudar a los ocupantes discapacitados a salir del edificio en caso de emergencia. Un asistente debe estar presente para controlar el ascensor, mientras que un coordinador de incendios permanece en el piso principal de la salida de emergencia para coordinar la evacuación. Este concepto es diferente al de OEE en A.17.1-2013, en el que el asistente está ausente. Actualmente, la Organización Internacional de Normalización (ISO) está redactando una especificación técnica, ISO DTS 18870: Requisitos para ascensores utilizados para ayudar en la evacuación de edificios, con un concepto similar al OEE y OEO en A17.1-2013. Ambas operaciones dependen en gran medida de la existencia y coordinación de un sistema inteligente de gestión de edificios. El Comité Europeo de Normalización (CEN) publicó CEN / TS 81-76: Evacuación de personas discapacitadas con ascensor en 2011, donde se requiere un ascensorista o asistente para controlar toda la operación, poseyendo un concepto cercano al descrito en BS 9999.

Espacio para un mayor desarrollo

A17.1-2013 estipula la zona de cinco pisos con el piso de fuego en el medio para ser servida por OEE. Este concepto funciona bastante bien cuando hay un pequeño incendio dentro de un piso. Si hay más pisos de incendio con alarmas activas, todos los pisos entre el piso más alto y el piso más bajo con una alarma activa, más dos pisos arriba y dos pisos abajo, se incluyen en una zona de evacuación. [11] Si dicha zona de evacuación consta de decenas de pisos, ¿cómo podrían los OEE servir para evacuar a todos los evacuados, teniendo en cuenta que cada piso debe ser atendido por un OEE o más?

Algunos problemas surgen al utilizar el concepto de asistente de ascensor, [12] como el problema psicológico de un asistente que necesita viajar solo hacia el piso del incendio cada vez que los pasajeros evacuados abandonan el automóvil en el nivel de descarga o salida principal. El proceso requiere un miembro adicional del Equipo de Respuesta a Emergencias y reduce la capacidad del automóvil en un pasajero. A veces, es difícil para el asistente cerrar las puertas del automóvil cuando los evacuados se apresuran a ingresar al automóvil. Finalmente, el asistente tiene que ser el último en salir del edificio, enfrentando una mayor presión psicológica.

En las Torres Petronas en Kuala Lumpur, Ariff informó que, en caso de emergencia, los evacuados se reúnen en los pisos del refugio en los pisos 41 y 42. Luego, los elevadores de lanzadera viajan entre el nivel de descarga principal y estos dos pisos de refugio para evacuar a los evacuados en espera. [2] Obviamente, no es fácil para todos los ocupantes reunirse en estos pisos durante una evacuación completa de todo el edificio, como en el 9 de septiembre.

James W. Fortune propuso la idea de “Operación de botes salvavidas” haciendo uso de los pisos designados para refugio / rescate (uno por cada 15-20 pisos, o uno por zona de ascensor) en edificios de gran altura [6]. En caso de emergencia, se podría indicar a los evacuados que se congreguen y esperen la evacuación en estos pisos de refugio, que luego son atendidos por los elevadores del piso de rescate del “bote salvavidas” de la fase 3. Una vez en funcionamiento, estos ascensores solo servirían desde y hacia los pisos de rescate designados y el piso de descarga. Tal idea se implementó con éxito en el Burj Khalifa en Dubai. [7]

Su autor aprecia mucho la idea de la operación de emergencia del “bote salvavidas”, pero hay varias preocupaciones que deben abordarse. Para manejar situaciones como el 9 de septiembre, se deben incluir más características en el diseño, según una propuesta que su autor ayudó a hacer en 11. [2002]

 Además de todas las tecnologías necesarias para garantizar la confiabilidad, solidez y seguridad de toda la operación, un tema principal aún debe discutirse en detalle aquí: el comportamiento humano durante un gran incendio o desastre en el que todo un edificio de gran altura tiene que ser quedar libre lo antes posible. Los evacuados primero deben poder subir y bajar las escaleras de manera segura y sin fatiga durante una emergencia. En segundo lugar, deben sentirse lo suficientemente seguros y pacientes como para esperar la llegada de los ascensores de evacuación de ocupantes. Reunirse en los pisos de refugio / rescate (uno cada 25 pisos, como máximo) es una estrategia razonable. Los evacuados sanos pueden bajar fácilmente 20 pisos o subir cinco pisos a través de las escaleras presurizadas para llegar al piso de refugio más cercano, que está bien protegido y seguro, en comparación con los vestíbulos normales de los ascensores (aunque también protegidos contra incendios). Este es el concepto de operación de emergencia de “bote salvavidas”.

Un problema importante surge en la operación de emergencia del “bote salvavidas” cuando, en cada piso de refugio, cientos de ocupantes de los 20 pisos más cercanos se reúnen para la llegada de los elevadores lanzadera. Cada uno puede manejar solo de 10 a 30 pasajeros en promedio, dependiendo de la capacidad nominal del automóvil. ¿Quién es responsable del pedido allí después de que se abren las puertas del automóvil / rellano? A Rahman y Offerhaus les preocupaba que pudiera ser difícil cerrar las puertas de los coches / rellano, incluso con el control de un ascensorista, sin mencionar el funcionamiento automático. [12]

Cualquiera cuya vida esté amenazada quiere abandonar el lugar peligroso lo antes posible. Se debe establecer algún mecanismo para asegurarse de que los evacuados se alineen cortésmente en las filas y esperen la evacuación. Una vez que un automóvil está lleno, ningún pasajero que esté cerca de las puertas debe insistir en ingresar al automóvil para sobrecargarlo y / o evitar el cierre de las puertas del automóvil / rellano.

En las Figuras 1 y 2 se muestra una solución. Los huecos de los ascensores están dispuestos en las cuatro esquinas del edificio, en lugar de en el núcleo central. De esta forma, incluso si el edificio es impactado por un avión, como máximo, se dañarían dos grupos de ejes. En condiciones normales, estos turismos no se detienen en los desembarcaderos del refugio. Sin embargo, mientras están en situación de emergencia, solo se detienen en los desembarcos de los refugios.

El vestíbulo de espera en cada piso de refugio debe estar especialmente diseñado para abordar el problema más difícil relacionado con la psicología humana. Los evacuados que se encuentran fuera de un automóvil completamente cargado pero que están más cerca de las puertas deben sentirse aliviados de dejar que el automóvil se vaya. En la entrada de cada ascensor de evacuación, una cámara segura de hormigón con un período de resistencia al fuego de al menos 2 horas. se va a montar (Figura 2). La cámara tiene una entrada de una sola fila desde el vestíbulo, pero un ancho de doble fila a lo largo del canal. En este caso, los evacuados solo pueden ingresar a la cámara uno a uno, luego a la cabina del ascensor de dos en dos. Dentro de la cámara, todos pueden sentirse seguros, porque el próximo automóvil que llega está vacío seguro, y se puede garantizar un buen orden de entrada al automóvil esperando evacuados. Nadie debe tratar de sobrecargar un automóvil, ni evitar que se cierren las puertas del automóvil / rellano, porque los dos evacuados que podrían hacer eso estarían más cerca de las puertas, mientras saben claramente que tienen la máxima prioridad para el próximo viaje.

Fuera de la cámara, habría carteles informando a los evacuados de la posición instantánea de cada automóvil y el tiempo de espera antes de que el siguiente automóvil vacío llegue a esa cámara en particular, brindando plena confianza a los evacuados para esperar pacientemente allí. Por supuesto, las características requeridas por A17.1-2013 relacionadas con OEE también son aplicables a este diseño. En media hora, más de 400 evacuados podrían ser atendidos por un solo automóvil con capacidad para 21 pasajeros y un tiempo promedio de ida y vuelta de 90 s. Las cámaras de televisión de circuito cerrado dentro de las cámaras de seguridad y el recuento de pasajeros deben garantizar que las cámaras llenas de evacuados tengan una mayor prioridad. Este diseño aborda el comportamiento psicológico clave de los humanos en emergencias para que la operación de evacuación sea fluida y eficiente.

Conclusión

Se realizó una revisión de los últimos códigos en América del Norte y Europa, que muestra que los creadores de códigos ya han adoptado el concepto de evacuación de emergencia mediante ascensores para edificios de gran altura. Luego se discutieron los requisitos de OEO y OEEs de A17.1-2013. Durante un desastre grave, su autor apoya la operación de emergencia del "bote salvavidas" como la dirección a seguir en el futuro, ya que los ascensores de emergencia de los ocupantes solo necesitan servir varios pisos de rescate / refugio bien protegidos, en lugar de todos los pisos que pertenecen a una gran zona que consta de decenas de pisos con alarmas activas. Con miras a un comportamiento humano inesperado bajo el pánico, se deben construir cámaras seguras en todas las entradas de los ascensores en los pisos del refugio. Solo de esta manera se podrá abordar el comportamiento psicológico de los humanos para garantizar una evacuación segura y rápida de todo el edificio de gran altura.

Referencias
[1] Antona, J. “Ascensores para acceso al servicio de bomberos y evacuación de ocupantes”, Tecnología de ascensores 20, Actas de Elevcon 2014, Lustig, A. ed., IAEE, París, p. 145-157.
[2] Ariff, A. “Revisión del procedimiento de evacuación de las torres gemelas Petronas”, Proc. Conferencia CIB / CTBUH, Kuala Lumpur, octubre de 2003, pág. 35-42.
[3] Bialy, L. y Blackaby, B. “Potential Role of Elevators during Emergencies”, EW, julio de 2004, p. 79-85.
[4] Museo del Estado de Nueva York (www.nysm.nysed.gov/wtc/about/facts.html).
[5] Egan, MD Conceptos sobre seguridad contra incendios en edificios, Robert Krieger Publishing Co., 1986.
[6] Fortune, JW "Nuevos pensamientos sobre la construcción de evacuaciones de emergencia a través de ascensores después del 9 de septiembre", EW, enero de 11, p. 2007-58.
[7] Fortune, JW "Evacuaciones de emergencia en edificios mediante elevadores", Proc. Conferencia Mundial CTBUH, Mumbai, febrero de 2010, pág. 3-5.
[8] Howkins, RE "Ascensores para evacuación y salida de emergencia", Tecnología de ascensores 11, Actas de Elevcon 2001, Lustig, A. ed., IAEE, Singapur, p. 44-55.
[9] McColl, D. “Uso de ascensores durante emergencias”, EW, enero de 2009, p. 26-28.
[10] McColl, D. “Uso de ascensores durante emergencias”, EW, noviembre de 2010, p. 64-67.
[11] McColl, D. “Uso de ascensores durante emergencias”, Tecnología de ascensores 20, Actas de Elevcon 2014, Lustig, A. ed., IAEE, París, p. 365-372.
[12] Rahman, A. y Offerhaus, W. “Comparación de conceptos para ascensores de evacuación”, Elevator Technology 20, Actas de Elevcon 2014, Lustig, A. ed., IAEE, París, p. 74-83.
[13] Entonces, ATP; Lai, TTM; y Yu, JKL "Sobre el desarrollo de ascensores de escape de emergencia", Tecnología de ascensores 12, Actas de Elevcon 2002, Lustig, A. ed., IAEE, Milán, p. 258-267.