Sistemas contra incendios

Industriales. Mecánica. Detección. Emplazamiento. Construcción. Control de humos. Presurización. Detectores. Agentes espumantes

  • Enviado por: Mike
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 30 páginas

publicidad
cursos destacados
Combo cursos de matemática y ciencia
Combo cursos de matemática y ciencia
¡Aprovecha esta gran oportunidad!

Ahora es posible, adquirir a manera de Combo, los siguientes...
Ver más información

¡Ejercicios resueltos de Derivadas de Funciones!
¡Ejercicios resueltos de Derivadas de Funciones!
En este curso de 7 horas, el profesor Willians Medina explica de manera impecable el tema de Derivadas de funciones,...
Ver más información


1- SISTEMAS DE SEGURIDAD

Se denomina sistema a un conjunto independiente de componentes. La descripción de un sistema es la descripción de sus componentes y de las interacciones que existen entre ellos.

Existen pues dos tipos de sistemas: estáticos y dinámicos, siendo el segundo diferente porque se tiene en cuenta, de forma explícita, las interacciones que varían con el tiempo.

1.1- SISTEMAS DE DETECCIÓN

Humos Detectores iónicos

(precombustión sin llama) Detectores ópticos

Aspiración

Temperatura fija Tipo mecánico

Detectores térmicos Tipo eléctrico

Termovelocimétros

Lineales

El análisis de sistemas comprende las siguientes etapas y pasos:

  • Descripción exacta del problema a resolver

  • Definir y redactar la descripción del sistema en estudio incluyendo factores interactivos de interés.

  • Listado de los supuestos e hipótesis formuladas acerca del sistema.

  • Recopilar información referente a los datos.

  • Escribir métodos y procedimientos que han de utilizarse.

  • Ejecutar el análisis señalado.

  • Documentar los resultados obtenidos.

  • Sacar conclusiones de los resultados.

1.2- ANÁLISIS MEDIANTE RED.

Una red es una representación gráfica de un sistema y muestra la trama lógica de secuencias y relaciones entre los distintos acontecimientos. Los diagramas de redes pueden utilizarse en sistemas contra incendios por ejemplo para describir las trayectorias de salida de un edificio, el análisis de la probabilidad de que una barrera corte el paso al fuego o la comparación de sistemas de detección.

Para construir una red, es suficiente una exposición clara de la base lógica del procedimiento, y exige que las actividades y acontecimientos se describan de forma que su ejecución se identifique claramente.

Otra condición indispensable es que a partir de un acontecimiento dado puedan describirse acontecimientos futuros. Esta condición se puede utilizar para construir redes que puedan ser utilizadas en el análisis de las alternativas a la seguridad contra incendios.

El acontecimiento inicial es la declaración del incendio y las tres maneras posibles de las que se puede extinguir son:

  • Autoextinción

  • Extinción automática

  • Extinción manual

1.3- MODELO DE SEGURIDAD

Un modelo representa solamente lo que sabemos sobre un tema. El modelo permite formular preguntas y obtener determinadas respuestas.

El “modelo de seguridad contra incendios” representa la propagación del fuego en un edificio residencial, en el cual se han identificado siete estadios e el desarrollo del fuego, considerados de interés crítico al declararse el incendio en una habitación. Los estadios se denominan dominios.

El modelo de seguridad fija también las reglas que definen como el fuego pasa de un dominio a otro. La transición entre dos dominios utiliza dos tipos de reglas:

  • Probabilidad de paso de un dominio a otro.

  • Distribución estadística del tiempo que el fuego permanecerá en cada dominio antes de pasar a otro.

  • La relación de dominios elaborada por la N.F.P.A. para viviendas unifamiliares es:

    Dominio 1: Precombustión.

    Dominio 2: Incendio declarado. El combustible mantiene el fuego

    Dominio 3: Fuego vigoroso.

    Dominio 4: Fuego vigoroso.

    Dominio 5: Fuego remoto.

    Dominio 6: Propagación de la llama.

    Dominio 7: Propagación importante.

    2-EMPLAZAMIENTO Y CONSTRUCCIÓN.

    La seguridad contra incendios ha de iniciarse con el desarrollo proyecto. Este enfoque incluye la consideración de las secciones del edificio y de su distribución, así como la organización de los espacios exteriores.

    Uno de los más recientes principios establece que un edificio debe estar proyectado de forma que facilite la extinción manual de un incendio de la forma más amplia. Esta concepción esta orientada de forma que las perdidas humanas sean las mínimas.

    La protección del edificio no debe estar encomendada en su totalidad a los cuerpos de bomberos. Estos deben estar apoyados por defensas contra incendios tanto activas como pasivas.

    El diseño arquitectónico de un edificio tiene una influencia muy significativa sobre la seguridad contra incendios. Tanto la distribución interior como los esquemas de circulación, materiales de acabado e instalación, afectan en gran medida al proceso de extinción manual, especialmente lo relacionado con las actuaciones de los bomberos, facilitando o dificultando la eficacia de sus actuaciones.

    Durante el proceso de un incendio, los ocupantes se ven expuestos a dos tipos de peligro. De una parte la exposición a las llamas y a los productos calientes. Y de otra parte, el humo y los gases tóxicos generados por la combustión, esta segunda causa mas perdidas humanas, ya que al contrario de la exposición a los focos calientes, ésta se manifiesta a distancias considerables de donde se produce el incendio. De aquí la importancia de las barreras que evitan la propagación del humo.

    La distribución arquitectónica de los espacios y los esquemas de circulación son factores decisivos a la hora de una evacuación de emergencia, estos no deben ser laberínticos, si no que se ha de encontrar fácilmente la salida, por lo que las salidas de emergencia deben de estar bien señalizadas.

    La altura del edificio también está relacionada con la seguridad contra incendios. Para evacuar los ocupantes por encima de la séptima planta, no se pueden utilizar métodos aéreos convencionales.

    3- PROTECCIÓN Y LUCHA CONTRA EL FUEGO.

    El código da una pauta para el diseño y la gestión que apunta a reducir la incidencia de incendios. Algunas de estas pautas son:

    Planificación y ejecución inicial de los componentes y sistemas de incendios en los edificios, junto con las rutas de escape.

    Compromiso del contratista que será responsable de cumplir con el plan de seguridad de incendios.

    Instigación de un sistema de “permisos de trabajo” siempre que se produzcan trabajos en caliente.

    Adquisición de certificados de incendio.

    Colocación de las casetas que tienen que respetar la distancia de seguridad.

    4- CONTROL DE HUMOS EN LAS RUTAS DE ESCAPE PROTEGIDAS UTILIZANDO PRESURIZACIÓN.

    El humo como ya sabemos se moverá siempre hacia una región de baja presión, así si mantenemos las rutas de escape a una presión mayor que la de los espacios colindantes, las rutas de escape permanecerán libres de humo.

    La diferencia de presión necesaria es muy pequeña (50 Pa). Presiones mas altas aumentaran la fuerza necesaria para abrir las puertas.

    Puesto que la cubierta exterior de un edificio no proporciona un recinto hermético, el gradiente de presión interna lateral se verá afectado por la dirección y fuerza del viento.

    La presurización de una ruta de escape diseñada se puede proporcionar mediante la instalación de un sistema de conducto y ventilador, que introduce aire fresco al edificio, distribuido a través de parrillas y/o registros, situados fuera de las rutas de escape, y permitiéndolo abandonar el edificio.

    4.1- IMPORTANCIA DE EXPULSAR EL AIRE DESDE EL EDIFICIO

    Es esencial para el propio funcionamiento del sistema de presurización que al aire introducido en la ruta de escape se le permita abandonar el edificio a través de las paredes externas del espacio, mediante salidas casuales o artificiales. De esta forma se asegura que el gradiente de presión decreciente se establezca a través del edificio en la dirección del flujo de aire. Si al aire se le impide salir el gradiente de presión caería a cero. Los aparatos para expulsar el aire se deberán activar en el momento en el que se produzca un incendio, y permanecer encendidos durante el tiempo que corresponda al standard de resistencia al fuego de los elementos de la estructura del edificio. El código de practica establece cuatro métodos por los que el aire se debería remover desde el edificio.

    Método 1

    Uso de huecos inherentes en la construcción y ajuste de los marcos de ventanas. Estos huecos se conocen como rendijas y, para los tres tipos de ventanas, el código da valores para la mínima longitud recomendada, como una función del caudal neto de presurización del aire que será necesario.

    Método 2

    Aberturas colocadas alrededor de la periferia del espacio. Con el fin de prevenir la succión, estarán normalmente en la posición cerrada y cuando el sistema de presurización sea activado, las aberturas se abrirán, permitiendo al aire pasar al exterior del edificio.

    Método 3

    Uso de pozos de ventilación que pasan verticalmente a través del edificio y solo se deberían utilizar cuando los métodos 1 y 2 no sean factibles. La construcción referida supone el uso de aberturas en cada piso, colocadas en la periferia de cada pozo vertical. Normalmente se mantienen en posición cerrada y cuando el sistema de presurización se activa, solo las aberturas situadas en el piso del incendio se abrirán.

    Método 4

    Uso de un sistema de conducto vertical y un ventilador de extracción, construido en el modelo apropiado de resistencia al fuego. Como en los métodos 2 y 3, las aberturas de extracción de cada piso se mantienen normalmente cerradas. Cuando el sistema se activa, solo aquellas aberturas situadas en el piso incendiado se abrirán.

    4.2- VENTAJAS DE UN SISTEMA DE PRESURIZACION

    • Proporcionará una ruta de escape segura

    • escaleras y pasillos no necesitan situarse en los muros externos

    no es necesaria la provisión de pozos de humo para ventilación alternativa

    • se pueden omitir algunas “puertas que paren el humo” de las rutas de escape

    • se puede reducir el numero de escaleras necesarias, basándose

    en la densidad de población

    • se eliminan las perdidas de energía fortuita debida a los métodos “naturales” de ventilación

    4.3- CUATRO METODOS DE REALIZAR LA PRESURIZACION DE UN EDIFICIO

    Método 1: Presurización únicamente de escaleras

    Este método sólo debería utilizarse donde la aproximación horizontal desde el alojamiento a la escalera sea mínima y en su mayor parte sea por medio de un pasillo simple. Durante una emergencia de incendio, todas las escaleras protegidas interconectadas por pasillos, corredores o áreas de alojamiento, serán simultáneamente presurizadas.

    Método 2: presurización de escaleras y toda, o parte, de la ruta horizontal

    Este método se utiliza para aquellos edificios en los cuales la aproximación no se hace a través de un pasillo simple, pero si a través de un pasillo que tiene puertas a los ascensores. En este caso la presurización se debería tomar al pasillo y posiblemente a cualquier corredor, y durante una emergencia todos esos espacios se deberían presurizar simultáneamente. La presurización del corredor debería ser independiente de la caja de escalera, se debería proporcionar un sistema de conducto separado para cada espacio y la caída de presión desde la escalera al siguiente espacio debería de tener caídas de presión de no más de 5 Pa.

    Método 3: presurización de pasillos y/o corredores únicamente.

    Este método se puede utilizar donde hay dificultad en colocar el conducto necesario para presurizar las escaleras. El aire necesario para presurizar las escaleras debe entrar desde el conducto que suministra el aire a pasillos o corredores.

    Método 4: presurización del edificio completo

    Se basa en la apertura de orificios en el piso en el que existe el incendio, permitiendo así que el humo sea forzado al exterior desde edificio. La apertura inadvertida de una puerta a los pies de una escalera puede causar que la caja de la escalera se llene de humo.

    4.4- RESTRICCIONES EN LA APLICACIÓN DEL SISTEMA DE PRESURIZACION

    Se debería evitar la existencia de cajas de escalera presurizadas en el mismo edificio que cajas de escalera naturalmente ventiladas. En caso de incendio, se debe esperar que el área ventilada naturalmente se llenará de humo y bajo ninguna circunstancia se debería conectar la caja de escalera por medio de un corredor o un pasillo.

    5- LASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE RIESGO DE INCENDIO

    Hay tres principales tipos de riesgos:

    • riesgo ligero

    • riesgo corriente

    • alto riesgo

    Tanto el riesgo corriente como el alto riesgo se subclasifican en posteriores categorías.

    5.1- RIESGO LIGERO.

    Edificios no industriales donde la cantidad y la combustibilidad de los componentes es baja, tales como oficinas, bibliotecas, escuelas y prisiones. Sin embargo para ciertas zonas dentro de estos edificios la clasificación es del tipo “riesgo corriente”.

    5.2- RIESGO CORRIENTE

    Se subdivide en grupos I a III y el grupo IIIS.

    GRUO I trabajos de cemento, fabricas de joyas, mataderos, cervecerías,

    restaurantes y cafés

    GRUPO II trabajos químicos escogidos, trabajos de ingeniería, fabricas

    embotelladoras y fabricas de confección.

    GRUPO III fabricas de vidrio, aviones, vehículos de motor, aparatos

    electrónicos. Incluso garajes y aparcamientos de coches.

    GRUPO IIIS fabrica de fósforo, destilerías, teatros y estudios de cine y

    televisión.

    El tipo de productos y la forma de almacenarlos han sido clasificados en categorías de I a IV en orden de riesgo ascendente.

    CATEGORÍA I Alfombras, textiles, paneles de madera y tiendas de

    Comestibles

    CATEGORÍA II Papeles usados, tablas de madera y cartones empaquetados

    que contienen alcoholes en latas y botellas

    CATEGORÍA III Papel de betún o cubierto de cera, productos de espuma

    plástica o espuma de caucho.

    CATEGORÍA IV Espuma plástica y espuma de caucho en forma de laminas

    o moldes.

    5.3- ALTO RIESGO.

    Este peligro cubre las ocupaciones comerciales e industriales que tienen cargas de fuego anormales, y el genero se subclasifica en cuatro categorías.

    • Procesos altamente peligrosos.

    • Peligros de almacenamiento en pilas altas.

    • Peligros de almacenamiento de alcoholes potables.

    • Peligros de combustible y del líquido inflamable.

    6-SISTEMAS DE DETECCIÓN DE INCENDIOS, ATMÓSFERAS TOXICAS Y EXPLOSIVAS.

    6.1- INTRODUCCIÓN.

    Aun con el perfeccionamiento de los sistemas de extinción, los dispositivos detectores de incendios vieron su éxito paralelamente al desarrollo de la electrónica de los semiconductores, avanzando en sus prestaciones, conforme lo hace la tecnología de los semiconductores.

    6.2- DETECTORES OPTOELECTRICOS.

    6.2.1- Clasificación.

    Basándose en la hipótesis: llama=luz y humo=oscuridad, se puede establecer una división de los detectores optoelectronicos en positivos y negativos.

    6.2.2- Elementos de fotoelectricidad

    Se denomina efecto fotoeléctrico a la liberación de electrones de la materia, bajo la influencia de la luz. Los fotoefectos en los semiconductores pueden subdividirse en dos tipos:

    Efecto fotoconductivo. La conductividad eléctrica de una barra semiconductora depende de la intensidad de la luz.

    Fotoefecto de unión. La corriente que circula por una unión p-n polarizada inversamente, está determinada por la intensidad de la iluminación.

    Fig. 2.2.1

    6.2.3- Detectores fotoeléctricos positivos

    La corriente en función de la penetración de la radiación con el semiconductor, viene dada por la expresión:

    donde ð es una constante que depende de la longitud de onda. Puede decirse que la luz verde, por ejemplo, penetra el semiconductor una micra. Como consecuencia, si la fotorresistencia es muy espesa, una gran parte de ella no recibe luz y la sensibilidad de la variación se hace más notable. Este fenómeno disminuye la efectividad de las fotorresistencias en la región de los violetas. Este tipo de dispositivos tiene buena respuesta en el rojo y en el infrarrojo próximo.

    6.2.4- Detectores fotoeléctricos negativos

    Para estos detectores, los dispositivos mas comúnmente usados son las células de Silicio LS 223 y LS 222.

    Estos detectores están permanentemente iluminados y en equilibrio. Cuando el humo corta el haz de radiación, se desactiva la célula, originando un desequilibrio que produce la alarma.

    6.2.5- Sistemas de aspiración

    Los sistemas de detección por aspiración basan su funcionamiento en la dispersión que, sobre una fuente luminosa de xenón, producen las partículas de humo. La denominación de sistema de aspiración se fundamenta en el propio funcionamiento del equipo, que aspira muestras de aire ambiente protegiendo a éste de una manera continua.

    Fundamentalmente, el objetivo es proporcionar una alarma de incendio en los momentos incipientes del fuego.

    Fig 2.4.7.1

    6.3- DETECCIÓN DE ATMÓSFERAS TOXICAS

    Determinados gases, presentes en el aire que respiramos, obligan al establecimiento de sistemas de detección de atmósferas toxicas a fin de salvaguardar a las personas.

    Los detectores de atmósferas toxicas se van a centra casi exclusivamente en la detección de monóxido de carbono. Ya que este gas estará presente gran parte de las situaciones nocivas a que nos vemos expuestos.

    Los diversos métodos de detección de gases están basados en los distintos procesos físico y químicos de los que se dispone en la actualidad. Cada uno de los sistemas de detección se fundamentan han principios totalmente distintos, lo que da lugar a que se puedan establecer los siguientes cinco sistemas:

    • Detección tubular

    • Detección espectrométrica

    • Detección electrocatalítica

    • Detección catalítica

    • Detección electrónica

    El primer sistema se basa en el análisis de una muestra, de magnitud fija, de aire expuesto al ambiente tóxico. Posteriormente se realiza un calculo comparativo de la contaminación.

    La detección espectrométrica se basa en la absorción de radiaciones, de una longitud de onda determinada, por el aire contaminado

    Los sistemas de detección electrolítica constan de módulos detectores, cada uno de los cuales, con la cabeza detectora y el cable de unión constituye un puente de Wheatstone. La parte activa del puente está localizada en la cabeza detectora y constituida por:

    el filamento detector, rodeado de catalizadores químicos

    el filamento de referencia, insensible al gas, y encargado de compensar las variaciones de temperatura, presión y humedad.

    Cualquier presencia de gas o vapores inflamables provoca una reacción catalítica.

    La base del funcionamiento en sistemas de detección catalítica la constituye el análisis, dentro de un horno de combustión catalítica, de muestras de la atmósfera ambiental, que previamente han sido tomadas por una bomba de aspiración a la cadena adecuada al numero de puntos de toma a analizar.

    El horno de combustión catalítica funciona según el sistema de temperatura diferencial, teniendo un margen de medición normal de 0 a 300 ppm. El sistema es altamente selectivo y preciso.

    La ventaja del procedimiento de detección radica en el hecho de que la medición de una temperatura diferencial, es suficiente para controlar el contenido de monóxido de carbono, ya que el calor producido en la combustión catalítica del monóxido de carbono, se mide como temperatura diferencial, siendo la magnitud de esta temperatura función de la cantidad presente de gas.

    El sistema calorimétrico presenta además la ventaja de poder utilizarse directamente (con el catalizador adecuado) para la medida de contaminaciones susceptibles de una combustión completa.

    El sistema de detección electrónica es consecuencia del avance de los semiconductores. Las distintas oxidaciones que se pueden efectuar hacen al dispositivo más sensible a unos gases que a otros; de cualquier forma el dispositivo no es selectivo para ningún tipo de gas determinado

    7- AGENTES EXTINTORES SÓLIDOS

    El denominado polvo seco, normal o polivalente, es en realidad, una mezcla de diversos polvos cuya finalidad es la obtención de un determinado producto, susceptible de poder dar utilizado con suficientes garantías en la lucha contra incendios.

    Como norma general se considera como polvo normal a aquel cuya eficacia extintora está limitada a los fuegos de clase A y B, denominándose polvo polivalente a aquel cuya eficacia abarca los fuegos de clase A, B y C.

    El polvo normal tiene limitadas sus aplicaciones a la extinción de fuegos superficiales.

    7.1- PROPIEDADES FÍSICAS Y EXTINTORAS.

    Aunque los polvos secos son estables tanto a bajas temperaturas como normales, ya que algunos de los aditivos empleados pueden fundirse y hacer que los materiales sean pegajosos a elevadas temperaturas, se recomienda una temperatura máxima de almacenamiento de 50º C. A las altas temperaturas que se producen durante el incendio, algunos de los productos aditivos se descomponen en el transcurso de su labor de extinción, esto hace que tenga una importancia extraordinaria el peligro originado por una mezcla indiscriminada de polvos químicos.

    Las partículas de los polvos químicos que se utilizan como agentes extintores oscilan desde menos de 10 micras hasta un máximo de 75 micras. Dado que el tamaño de las partículas es un factor muy importante a la hora de evaluar su eficacia extintora. En la practica se ha demostrado que la mayor eficacia de l polvo se presenta en mezclas homogéneas con un tamaño medio de partículas de 20 a 25 micras.

    De acuerdo con lo dicho anteriormente, hay que hacer hincapié en el hecho de que no deben mezclarse distintos polvos secos, cuando se proceda a la recarga o revisión de los sistemas o equipos que utilicen este agente.

    Cuando se aplica polvo seco directamente sobre la zona incendiada, éste apaga la llama casi de forma inmediata. Tanto el mecanismo como la química de la acción extintora son complejos y no se conocen con exactitud. El enfriamiento, la sofocación y la obstrucción de la radiación contribuyen a la acción extintora del polvo; no obstante, de los diversos estudios realizados parece deducirse que la reacción de la rotura de la cadena en la llama puede ser la causa principal.

    Al descargar los polvos polivalentes contra combustibles sólidos incendiados, el fosfato monoatómico se descompone debido a la acción del calor, dejando un residuo pegajoso sobre el material incendiado, que lo aísla del oxigeno y evita de esta forma su reignición.

    La acción enfriadora no se puede demostrar que sea una razón importante a la hora de evaluar y explicar su capacidad para extinguir rápidamente los fuegos. La energía calorífica necesaria para decomponer los polvos secos tiene un papel importante en el proceso de extinción. Este efecto, para que fuese eficaz, precisaría que el polvo seco fuese sensible al calor y absorber a éste a fin de que fuese químicamente activo.

    Cuando se produce una descarga de polvo seco, se origina una nube de polvo que se interpone entre la llama y el combustible. Este factor de interferencia entre el combustible y una parte del calor radiado por la llama tiene cierta importancia a la hora de considerar los mecanismos de extinción de estos agentes.

    Tabla 3.2.2/3.2.3

    Tabla 3.2.4/3.2.5

    7.2- METODOLOGÍA DE APLICACIÓN Y DISEÑO

    A excepción de los extintores portátiles manuales o sobre ruedas, son dos los sistemas básicos de polvo, sistemas fijos y de mangueras manuales. El organigrama adjunto indica los diversos métodos de aplicación de los polvos.

    Fig pág.185

    Para generar una inundación total por tuberías y lanzas fijas, se descarga en el interior de un recinto cerrado una cantidad determinada de polvo, donde está situado el foco potencial de incendio. Se debe tener en cuenta que la inundación total solamente es aplicable en aquellos casos en que el recinto que encierra al foco potencial de incendio esté herméticamente cerrado. En caso de existir aberturas, estas han de poderse cerrar automáticamente antes de que se produzca el disparo del agente extintor. Teniendo en cuenta que la acción extintora del sistema de polvo es solamente transitoria, se infiere de forma inmediata que el sistema de inundación total solamente resulta eficaz cuando se pueda prever que no existe la posibilidad de una reignición.

    La diferencia fundamental entre la inundación total y reside en el hecho de que las boquillas están dispuestas de tal forma que la descarga del agente extintor se efectúa directamente sobre aquellos puntos en que se prevé la ignición de un fuego. El sistema de aplicación local resulta ser particularmente útil en aquellos casos en que el punto o puntos potencialmente peligrosos, puedan ser aislados de otros puntos potencialmente peligrosos, de tal forma que el fuego no pueda propagarse fuera de la zona que se encuentra protegida.

    Los sistemas de mangueras manuales están constituidos básicamente por un suministro de polvo y un gas impulsor, además de una o varias líneas de mangueras manuales para la distribución del agente extintor y dirigir hacia el fuego. Estos sistemas pueden suministrar, de una forma muy rápida grandes cantidades de agente, capaz de extinguir incendios relativamente extensos.

    Según sea la forma en que se determine la cantidad de polvo a emplear y el tipo, la velocidad de descarga, el diámetro, la longitud de las tuberías y el diámetro de los acoplamientos, los sistemas de extinción mediante polvo se pueden considerar de dos tipos:

    • hechos a medida

    • normalizados

    Los sistemas hechos a medida se pueden proyectar y calcular individualmente, según sean las necesidades.

    Los sistemas normalizados suelen ser empleados para la protección de fogones y extractores de cocina. No deben utilizarse nunca polvos químicos polivalentes.

    8- AGENTES EXTINTORES LIQUIDOS

    8.1- INTRODUCCIÓN

    El agua constituye el agente extinto mas más extendido y generalizado. Aunque las limitaciones en cuanto a su aplicación pueden llegar a constituir un riesgo. Tanto su capacidad extintora como su abundancia han hecho de este agente el producto extintor por excelencia.

    Asociada a distintos equipos, da lugar a diversos sistemas de extinción, manuales o automáticos, y constituye el elemento básico en la composición de otros agentes. En definitiva, como elemento único, o asociado a otros agentes extintores específicos, es, por si misma, la panacea de los sistemas de extinción.

    8.2- PROPIEDADES EXTINTORAS

    En la mayor parte de los casos, el fuego se extingue cuando la superficie del material en combustión se enfría por debajo de la temperatura a la que se produce suficiente vapor para mantener la combustión. No es recomendable emplear agua para la extinción de fuegos de líquidos con puntos de inflamación por debajo de 38º C.

    La cantidad de agua que se necesita para extinguir un fuego depende de la cantidad de calor desprendido por el mismo. La velocidad de extinción depende de la rapidez de la aplicación del agua, del caudal y del tipo de agua que se aplique. La máxima absorción de calor tiene lugar cuando el agua se transforma en vapor.

    El efecto de sofocación se consigue ya que el aire puede desplazarse e incluso suprimirse si se logra generar suficiente vapor. Para determinados materiales la combustión se puede extinguir mediante esta acción sofocante que es más rápida y eficaz si el vapor que se genera puede se confinado en la zona de combustión. En los materiales combustibles ordinarios, el fuego se extingue por el efecto enfriador del agua, no por sofocación.

    Los líquidos inflamables cuyo punto de inflamación esté por encima de los 38º C no sean solubles en agua y su densidad relativa sea inferior a 1,1, se puede extinguir con agua. Este efecto no es posible en aquellos casos en los que la combustión del material libere oxigeno.

    El tercer efecto extintor del agua es el de emulsionamiento. Se consigue una emulsión al agitar juntos dos líquidos no miscibles, y uno de ellos se dispersa en el otro. La extinción mediante este procedimiento se consigue aplicando agua a determinados líquidos viscosos inflamables ya que el enfriamiento de la superficie de dichos líquidos impide la emisión de vapores inflamables.

    Cuando los líquidos son de cierta profundidad se debe tener un especial cuidado ya que la espumación puede producir un derrame de líquido ardiendo por fuera del recipiente contenedor. Los chorros compactos se deben evitar ya que generarían espumaciones violentas.

    8.3- AGUA PULVERIZADA

    8.3.1- introducción

    Salvo en el caso de riesgos muy específicos, el agua aparece de una u otra forma en gran parte de los sistemas de protección contra incendios.

    Para determinados riesgos como, elementos o componentes bajo tensión eléctrica, el agua no se ha usado por su facilidad para la conducción eléctrica.

    El agua, convenientemente manipulada por procedimientos mecánicos, resulta ser de una óptima utilización para la protección para determinados riesgos tales como cubetas de combustibles, transformadores de intemperie, etc.

    El objeto fundamental de esta exposición es establecer criterios sobre la protección contra incendios utilizando el agua en forma pulverizada.

    8.3.2- protección

    El agua pulverizada puede utilizarse a fin de conseguir uno o combinaciones de los siguientes objetivos:

  • extinción del fuego

  • control del fuego

  • protección contra fuegos externos

  • prevención del fuego

  • La extinción del fuego se consigue en base a los siguientes efectos:

      • enfriamiento

      • sofocación

      • emulsión

      • dilución

      • combinaciones de algunos de los anteriores.

    Cuando se utiliza el agua pulverizada como agente extintor para combatir fuegos eléctricos bajo tensión, resulta de importancia el mantenimiento de unas distancias mínimas de seguridad.

    Las reglas de seguridad son:

      • lanza de agua pulverizada de 3 metros

      • lanza de chorro compacto de 1,5 pulgadas manejadas a mano y distancia mínima de 6,5 metros.

      • Lanza de chorro compacto de 2.5 pulgadas manejadas a mano y distancia mínima de 9,5 metros.

    8.33- aplicación

    Las aplicaciones más usuales del agua pulverizada dentro del campo de la protección contra incendios son:

  • materiales combustibles ordinarios: papel, madera y tejidos.

  • instalaciones de tipo eléctrico

  • líquidos y gases inflamables y de forma especial para controlar los fuegos de estos materiales.

  • depósitos de gases líquidos inflamables.

  • Existen limitaciones en los que respecta a la utilización del agua pulverizada las cuales están fundadas en lo que a la propia naturaleza del riesgo a proteger se refiere, tanto a las propiedades físicas y químicas de los propios materiales y del entorno en que se encuentra.

    Los sistemas fijos de agua pulverizada consisten en una red de tuberías conectadas a un suministro hidráulico y provistos de lanzas o boquilla de pulverización para la descarga del agua y para su distribución sobre la superficie a proteger.

    La conexión de la red de tuberías al suministro de agua se hace a través de una válvula de calibre adecuado y cuyo funcionamiento puede ser manual o automático. En caso de que la válvula sea automática, su accionamiento viene mandado por un sistema de detección a través de una central de control y mando.

    El caudal crítico de descarga de agua para conseguir la extinción viene dado por la fórmula:

    Rc = caudal crítico, en galones / min.

    K= constante.

    D= diámetro medio de las gotas, en mm.

    AT= diferencia entre la temperatura del agua y el punto de incendio del líquido, en grados centígrados.

    Cuando se utilizan caudales de agua superiores al caudal crítico, el tiempo necesario para conseguir la extinción viene dado por:

    T= 6 x10^5 xD^ 0,85 x R^-0,67 x AT^-1,67

    Donde:

    T= tiempo necesario para la extinción en segundos.

    D= diámetro medio de las gotas en mm.

    R= caudal aplicado en galones Uk/ft^2 min.

    AT= diferencia de temperatura del agua y el punto de incendio en grados centígrados.

    Cuando los líquidos son miscibles con el agua, la densidades de descargas varían entre diez y veinte l/min, utilizándose sistemas de rociadores de velocidad media, a presiones del orden de 1,5 bar.

    Para los líquidos no miscibles con el agua pero que presentan un bajo punto de incendio, se requiere un tamaño medio de las gotas de agua que no sea inferior a 0,3mm.

    Cuando se requieren más de dos sistemas para la protección de una sola zona de incendios, la capacidad de descargas de cada sistema debe ser siempre inferior a 3.000 gpm.

    Los abastecimientos de agua para estos sistemas pueden realizarse de tres formas diferentes:

      • Sistemas públicos fiables a presión y caudal adecuados.

      • Bombas de incendios de funcionamiento automático y suministro de agua de capacidad y seguridad adecuadas.

      • Depósitos elevados con capacidad y elevación adecuadas.

    Tabla 4.3.4.2

    Foto pag 233/236

    8.4- AGENTES ESPUMANTES

    8.4.1- introducción

    La protección a base de espumógenos viene originada como consecuencia de los riesgos subsistentes en la industria petroquímica. Los sistemas de espumas vinieron a solucionar las protecciones que los sistemas de agua pulverizada eran incapaces de ejecutar de forma óptica.

    8.4.2- características y desarrollo

    La finalidad del uso y desarrollo de las espumas basadas en agua era la creación de un agente extintor de forma tal que fuese susceptibles, formando una capa o cubierta que aísle la zona de combustión por encima de ella reduciendo a su vez el nivel de radiación por debajo del punto crítico de evaporación necesario para conseguir la combustión.

    Los primeros líquidos espumantes eran del tipo de humectación sintético, con muy poca resistencia al calor y gran pérdida de su contenido líquido.

    El siguiente paso consistió en utilizar agentes espumantes del tipo proteínico los cuales estaban preparados a base de productos proteínico de desecho. Las espumas así generadas resultaban ser excesivamente rígidas y no fluían de forma adecuada por la superficie del líquido inflamable.

    Las líneas de investigación en la búsquedas de espumas más fluidas pero estables. Consiguieron el desarrollo de los agentes espumantes proteínicos con aditivos de flúor basados en sustancias tensoactivas flúoradas sintéticas. Estos últimos se conocen habitualmente como “agentes espumantes formadores de películas acuosas” (AFFF).

    En la gráfica siguiente se representa de forma comparativa los tiempos de control de 9/10 con espumas proteínicas y fluorquímicas para incendios de tres combustibles de aviación, AVTUR, AVTAG y AVGAS.

    Fig 4422

    Las espumas sintéticas usadas con bajo grado de expansión son las menos eficaces para el control del fuego.

    Las espumas presentan otra propiedad muy importante que es su resistencia al “retrocedimiento” (reproducción del fuego como consecuencia de la destrucción de la a capa de espuma).

    Las espumas fluorquímicas tienden a oponerse a la reignición del fuego en los casos de rotura de la capa de espuma, tanto debido a su fluidez como a la capa monocelular del agente tensoactivo que permanece en la superficie del combustible.

    Si la proporción del fuego establecido es muy grade, la molécula de proteína presenta una mejor oposición al efecto del retroencendido.

    Cuando el líquido inflamable que se trata de proteger resulta ser miscible con el agua, se presentan problemas como consecuencia de ser precisamente el agua el soporte de las espumas.

    En la actualidad se dispone de un nuevo agente contra el fuego en forma de líquido espumante fluorquímico con un componente polímero autogenerado, que hace que el líquido sea eficaz contra líquidos miscibles y no miscibles en agua en soluciones con concentraciones del 6 o 9% ( Light water alcohol - type concentrate (3M) ).

    Su principio de actuación consiste en la formación de una capa polímera bajo la espuma al entrar ésta en contacto con el líquido polar. Si la espuma se aplica a un líquido no polar, la capa polímera no se forma. Lo importante de éste espumógeno es que la capa polímera se forma por reacción del líquido polar con la capa acuosa que escurre de la espuma fluorquímica que ya se ha extendido sobre la superficie líquida inflamable.

    Se ha de decir que éste tipo de espuma resulta ser más rígida que la fluorquímica. Y resulta, por tanto, que éste nuevo líquido se autoestabiliza de forma automática y únicamente cuando ello es necesario.

    La facilidad para fluir es análoga a la de las espumas fluorquímicas no estabilizadas y su utilidad es la misma se trate o no de líquidos polares.

    Los distintos riesgos a proteger mediante sistemas de espumas deben ser tratados y estudiados de forma individualizada, eligiendo en cada caso tanto el tipo de espuma como el sistema propiamente dicha más adecuado a cada necesidad.

    Fig4517

    9- AGENTES EXTINTORES GASEOSOS

    9.1- ANHÍDRIDO CARBÓNICO

  • introducción

  • Entre los gases extintores, el anhídrido carbónico se ha venido empleando durante muchos años para la extinción de líquidos inflamables, gases, aparatos equipos eléctricos bajo tensión y, en menor cantidad para la extinción de fuegos de sólidos. Una limitación práctica del anhídrido carbónico es la relativa tanto al método de aplicación como al propio riesgo.

    Dado que el anhídrido carbónico no es combustible, no reaccionan con la mayor parte de los materiales y proporciona su propia presión para descargarlo, al ser un gas, o como sólidos finamente diluido, puede penetrar y repartirse por toda la zona del área que esté incendiada. No deja residuo y elimina por tanto la necesidad de limpieza del agente extintor.

    Bajo condiciones normales, el anhídrido carbónico es un gas que se licua fácilmente por compresión y enfriamiento pudiendo llegar a convertirse en sólido.

    El anhídrido carbónico líquido puede almacenarse bien en cilindros de alta presión y a temperatura ambiente normal o en contenedores refrigerados a baja presión (21 kg/cm^2). Los sistemas de alta presión se diseñan generalmente para que funcionen de una forma adecuada a temperatura comprendidas entre los cero y los cincuenta grados centígrados, los de baja presión por su parte, funcionan normalmente a 17 grados centígrados.

    En una descarga típica de dióxido de carbono líquido se presenta una apariencia de nube blanca debido a las partículas finamente divididas de hielo seco transportada por el vapor. Dada la baja temperatura, se produce alguna condensación de vapor de agua. Si bien el efecto de enfriamiento resulta generalmente beneficioso para reducir las temperaturas después de un fuego.

    Al tener el dióxido de carbono una densidad una vez y media superior a la del aire a la misma temperatura, una descarga fría tiene una densidad mucho mayor, con lo que se explica su capacidad para reemplazar al aire por encima de la superficie incendiada, manteniendo una atmósfera sofocante.

    Aún teniendo en cuenta que el anhídrido carbónico es solamente ligeramente toxico, puede dar lugar a la pérdida de conocimiento e incluso a la muerte, cuando se encuentra en las concentraciones que existen habitualmente en sus aplicaciones a la protección contra incendios.

  • Propiedades extintoras

  • En determinadas condiciones de control y aplicación, resulta beneficioso su efecto refrigerante, sobre todo cuando se aplica directamente sobre el material ardiendo. El anhídrido carbónico es un agente eficaz, principalmente, porque reduce el contenido en oxígeno de la atmósfera, hasta un punto en que no puede continuar la combustión.

    Durante el proceso de un fuego, el calor se genera por una oxidación rápida del material combustible, una parte de este calor se utiliza para elevar la temperatura del combustible sin arder, hasta su punto de ignición, mientras que una parte importante se pierde por radiación y convección.

    Si la atmósfera que suministra oxígeno al fuego está diluida en vapor de dióxido de carbono, la velocidad de generación del calor (oxidación) se reduce hasta llegar a ser menor que la velocidad de disipación. Cuando el combustible se enfría por debajo de su punto de ignición, el fuego se extingue.

    La concentración mínima de dióxido de carbono, necesaria para extinguir fuegos superficiales, como es el caso de los combustibles líquidos, se puede determinar con exactitud, ya que la velocidad de disipación del calor por radiación y convección se mantiene sensiblemente constante.

    Tabla 5121

    Los efectos de enfriamiento rápido se acentúan más cuando el agente extintor se descarga directamente sobre el material que se encuentra en combustión. Es preferible un enfriamiento rápido para evitar el peligro de reignición cuando, una vez finalizada la descarga, el combustible vuelve a entrar en contacto con el aire. La presencia de partículas de hielo seco en la corriente de descarga ayuda a conseguir el enfriamiento. La capacidad de enfriamiento del hielo seco varía desde (33 Kcal por kilo) de líquido almacenado a alta presión hasta 110 Btu (60 Kcal por kilo) cuando se almacena a baja presión.

    Cuando se emplea dióxido de carbono para la extinción de fuegos de clase A, su uso viene limitado fundamentalmente por dos causas:

  • Reducida capacidad de enfriamiento.

  • Recinto inadecuados para mantener una atmósfera de extinción.

  • Por otra parte, si el fuego penetra por de4bajo de la superficie o bajo materiales que proporcionan aislamiento térmico de forma que se reduzca la velocidad de disipación del calor, se hace necesario un período de enfriamiento mucho más dilatado y, probablemente, una concentración mayor para conseguir una extinción total. Esta condición se conoce como combustión profundamente acentada.

    En la mayoría de los casos en que se extingue el fuego de líquidos inflamables mediante descargas directas sobre el líquido ardiendo, no se hace necesario ningún tipo de cerramiento y una descarga de 30 sg suele ser generalmente suficiente para enfriar el líquido ardiendo por debajo de su punto de ignición. Cuando se prevea que algunas superficies u objetos metálicos pueden sobrecalentarse o que puedan estar presentes brasas incandescentes que pudieran dar lugar a una reignición, se hace preciso una mayor período de enfriamiento y, quizás, una concentración mayor para conseguir la extinción.

    Dadas sus propiedades físicas y químicas, el anhídrido carbónico no resulta ser un agente extintor eficaz contra fuegos de productos químicos que dispongan de su propio suministro de oxígeno. Tanto los fuegos de materiales reactivos como los de hidrocarburos metálicos, no se pueden extinguir con dióxido de carbono. Tanto los metales como los hidruros descomponen al dióxido de carbono.

    La descaraga de grandes cantidades de anhídrido carbónico puede llevar aparejada un peligro para las personas, la nieve del anhídrido carbónico puede afectar a la visibilidad. Cuando para la extinción de un incendio es preciso llenar con anhídrido carbónico un local cerrado, se generará indefectiblemente una atmósfera con deficiencia de oxígeno y, como consecuencia, un riesgo adicional para las personas.

    Existen dos métodos básicos para la aplicación del dióxido de carbono. Uno consiste en la descarga de suficiente agente en determinado recinto, para crear una atmósfera extintora en el recinto cerrado (inundación total). El otro consiste en aplicar dióxido de carbono directamente sobre el material en combustión para conseguir la extinción, sin confiar en que el recinto retenga el anhídrido carbónico (aplicación local).

    En los sistemas de inundación total, el dióxido de carbono se aplica mediante toberas, diseñadas de tal manera que generen una concentración uniforme en el recinto. La cantidad requerida de dióxido de carbono se determina basándose en el volumen del recinto y en la concentración requerida para el material combustible.

    La concentración mínima en sistemas de inundación total es del 34% en volumen de dióxido de carbono para materiales de combustión superficial. Los cableados eléctricos, incluyendo pequeños aparatos, requieren el 50%. El papel en cantidades masivas precisa el 65% y los almacenes de pieles y colectores de polvo el 75%.

    Los recintos que se van a proteger con anhídrido carbónico deben ser tales que la agente extintor no pueda escaparse en grandes cantidades. En caso de existir aberturas sin cierres, éstos no deben superar en su superficie total en m^2 el 3% del volumen protegido en m^3. Si las aberturas superan esta superficie, se hace necesario utilizar una mayor cantidad de agente extintor.

    9.3- OTROS AGENTES EXTINTORES

    Sobre el año 1976, las investigaciones sobre la disminución del espesor de la capa de ozono atmosférica dan lugar a la firma, en 1980, de un acuerdo de la CEE por el que se bloquea la capacidad de producción de CFC (Clorofluorocarbonatos). En 1985, 25 países firman la Convención de Viena para la protección de la capa de ozono. En Septiembre de 1987, se aprueba el Protocolo de Montreal que limita la producción y la utilización de los CFC.

    En base a estas prohibiciones, el Comité Técnico de la National Fire Protection Association (N.F.P.A.) publica, en 1994, su Reglamento NFPA-2001 en el que se establecen los llamados “agentes limpios” y cuya misión es la establecer los condicionantes que deben mantener los gases sustitutos de los halones que venían utilizando. La norma se modifica hasta llegar a la edición de 1996.

    La citada norma NFPA-2001-1996 establece para los sistemas de inundación total los siguientes agentes:

    Tabla5211

    Estos gases se establecen en base al cumplimiento de unos parámetros de efectos nocivos y que la propia norma determina como:

    • LÓALE: mínima concentración de agente extintor para la que no se ha detectado un efecto tóxico negativo.

    • NOAEL: máxima concentración de agente extintor para la que no se ha detectado un efecto tóxico adverso.

    • LC50 ó ALC: concentración letal aproximada.

    Los agentes extintores que presenten una concentración de diseño superior al NOAEL, no pueden ser utilizados en áreas normalmente ocupadas por personas.

    Las concertaciones para generar atmósferas inertes y extinguir las llamas son, para algunos de los agentes limpios y determinados combustibles, las siguientes:

    Tabla5212

    Es conveniente aclarar que la mayor parte de las instalaciones de Halon 1301 que se están cambiando a agentes limpios, lo hace sustituyendo el gas por el NAF S-III (HCFC, mezcla A), y partiendo del supuesto de que las instalaciones existentes son perfectamente compatibles con dicho gas. En principio para una instalación centralizada, siempre que se recalcule la cantidad de gas necesaria para la extinción y modulen adecuadamente los botellones contenedores del gas, el problema estaría resuelto aunque no de una manera exacta al ser la circulación de este gas diferente de la equivalente al Halon 1301. Pero esta misma aseveración no es válida cuando se trata de instalaciones centralizadas de otros gases.

    En España no se dispone de ningún tipo de reglamentación en lo que ha gases sustitutos de los halones se refiere.

    Baste decir que el reglamento del Ministerio de Industria y Energía referente a las Instalaciones de Protección Contra Incendios establece que << estos sólo serán utilizables cuando quede garantizada la seguridad o la evacuación del personal. Además, el mecanismo de disparo incluirá un retardo en su acción y un sistema de prealarma, de forma que permita la evacuación de dichos ocupantes antes de la descarga del agente extintor>> sin mención del tipo de agente extintor ni a consideraciones de diseño.

    Independientemente de las consideraciones de extinción indicadas anteriormente, las cantidades de agente extintor deben calcularse, para cada gas, de acuerdo con la siguiente fórmula:

    En donde:

    W=Cantidad, en peso (kg), del agente extinto

    V=volumen neto del riesgo, en m^3

    C=Concentración de diseño para el agente considerado, en tanto por ciento de volumen

    S=Volumen especifico para cada agente, en m^3/kg, y que es función de la temperatura.

    Para el caso de los gases inertizadores (gases de la serie IC) la formula se transforma en:

    Para los agentes limpios considerados por la N.F.P.A 2001 los volúmenes específicos responden a las ecuaciones lineales aproximadas (siendo T la temperatura en ºC) definidas a continuación:

    Tabla5213