Guía para los Sistemas de Supresión de Incendio

En notas anteriores nos enfocamos en definir algunos conceptos básicos sobre los sistemas de supresión, vimos las aplicaciones más usadas en espacios reducidos y definimos los conceptos básicos para los sistemas de extinción con Co2.

Ahora nos enfocaremos en la generalidad sobre los demás tipos de sistemas de supresión en donde veremos:

• ¿Por qué es importante contar con un sistema de supresión?
• Tipos de sistemas de supresión en espacios grandes 
  • Supresión por riego o rociadores
  • Supresión por agentes limpios 
  • Aplicación de espuma  

¿Por qué es importante contar con un sistema de supresión?

Si bien las implementaciones de extinción de incendios en edificios o espacios amplios puede ser costosa, recordemos que en primera instancia los sistemas de supresión están para salvar vidas y la propiedad, así que no se puede pensar en anteponer el costo sobre el objetivo del sistema. 

Además de lo anterior y de acuerdo a la normatividad vigente de estándares internacionales como NFPA (Norteamérica) y la UNE EN (Europa), están las normatividades locales según el respectivo país o región, que indican las exigencias en cuanto a la implementación de sistemas de extinción según el tipo de construcción, concentración de personas, niveles de riesgo, etc.

El cumplir con la norma e incorporar sistemas de extinción según aplique puede ayudar a aliviar los costos de inversión mediante un valor menor de primas de seguros que las compañías aseguradoras consideran como medidas válidas y confiables para mitigar el riesgo. 

Finalmente, salvaguardar la información de un archivo, la información digital en un data center, en fin, en los puntos críticos para garantizar la continuidad de las operaciones o del negocio, puede ser más importe y considerados de alto valor en la mayoría de los casos que el costo de la implementación de una solución de supresión de incendio.

Tipos de sistemas de supresión en espacios grandes 

Son varios los sistemas que dependiendo del sitio de instalación y nivel de riesgo pueden aplicar para la supresión efectiva de incendio, estos son:

• Supresión por riego o rociadores
• Supresión por agentes limpios 
• Aplicación de espuma  

Sistemas de supresión por riego o rociadores 

Rociador automático. Fuente: tusocal.com

Se conforman por una red de tuberías especiales que pueden funcionar a alta presión, involucran al menos una fuente de agua para alimentar uno o varios sistemas. La especificación en cuanto a tipo y cantidad de rociadores depende del tamaño del edificio o construcción a cubrir teniendo en cuenta los cálculos hidráulicos, y la selección de los rociadores está determinada por los rangos de temperatura que se pueden encontrar en el sitio de aplicación.

Los componentes más importantes en los sistemas de extinción con rociadores son:

• Infraestructura de tuberías especiales 
• Válvulas 
• Sensores de flujo
• Bomba de presión principal
• Bomba de presión de reserva 
• Gabinete eléctrico de control 

Hay varios tipos de estos sistemas según las necesidades de implementación:

• Sistema Tipo Húmedo: Usa rociadores automáticos que se disponen en una red de tuberías que contienen agua que permanentemente está a presión, estas tuberías interconectadas entre sí tienen una fuente común de suministro de agua. Cuando el rociador se abre por la intensidad del calor producido por el fuego el agua se descarga inmediatamente sobre el área protegida.

Este tipo de sistema, es ampliamente usado y a la vez es el más simple, son confiables, requieren menos mantenimiento y de hacerse según lo recomendado por el fabricante son económicos de mantener.

• Sistema Tipo Seco: Al igual que el sistema húmedo el de tipo seco utiliza rociadores que también están interconectados con una red de tuberías que en vez de agua contienen aire o nitrógeno bajo presión, cuando el rociador se abre la presión disminuye sobre el sistema haciendo que la presión de los ductos que sí tienen el agua contenida, actúe sobre la válvula de control principal, dejando circular el agua por los rociadores abiertos. 

Este tipo de sistemas se utilizan en aplicaciones con riesgo de incendio en donde hay muy bajas temperaturas evitando el congelamiento de agua o al contrario en condiciones de muy alta temperatura donde puede haber condensación.

• Sistema Tipo Pre-acción: En este caso el sistema de rociadores opera en conjunto con un sistema de detección de incendio, cuando el sistema de detección de incendio se activa envía una señal al equipo de control del sistema de extinción y se activa la apertura de la válvula de control principal, así el agua fluye por las tuberías de la red de rociadores pero no se descarga hasta que lo bulbos de los rociadores no se activen. 

Este tipo de aplicaciones se implementan en sitios o áreas en donde la descarga de agua accidental puede representar un daño importante a la propiedad o los elementos que se pueden ver afectados con el agua como librerías, archivos, museos, almacenamiento de medicamentos, etc.

• Sistema Tipo Diluvio: Estos sistemas son una variante de los de tipo pre-acción, y la diferencia consiste que los rociadores no incorporan bulbo que se active con el calor, es decir son rociadores abiertos. Cuando el sistema de detección de incendio se activa el proceso es el mismo que con el sistema de pre-acción, pero en este caso el agua fluirá en todos los rociadores del sistema, inundando una mayor área. 

Este sistema hace que los equipos que generan la presión de agua deban tener más potencia de caudal para que el sistema sea efectivo, por lo que pueden ser más costosos que las versiones anteriores y no es muy usado en aplicaciones de grandes áreas o de alto recorrido vertical. 

Sistemas de supresión por agente limpio

Sistema de supresión por agente limpio. Fuente: prinkpoint.co

Como lo anotamos, los sistema de supresión con rociadores son soluciones eficientes para la protección de vidas humanas y de la propiedad en caso de incendio, sin embargo en muchas aplicaciones se requiere el mismo nivel de protección, pero que sistemas sensibles o de alto valor como equipos de cómputo, servidores, sistemas de regulación y respaldo de energía etc., no se dañen con el agua y para estos casos los agentes limpios son una mejor solución, ya que estos tienen la capacidad de extinguir el fuego sin causar daño a los equipos o elementos que estén el área de riesgo. 

Los agentes limpios son supresores de incendio que generalmente se presentan como sustancias en estado gaseoso, que tiene dos características importantes: no son conductores de electricidad y al evaporarse no dejan residuos. Así los objetos y equipos sensibles no sufren daño en el proceso de extinción. 

En general se consideran dos tipos de agentes limpios:

• Halocarbonado
• Gases Inertes

En cuanto al Co2 se puede considerar un agente limpio, pero formalmente y de hecho la NFPA no lo clasifica como tal. Dado los riesgos y peligros de su uso en espacios con afluencia de personas. 

• Agente halocarbonado: también se conocen como los agentes que reemplazaron el uso de halón el cual era un compuesto químico, eficaz para la supresión de incendio pero no amigable con el medio ambiente ya que contribuyen al agotamiento de la capa de ozono, por lo que ya no se usa. 

Los halocarbonados contienen uno o la combinación de varios elementos primarios más compuestos orgánicos, estos elementos pueden ser bromo, cloro, yodo o flúor. 

Los más comunes son:

• Hidrofluorocarbonos (HFC)
• Hidroclorofluorocarbonos (HCFC)
• Perfluorocarbonos (PFC o FC)
• Fluoroyodocarbonos (FIC) 
• Fluorocetonas (FK).

El principio de supresión de los halocarbonados consiste en la combinación de procesos químicos y físicos que interrumpen la reacción química de la cadena del fuego. Además estos elementos también contribuyen a la reducción del calor producido por el fuego, reduciendo la temperatura del conato hasta los niveles necesarios de modo que las llamas no pueden mantener la combustión.

• Gas inerte: Los agentes por gas inerte contienen gases como sus componentes principales, estos gases generalmente son: helio, neón, argón y nitrógeno. En caso contrario al Co2 los gases inertes en bajas concentraciones no son letales para los humanos. 

Estos gases extinguen el fuego al reducir la concentración de oxígeno y la temperatura de las llamas a niveles muy bajos como para que se siga produciendo el fuego. 

En cuanto a su eficacia no es tan alta como el agente halocarbonado, por lo que en iguales condiciones de área a proteger se requiere mayor volumen de gas inerte para suprimir el incendio. 

Cómo funcionan

En este tipo de sistemas tenemos dos procesos para la supresión de incendio, iniciación y activación. 

Cuando se produce el incendio estos sistemas se activan mediante un panel de control (Certificado) que detecta el incendio mediante detección automática, generalmente este panel de control se conoce como panel de control de liberación de supresión. 

También es posible generar la liberación o activación del sistema de forma manual por medio de estaciones manuales de emergencia. 

Generalmente estos sistemas trabajan en secuencia es decir; cuando se detecta el incendio antes de producirse la liberación de agente extintor hay un retardo previamente programado para que sea posible la evacuación de personas, en este punto se activan las sirenas de notificación o dado el caso un sistema de audio-evacuación. 

Una vez este paso se completa, el sistema genera la liberación del gas contenido en los cilindros por medio de una señal eléctrica que activa las válvulas solenoides en los cilindros contenedores del gas, permitiendo que este fluya por las tuberías hasta las boquillas de descarga que están en el sitio protegido, inundando el sitio y sofocando el fuego.

Para evitar descargas no necesarias o accidentales por una mal procedimiento de mantenimiento o falsas alarmas el sistema deberá contar con botones de paro de emergencia o aborto que se puedan activar durante la etapa de notificación, previo a la descarga. 

Estas soluciones son altamente efectivas, pero el costo de estas soluciones pueden ser mayor que en el caso de los sistemas con rociadores, en parte también dependerá del tamaños de la implementación 

Los sitios de aplicaciones comunes para este tipo de sistemas son: centros de cómputo, almacenamiento de archivos, bóvedas, subestaciones de energía y bancos de baterías, calderas, plantas diesel, etc.    

Aplicación de espuma  

Descarga de un sistema de supresión con espuma de alta expansión. Fuente: stsoluciones.pe

En este tipo de sistemas se busca incrementar la eficiencia de los sistemas con rociadores por medio de agua como agente extintor, empleando una mezcla de aire, agua y un concentrado de espuma, también conocido como espumógeno, que al igual que en los otros sistemas se descarga sobre el área protegida. 

Estos sistemas se usan especialmente en áreas con riesgo de incendio por almacenamiento de líquidos inflamables o sólidos susceptibles a alta combustión. 

La espuma que se genera de este tipo de soluciones puede sofocar el incendio por medio de una rápida ocupación del volumen del espacio en donde se aplican, siempre y cuando se empleen los mecanismos de diluvio que de acuerdo a cálculos rigurosos de presión y caudal se deban implementar, tal como ocurre con los sistemas de rociadores y agentes limpios. 

Así como debe haber una fuente o depósito de agua para los sistemas de rociadores, también deben disponerse de contenedores especiales para el agente espumógeno. Las proporciones de agua y espuma en la mezcla están dadas por cálculos que se deben hacer desde el diseño y puede variar dependiendo del tipo de riesgo a mitigar y la normatividad aplicada. 

Cómo funcionan

En el proceso de activación, la mezcla o solución agua-espumógena viaja por la red de tuberías hasta los elementos de descarga en donde se mezclan con el aire para formar la espuma que inundará el sitio protegido. 

La solución o espuma actúa directamente sobre el líquido combustible y el oxígeno impidiendo que los vapores altamente volátiles se inflamen, y así como los agentes halocarbonados, la espuma también hace que la temperatura de la combustión disminuya, reduciendo de manera rápida la propagación del incendio y evitando que repentinamente se vuelva a generar.

Los espumógeneos se pueden catalogar según su capacidad de expansión, por lo que hay una “relación de expansión” y está dada por el volumen y densidad de la espuma producida por la cantidad de la mezcla contenida o almacenada.

Por ejemplo, cuando la capacidad de un sistema de supresión de espuma contiene 200 litros de agua más el espumógeno y produce 2000 litros de espuma útil para la descarga, la relación de expansión es 2000/200 = 20.

Cuanto mayor cantidad de aire haga parte de la solución, mayor será la relación de expansión obtenida. 

Se puede catalogar en tres las soluciones de espuma según su expansión: 

Baja Expansión: tienen una relación de expansión típica de 1:20, se usa principalmente para incendios ocasionados por combustibles fósiles, como en refinerías, contenedores de combustible, aeropuertos, buques de gran calado. 

Media expansión: tienen una relación de expansión típica entre 1:20 y 1:200, se usa principalmente para pequeñas superficies como almacenamiento de solventes, derrames leves de productos químicos peligrosos y combustibles. 

Alta expansión: tienen una relación de expansión típica mayor a 1:200, se usa principalmente para prevenir incendio con elementos sólidos como madera, papel, telas, productos agroindustriales, almacenados en grandes áreas cerradas como bodegas, almacenes de materias primas, salas de máquinas en centrales eléctricas, etc., con estos sistemas se pretende inundar altos volúmenes de espacio en tiempo reducido. 

Conclusión

Como ya lo hemos visto son varias las opciones, los sistemas de supresión de incendio son todo un mundo de posibilidades, pero que requieren alta ingeniería, análisis de riesgo, estudio constante y seguimiento de normas. Finalmente se trata de vidas humanas primordialmente y también protección de propiedad. Acompañar al usuario final con conocimiento y profesionalismo harán la diferencia en este tipo de proyectos.