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Jueves, 16 Agosto 2018

Entendiendo los sistemas de extinción por agente limpio CO2

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Cuando hablamos de sistemas de extinción con CO2 es importante que recordemos algunos aspectos básicos que en esta ocasión trataremos con el propósito de brindar un mejor conocimiento de estos sistemas y su aplicabilidad. Sin embargo, es muy importante anotar que su implementación requiere conocimientos puntuales, especializados y de cumplimiento de normatividad vigente.

Entendiendo los sistemas de extinción por agente limpio CO2 Derecho de autor: Olivér Svéd / 123RF Foto de archivo

Para que exista fuego se deben generar o existir tres factores predominantes: fuente de calor, elemento combustible y oxígeno; lo que conocemos como el triángulo del fuego.

1 comburente calor combustible

Los sistemas de extinción de incendios por gases son sistemas limpios dado que no provocan residuos a la hora de actuar sofocando el fuego; no se producen daños en materiales, instrumentación, equipos electrónicos como servidores, equipos activos de red y eléctricos como motores, generadores, etc.

Estos sistemas han venido evolucionando hasta el punto que se ha eliminado el uso de Halón como agente extintor sustituyéndolo por agentes gaseosos limpios que cumplen con el protocolo de Kioto, siendo inofensivos para la capa de ozono.

¿Cómo el uso de gases inertes son una herramienta apropiada para la extinción de incendios?

Los gases inertes como agentes de extinción constituyen un método de actuación para prevenir o extinguir incendios mediante la dilución suficiente del oxígeno presente alrededor de los materiales combustibles. Los gases inertes no reaccionan con los materiales combustibles, en vez de ello son capaces de diluir el oxígeno o la atmósfera de aire hasta un punto en el que la oxidación (o combustión) no puede iniciarse o continuar.

Como referencia puede remitirse de manera detallada sobre la normatividad vigente para sistemas de extinción con base en CO2:

  • NFPA 12: Sistemas de extinción con dióxido de carbono. Edición 2015.
  • NFPA 2001: Clear Agent Fire Extinguishing System. Edición 2015.
  • NFPA 12A 1301 Fire Extinguishing System. Edición 2015.

¿Qué es el CO2?

Es un gas inerte, incoloro, inodoro, no conductor de la electricidad. Está normalmente en la atmósfera a una concentración aproximada de 0,03%.  Hace parte del proceso de fotosíntesis de las plantas y del proceso de oxidación de alimentos en los seres vivos. Está presente en diversos procesos industriales. Así como es un producto de la combustión de combustibles fósiles.

Características del CO2

  • Es el único gas inerte que permite licuar grandes volúmenes de gas y mantenerse en este estado en recipientes de poco volumen a temperatura ambiente y presiones no muy elevadas.
  • El dióxido de carbono líquido forma un hielo sólido seco (nieve) cuando se descarga directa a la atmósfera.
  • En concentraciones relativamente elevadas apaga el fuego reduciendo la cantidad de oxígeno hasta niveles en los que no se sostiene la combustión. Se almacena como gas licuado.
  • Incluso en concentraciones bajas es letal para las personas, por lo que no es recomendable para extinción en riesgos con ocupación de personas.
  • Este tipo de gas se emplea en riesgos eléctricos y electrónicos, como transformadores, en áreas desocupadas y cuando la localización del fuego es bien conocida.

Almacenamiento del CO2

Sobre el almacenamiento, el CO2 líquido puede almacenarse en cilindros de alta presión (850 psi) o en contenedores refrigerados a baja presión diseñados para mantener una temperatura de almacenamiento cercana a los 0ºF (-18 ºC) (300 psi).

2 almacenamiento de Co2 900x600Almacenamiento típico CO2

¿Cómo es una descarga de CO2 en sistemas de extinción?

La descarga tiene una apariencia de nube blanca, debido a las partículas finamente divididas de hielo seco transportadas con el vapor. Se producen bajas temperaturas que pueden generar condensación de vapor de agua de la atmósfera y deben evitarse descargas directas sobre equipos muy sensibles a la temperatura.

El CO2 tiene una densidad 1,5 veces superior a la del aire a la misma temperatura. Desciende rápidamente hasta el nivel donde se produce la combustión o hasta la base de la llama.

3 Apariencia descargas tipicas con Co2Apariencia descargas típicas con CO2

Efectos fisiológicos

Dado el alto impacto y riesgo incluso de muerte con el uso de CO2 en extensión se debe tener en cuenta:

  • Un aumento del CO2 normal en la sangre aumenta la velocidad de respiración (6-7% de CO2 en el aire).
  • A mayores concentraciones el ritmo de respiración disminuye.
  • 25-30% de CO2 en el aire hace que la respiración cese inmediatamente.
  • Por encima del 9% la mayoría de las personas quedan inconscientes en poco tiempo.

4 ahogamiento con Co2Ahogamiento o asfixia por exposición a aplicación de CO2

Efectos agudos para la salud de altas concentraciones de Dioxido de Carbono:

5 tabla NFPA12 sistemas de extincion con dioxido de carbonoFuente: NFPA12 sistemas de extinción con Dióxido de Carbono. Edición 2015.

  • La concentración exacta que hace que una persona deje de respirar varía de un individuo a otro e incluso para el mismo individuo varía de un momento a otro.
  • Se considera que el umbral de CO2 en el aire cuyos efectos dañinos resultan evidentes, es de 6 a 7%.
  • La concentración mínima de CO2 para extinguir un fuego es superior al 30%.

Seguridad de vidas humanas

  • Se debe garantizar una evacuación de las personas antes de que ocurra una descarga de CO2. Alarmas previas a la descarga.
  • Se deben ventilar los espacios confinados en niveles más bajos donde se pudo acumular el gas.

Métodos de aplicación

Existen varios métodos según la aplicación y características de los ambientes o sitios donde se puede aplicar una solución de extensión con CO2

Inundación total: es un suministro fijo de CO2 permanentemente conectado a una tubería fija, con boquillas fijas distribuidas para descargar CO2 en un espacio o recinto cerrado alrededor del riesgo. Este tipo de sistema debe usarse cuando hay un cerramiento permanente alrededor del riesgo que permita acumularse y mantenerse adecuadamente la concentración de CO2 por el período de tiempo requerido. Esto asegura la extinción completa y permanente del incendio del material o materiales combustibles involucrados. Por ejemplo, data centers, cuartos eléctricos y de regulación, subestaciones eléctricas o de comunicaciones.

6 luego tabla Ejemplo de aplicacion total cuartos tecnicosEjemplo de aplicación total cuartos técnicos

Aplicación local: similar al caso anterior, se trata el suministro fijo de CO2 conectado permanentemente a un sistema de tubería fija con boquillas distribuidas para descargar directamente en el elemento incendiado. Los sistemas de aplicación local se deben usar para la extinción de incendios de superficies en líquidos, gases y sólidos inflamables de poca profundidad donde el riesgo no está encerrado o donde el cerramiento no se ajusta a los requerimientos para inundación total. Por ejemplo, plantas con maquinaria suceptible a riesgo de incendio en estación no tan abiertos, pero no confinados, almacenamiento de santanicas volátiles y generadores en centrales eléctricas de baja potencia.

7 Ejemplo aplicacion Local extincion co2 localEjemplo aplicación Local

Mangueras: estos sistemas de mangueras manuales suplen a los extintores portátiles, cuando el riesgo a proteger exige eficacias mayores, o a los sistemas fijos, cuando la disposición del riesgo permite suponer la posibilidad de zonas muy reducidas insuficientemente protegidas. El uso de estos sistemas puede aplicarse a la protección de riesgos con áreas complicadas, en los que no se vayan a originar fuegos tales que impidan la aproximación de las personas, e insuficientemente confinados para utilizar sistemas de inundación.

8 ejemplo extincion co2 MangueraEjemplo cilindro con manguera típico

Componentes básicos de un sistema de extensión con CO2

9 Esquema Instalacion tipica por inundacion totalEsquema Instalación típica por inundación total

1. Red de detección

Adecuación y disposición de una red de detección de incendio implementada con base en normas y certificados para iniciación del proceso.

10 Detectores de humo automaticosDetectores de humo automáticos

2. Panel de control para detección de incendio

Generalmente es un panel de alarma certificado con elemento actuador manual y automático de detección temprana para un área específica y un elemento de aborto para evitar la descarga no deseada o accidental.

11 Panel de alarma deteccionPanel de alarma detección

3. Cilindros de alta presión

  1. Almacenan el producto en forma líquida y gaseosa a temperatura atmosférica (850 psi).
  2. Se diseñan, ensayan y llenan según las especificaciones DOT (Departamento de Transporte de los E.U).
  3. La máxima densidad de llenado permitida es de 68% del peso del agua que el cilindro podría contener a 60º F (16ºC).

12 Cilindros de almacenamiento Co2Cilindros de almacenamiento CO2

4. Tuberías, válvulas, boquillas

  1. Sistemas de tubería, normalmente vacías para transportar el CO2 hasta el lugar protegido.
  2. El diámetro de las tuberías deberá estar de acuerdo con un diseño apropiado que garantice el caudal y la presión de descarga.
  3. La presión mínima en las tuberías debe estar muy por encima del punto triple (75 psi), para evitar la formación de hielo sólido en el interior de ellas.
  4. Normalmente se requieren presiones de 300 psi a las salida para sistemas de alta presión y de 150 psi para los de baja.
  5. Válvulas: deberán estar listadas para cada tipo de aplicación.
  6. Boquillas o Tuberías:
  • Boquillas de alta velocidad para inundación total.
  • Boquillas de baja velocidad para aplicación local.

13 Tuberia de alta presion boquillas tipicas en extension Co2Tubería de alta presión, boquillas típicas en extensión CO2

Conclusiones

  • Los sistemas de extensión de incendio por medio de CO2 son bastante eficientes si se aplican teniendo en cuenta la normatividad vigente, el factor humano y los riesgos de su implementación, así como el tipo de almacenamiento, lugar y características de la fuente de incendio.
  • No es combustible y proporciona su propia presión para descargarlo del extintor o del cilindro donde se almacena.
  • Puede penetrar y repartirse por todas las zonas del área incendiada.
  • En forma de gas o como sólido finamente dividido llamado nieve o hielo seco, no conduce la electricidad y puede emplearse contra fuegos que involucren equipos energizados.
  • No deja residuos, eliminando la necesidad de limpieza del agente.
Jairo Rojas Campo

Ing. Electrónico de la Universidad Javeriana, especialista en Gerencia de Proyectos, con experiencia como líder de gestión de proyectos en varias empresas reconocidas del gremio de seguridad en el país desde el 2001. Cuenta con múltiples certificaciones en seguridad electrónica en las líneas de CCTV, sistemas de alarmas de intrusión, detección de incendio, controles de acceso, plataformas de integración entre otras. Actualmente realiza actividades orientadas a la transferencia de su conocimiento y experiencia a equipos de trabajo del sector, realiza diseño y especificación de proyectos. Jairo hace parte del equipo de ingenieros colaboradores de TECNOSeguro.

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