Estudo CFD de controlo da qualidade do ar – estaleiro de construção da estação subterrânea RER de Issy
Estudo CFD de controlo da qualidade do ar - estaleiro de construção da estação subterrânea RER de Issy
Ano
2024
Cliente
Localização
Paris
Tipologia
Ar e Vento
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A missão realizada pela EOLIOS ingénierie: competência em CFD e simulação aeroeléctrica
Engenheiros da EOLIOS, especialistas em aerodinâmica para ambientes subterrâneos
Os engenheiros da EOLIOS são especialistas na análise e no controlo dos fenómenos aeroeléctricos em ambientes confinados e subterrâneos, nomeadamente no contexto de estaleiros complexos.
Esta experiência é utilizada para melhorar a qualidade do ar e a segurança dos trabalhadores, através de uma metodologia rigorosa que combina auditorias no local e simulações numéricas de alta fidelidade. A análise permite antecipar fenómenos locais de estagnação ou de propagação de poluentes susceptíveis de afetar as condições de trabalho, tendo em conta os constrangimentos técnicos e operacionais do local.
A EOLIOS é líder na simulação CFD aeroeléctrica e térmica. Os nossos estudos baseiam-se no feedback de campanhas de medição em condições reais e numa centena de locais simulados em todo o mundo.
Estudo do fluxo de ar e da qualidade do ar no estaleiro da estação RER de Issy
Antecipar e gerir os riscos de ventilação num ambiente subterrâneo durante a fase de construção
A fase de construção de uma infraestrutura ferroviária subterrânea representa um desafio importante em termos de qualidade do ar. Na ausência de sistemas de ventilação permanentes, os espaços fechados estão sujeitos a fenómenos aeraúlicos complexos, muito dependentes da configuração do local, das aberturas temporárias e das condições meteorológicas.
Neste contexto, a EOLIOS Ingénierie trabalhou nas instalações da estação RER de Issy para analisar os movimentos aéreos, identificar as zonas de risco e propor soluções adequadas para garantir um ambiente de trabalho mais saudável e seguro.
Ventilação natural restrita e limitada
Os trabalhos no estaleiro (corte, soldadura, etc.) geram poeiras finas e poluentes que se podem acumular em zonas mal ventiladas. Se os fluxos de ar não forem controlados, estes poluentes podem propagar-se a outros níveis da estação e afetar negativamente a qualidade do ar para os trabalhadores da obra.
A equipa da EOLIOS realizou uma auditoria aeroeléctrica no local, incluindo testes de fumo, para visualizar as entradas e saídas de ar, bem como as principais tendências de fluxo entre os diferentes níveis da estação.
Identifica fontes de poluição e áreas críticas com uma auditoria
Os trabalhos no estaleiro (corte, soldadura, etc.) geram poeiras finas e poluentes que se podem acumular em zonas mal ventiladas. Se os fluxos de ar não forem controlados, estes poluentes podem propagar-se a outros níveis da estação e afetar negativamente a qualidade do ar para os trabalhadores da obra.
A equipa da EOLIOS realizou uma auditoria aeroeléctrica no local, incluindo testes de fumo, para visualizar as entradas e saídas de ar, bem como as principais tendências de fluxo entre os diferentes níveis da estação.
Modelação e estudo CFD da estação RER de Issy
Modelação CFD adaptada à fase de construção
Os trabalhos no estaleiro (corte, soldadura, etc.) geram poeiras finas e poluentes que se podem acumular em zonas mal ventiladas. Se os fluxos de ar não forem controlados, estes poluentes podem propagar-se a outros níveis da estação e afetar negativamente a qualidade do ar para os trabalhadores da obra.
A equipa da EOLIOS realizou uma auditoria aeroeléctrica no local, incluindo testes de fumo, para visualizar as entradas e saídas de ar, bem como as principais tendências de fluxo entre os diferentes níveis da estação.
Esta abordagem permite ter em conta as severas restrições geométricas e a natureza evolutiva da estrutura, mantendo ao mesmo tempo uma visão global coerente dos fluxos de ar.
Estudo de diferentes formas de otimizar a ventilação do local
Para avaliar a influência das escolhas técnicas e das disposições temporárias, foram simuladas várias configurações de funcionamento: a configuração existente, a configuração com divisórias e depois uma configuração optimizada com condutas de alimentação.
Estas configurações representam diferentes modos de ventilação do local, desde uma situação dominada pela ventilação natural até cenários que incorporam condutas de abastecimento.
Comparando estes cenários, é possível identificar as configurações mais favoráveis à renovação do ar e as que geram desequilíbrios de ar, com fluxos demasiado baixos, mal distribuídos ou insuficientemente direcionados para as zonas ocupadas pelos trabalhadores.
Análise dos campos de velocidade e da mistura de ar na estação em função das optimizações
Análise comparativa de cenários - um método estruturado para otimizar soluções
As simulações CFD foram utilizadas para analisar a distribuição das velocidades do ar ao longo dos volumes. Algumas zonas têm baixas velocidades e pouca estrutura, o que reflecte uma mistura limitada e uma capacidade reduzida de evacuar os poluentes gerados pelas actividades do local.
Em contrapartida, outras configurações favorecem uma circulação mais contínua e melhor distribuída, com fluxos mais homogéneos entre níveis, limitando a formação de zonas de estagnação e melhorando a distribuição do ar fresco nas zonas sensíveis.
O estudo aeraúlico foi efectuado em três fases, partindo do estado inicial do sítio e avaliando sucessivamente o impacto de duas configurações alternativas.
Oestado inicial, apenas com ventilação natural, é o cenário de referência. As análises revelam que o movimento do ar é geralmente fraco e desestruturado: enquanto os níveis próximos da superfície beneficiam de uma renovação relativa, a situação deteriora-se significativamente em profundidade. Os níveis inferiores apresentam velocidades muito baixas e uma idade do ar elevada, gerando zonas de estagnação acentuadas, nomeadamente sob as plataformas. Esta configuração não permite garantir uma qualidade do ar satisfatória durante a fase de construção.
Uma primeira otimização, que consistiu em introduzir divisórias provisórias nos níveis da plataforma e da circulação vertical, revelou-se contraproducente. Longe de melhorar a situação, esta compartimentação limita as trocas entre volumes e dificulta a circulação vertical do ar, acentuando o confinamento dos níveis inferiores. As simulações mostram um aumento da idade média do ar em várias zonas, incluindo volumes anteriormente mais bem ventilados, com zonas de estagnação mais extensas e mais pronunciadas do que na configuração inicial.
A segunda configuração, com ar fresco fornecido por ventilação forçada, dá resultados muito mais favoráveis. A mistura melhora nas zonas visadas, a estagnação é reduzida ea renovação do ar torna-se mais eficaz em profundidade. Quando os fornecimentos são posicionados o mais próximo possível das zonas críticas, a melhoria torna-se significativa e estende-se a volumes maiores. Esta configuração foi selecionada como a mais adequada para garantir condições de trabalho seguras durante a fase de construção.
A idade média do ar como indicador-chave da qualidade da ventilação
Para além das velocidades, o estudo baseia-se na análise daidade média do ar, um indicador particularmente relevante durante a fase de construção. Este indicador permite avaliar a frescura do ar em cada zona.
Os resultados evidenciam contrastes significativos entre zonas de baixa idade do ar, que beneficiam de uma renovação satisfatória, e zonas de elevada idade do ar, que revelam uma ventilação insuficiente e um risco acrescido de acumulação de poluentes. Estas zonas situam-se principalmente sob as plataformas e em certas partes dos níveis inferiores.
Compreende claramente as prioridades de ação do projeto
Recomendações adaptadas a cada projeto
O estudo aeraúlico do estaleiro da estação RER de Issy permitiu identificar com precisão os mecanismos de circulação do ar e evidenciar os limites da ventilação natural durante a fase de obras.
Os resultados do estudo ilustram :
- A ventilação natural, por si só, é insuficiente durante a fase de construção,
- Certas configurações agravam os fenómenos de confinamento,
- O fornecimento de ar comprimido pode melhorar a situação a nível local,
- Uma estratégia adaptada às zonas críticas é essencial para garantir uma qualidade do ar satisfatória.
O CFD foi utilizado para definir as prioridades dos problemas, identificar as alavancas mais eficazes para a melhoria e formular recomendações adaptadas às restrições operacionais do local.
Descobre mais sobre este assunto:
Resumo em vídeo do estudo
Resumo do estudo
A EOLIOS Ingénierie realizou um estudo aeraúlico completo para avaliar a qualidade do ar e garantir a segurança das condições de trabalho durante a fase de construção da estação RER de Issy. Dada a ausência de sistemas de ventilação definitivos e a profundidade dos níveis subterrâneos, os engenheiros combinaram uma auditoria ao local com testes de fumo e simulações digitais CFD de alta fidelidade. Foram analisadas e comparadas três configurações: ventilação natural isolada, compartimentação temporária das plataformas efornecimento de ar fresco por ventilação forçada. Os resultados mostraram que a ventilação natural é insuficiente durante a fase de construção e que a compartimentação agrava os fenómenos de confinamento nos níveis inferiores. A única forma de reduzir as zonas de estagnação e de melhorar significativamente a renovação do ar é a instalação dealimentações de ar direcionadas. O estudo permitiu classificar os riscos e formular recomendações operacionais concretas, adaptadas à evolução dos condicionalismos do local.
Resumo em vídeo da missão
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