Daniel

Pérez Martín

Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos


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Modelos Numéricos. Una nueva concepción de la seguridad en espectáculos pirotécnicos

septiembre 15, 2015dpm_170 Comments

plotxzLa publicación en 2010 del RD 563/2010 “Reglamento de artículos pirotécnicos y cartuchería” y sus posteriores modificaciones supuso un antes y un después en cuanto a la delimitación de distancias de seguridad para espectáculos pirotécnicos. Sin embargo los factores meteorológicas pueden afectar de manera considerable a la seguridad de este tipo de eventos.

La inexistencia de unas distancias reglamentarias de seguridad antes de 2010 dejaba a criterio del técnico la delimitación de la zona de seguridad tal y como aparecía recogido en la Orden de 2 de marzo de 1989. En 2010 se publica la nueva reglamentación con una Instrucción Técnica concreta dedicada a los espectáculos pirotécnicos (ITC 8). En ella aparecen varias tablas con diversas distancias de seguridad en función del calibre y tipo de artificio. Para disparos inclinados se propone un aumento de la distancia en función de la inclinación en la proyección del disparo.

Pero, ¿son estas medidas de seguridad suficientes? En condiciones normales deberían serlo, pero ¿hasta que punto se han tenido en cuenta las variables meteorológicas?

Esa misma ITC 8 del reglamento, permite efectuar disparos con una velocidad máxima a nivel del suelo de 15m/s (54 km/h). ¿Cómo afecta la velocidad y dirección del viento a la seguridad?

En 2005 John Harradine y Tom Smith de la BPA comenzaron a desarrollar un modelo numérico (Shellcalc) que permite estimar trayectorias de artificios pensando en determinar la seguridad para estos eventos. Este modelo inicial que se ha perfeccionado hasta la fecha ha sido usado en grandes espectáculos como el año nuevo en Londres o el de Hong Kong.

La trayectoria se calcula por la resolución de 3 ecuaciones diferenciales (x,y,z) que permite conocer la posición de artificio en cada eje en intervalos de 0,1 segundos.

ecuaciones

plot-trajectoryDonde:

m es la masa del proyectil en kg

ρ es la densidad del aire kg/m3

V es la velocidad del proyectil en m/s

d es el diámetro efectivo del artificio en m

Cd es el coeficiente de arrastre (ad)

g es la aceleración de la gravedad m/s2

Con este modelo numérico se pueden estimar las posibles trayectorias en función de la velocidad y dirección del viento para ver el alcance de restos sólidos o incandescentes.

El modelo parte de unos valores de cálculo si se desconocen los parámetros necesarios para cada artificio. Si hacemos uso de estos valores iniciales de los que parte el programa obtendremos resultados mayorados y que por tanto estarán del lado de la seguridad.

El modelo permite introducir los parámetros más concretos para los artificios a disparar que son medidos al obtener el marcado CE del producto. Los datos necesarios son:

   Altura de apertura de efecto

   Tiempo de Espoleta

   Diámetro de apertura

   Peso total de la carcasa

Haciendo uso de estos valores “reales” obtenemos una aproximación más ajustada de las posibles trayectorias de los artificios.

Con esta aproximación y gracias a la representación sobre una imagen escalada podremos estimar en determinadas condiciones meteorológicas si los perímetros de seguridad son suficientes para el evento. En la imagen se ha representado la posible trayectoria de una carcasa de 150mm disparada en vertival (con desviación típica) afectada por una condiciones de velocidad del viento de 25km/h con 30º de desviación sobre la horizontal en la zona de disparo de la ciudad de Burgos. Para este calibre la normativa exige una distancia mínima de 120m y en estas condiciones los restos podrían llegar hasta una distancia de 140m (ver imagen) ¿Que garantías de seguridad nos da la ITC 8?

scaled-plot

Un nuevo concepto de seguridad que puede permitir estimar a tiempo real, en función de las condiciones meteorológicas, incrementos en las distancias de seguridad en las zonas de afección y que van a permitir dar una mayor garantía de seguridad en los grandes espectáculos en los que ante todo debe primar la seguridad del público.

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