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Sistemas de Extinção por Gases em Centros de
Comunicações
Autor: Carlos Pérez Jornadas Técnicas, Segurança contra Incêndio
2 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Proyecto de un sistema de protección contra incendios
Evaluación opciones
Mejor opción
Proyecto preliminar
Instalación
Evaluación riesgo Definición objetivos
Proyecto final
Validación
3 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Teoría del fuego
• El fuego es una serie compleja de reacciones químicas en las que intervienen:
– Combustible.
– Oxidante.
– Energía.
• Se generan radicales libres (OH y H) que crean un mecanismo de reacción en cadena.
• El 90% de la generación de calor se produce en la base de la llama.
4 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Superficie del fuego
Aire (20º)
Productos de reacción,
aire (500ºC)
Calor por radiación (30%)Vapores
Compuestos volátiles
Calor por radiación
Esquema de un fuego
5 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Mecanismos de extinción
• Químicos:
– Interfiriendo en la reacción de combustión eliminando
los radicales libres (mecanismo catalítico).
• Físicos:
– Disminución del nivel de oxígeno.
– Enfriamiento de la llama.
– Separación física del combustible y del oxidante
(comburente).
6 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Agentes extintores gaseosos
– HFC 227ea (FM-200):
• Heptafluoropropano (CF3CHFCF3)
– HFC 125:
• Pentafluoroetano (CHF2CF3)
– HFC 23 (FE-13):
• Trifluorometano (CHF3)
Sistema de extinción de
Incendios mediante HFC-
227ea
Sistema de extinción de
Incendios mediante HFC-125
Sistema de extinción de
Incendios mediante Fe-13
7 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Agentes extintores gaseosos
– IG100:
• Nitrógeno (100%)
– IG01:
• Argón (100%)
– IG541:
• Nitrógeno(52%)+Argón(40%)+CO2(8%)
– IG55:
• Nitrógeno (50%) + Argón (50%)
– CO2
Sistema de extinción de
Incendios LPG Inert
(Agentes Inertes)
Sistema de extinción de
Incendios mediante
CO2
8 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Atomización
9 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
• Análisis en zona representativa del spray
(normalmente a 1 m de atomizador)
• Contar y agrupar gotas por tamaños
• Obtener Dv para diferentes tamaños
0
5
10
15
20
25
30
35
0 50 100 150 200 250 300
Diámetro gotas
% volumen
0
20
40
60
80
100
0 50 100 150 200 250 300Diámetro gotas
10 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Mecanismos de extinción
Químico Enfriamiento Reducción oxígeno
HFCsNO importante
(no catalítico)SÍ, importante SÍ, limitado
Gases inertes –
CO2
NO SÍ, limitado SÍ, importante
Agua nebulizada NO SÍ* SÍ*
*La importancia relativa del mecanismo depende de la aplicación.
11 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Extinción física con gases halocarbonados
• Capacidad calorífica:
– Energía necesaria para aumentar 1ºC una determinada
cantidad de materia.
• Las capacidades caloríficas de todos los agentes extintores
gaseosos son mayores que las del aire.
• El fuego gasta más energía en calentar una mezcla de aire +
extintor que de aire solo.
• Hay menos energía disponible para generar vapor o volátiles
desde la superficie del combustible.
12 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Superficie del fuego
Aire + extintor (20º)
Productos de reacción,
Aire, extintor (500ºC)
Calor por radiación (<30%)Vapores
Compuestos volátiles
Calor por radiación
Extinción física con gases halocarbonados
13 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Extinción por reducción de oxígeno
14 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Actuación del Agua Nebulizada
• Para que el agua nebulizada sea efectiva se tiene que
evaporar
– Al evaporar ocupa 1800 veces su volumen: Reducción
de la concentración de oxígeno.
– Al evaporar absorbe energía (2257 kJ/kg):
Enfriamiento del fuego.
15 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Condiciones de reducción de oxígeno por agua
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00
Temperatura Aire [ºC]
Co
nc
en
tra
ció
n O
2 (
%v
ol)
100% HR
16 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
• Absorción del calor:
– Evaporación del agua en la base de la llama.
Enfriamiento con Agua Nebulizada
17 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
– El agua es efectiva
• Cuando se absorbe el 40% de la potencia calorífica
generada por la llama.
• Mientras se está descargando agua.
– En fuegos pequeños las gotas de agua que
permanecen en el ambiente no participan en la
extinción.
Enfriamiento con Agua Nebulizada
18 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
19 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
• Atenuación de la radiación:
– Permite prevenir la reignición de otros combustibles
cercanos (Sistema de control).
– No se puede considerar un mecanismo de extinción.
No existen estudios que demuestren la atenuación de
la radiación hacia el combustible
Actuación con Agua Nebulizada
20 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
• Extinción:
– Completa eliminación de las llamas y combustión de losmateriales.
• Control:
– Limitación del crecimiento y propagación de un incendio.
• Ambos pueden ser válidos como objetivos en una proteccióncontra incendios.
• Es importante tener claro cuál aplica en cada caso para definircorrectamente los planes de emergencia.
Extinción vs. Control de incendios
21 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Extinción vs. Control de incendios
• Los sistemas de gas se proyectan siempre como sistemas
de extinción.
• Los sistemas de agua nebulizada pueden proyectar-se
como extinción o como control en función de la aplicación
pero no por el deseo del usuario o de la ingeniería.
• Un sistema de control puede conseguir la extinción de un
fuego, pero no se puede proyectar con este objetivo.
22 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Inundación total por gas
• Proyecto:
– Sistema de extinción.
• Aplicabilidad:
– Recintos cerrados en todo el volumen.
– Origen del fuego no definido o múltiple.
– Agentes con comportamiento de gas.
• Características:
– Generación y mantenimiento de una concentración de agente definida.
– Proyecto genérico.
23 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Inundación total por agua nebulizada
• Proyecto:
– Sistema de control.
• Reducción de oxígeno:
– Para disminuir al 12-15% la concentración de oxígeno:
• Temperatura Riesgo 60-85 ºC
• Humedad Relativa 100%
• Características:
– Condiciones de fuego extremas.
– Tamaño del fuego normalmente desconocido en proyecto.
24 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Aplicación local por gas
• Proyecto:
– Sistema de extinción.
• Aplicabilidad:
– Lugares abiertos.
– Origen del fuego definido.
– Todo tipo de agentes preferentemente con comportamiento de líquido (CO2).
• Características:
– Aplicación de un cantidad de agente durante un periodo definido.
– Proyecto específico para cada riesgo.
25 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Aplicación local por agua nebulizada
• Proyecto:
– Sistema de extinción.
• Absorción de calor:
– Condiciones de fuego conocidas.
– Se proyecta para absorber el 40% del calor del fuego.
– El aire que entra en el fuego tiene 21% de O2.
• Características:
– Caudal y tiempo de aplicación definidos.
– Proyecto específico para cada riesgo.
26 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Aplicación localizada por agua nebulizada
• Proyecto:
– Sistema de control – equivalente a rociadores.
• Modos de actuación:
– No se evapora suficiente agua para disminuir al 12-15% la concentración de oxígeno.
– La descarga de agua no es específica a la localización del fuego.
– No es seguro que se absorba el calor necesario para la extinción
• Características:
– Consumo reducido de agua.
– Puede cubrir todo el espacio protegido.
27 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Normas de agentes gaseosos
• Sistemas de gases (HFCs e inertes):
– EN15004 (en curso NP EN 15004)
– NFPA 2001.
– ISO 14520.
• CO2
– NFPA 12.
– RT4 (Ceprevén)
NOTA: Todas incluyen proyecto.
28 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Normas de agua nebulizada
• NFPA 750:
• Norma americana.
• No incluye proyecto.
• prEN12972:
• Definirá aplicaciones como control, no como extinción.
• Cada aplicación se define por separado.
29 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Protocolos agua nebulizada
• VdS:
– Escaleras Mecánicas
– Oficinas (Riesgos Ordinarios Clase 1)
– Galería de Cables
– Archivos
– ...
• MSC/Circ. 668/728 Sistemas de Agua Equivalentes en Salas de Máquinas
– MSC/Circ 913 Sistemas de Aplicación Local de Agua Equivalentes en Salas de Máquinas Clase A.
– Resolución A800 Sistemas Rociadores Equivalentes
30 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
• FM:
– Riesgos Ordinarios
– Salas de Maquinaria/Turbinas hasta 260 m2
– Salas de Maquinaria/Turbinas superiores a 260 m2
– Fosos de maquinaria
• CEN:
– Líquidos inflamables
– Riesgo Ordinario Clase 1
– Freidoras no industriales
– Galerías de Cables
Protocolos agua nebulizada
31 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Seguridad para las personas
• Condiciones sin fuego
– Gases halocarbonados:
• Riesgo de cardiotoxicidad (diferente para cada uno).
– Gases inertes:
• Riesgo de hipoxia (idéntico para todos)
– Las normas definen en ambos casos unos parámetros para evaluar la necesidad de dispositivos de seguridad.
32 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
% CO2 Tiempo de exposición Efectos
2 Varias horasDolor de cabeza, disnea con
actividad física reducida
3 1 hora Disnea en reposo
4-5 Varios minutosAumento de presión arterial
Disnea incómoda
6
1-2 minutos
16 minutos
Varias horas
Visión y audición afectados
Dolor de cabeza, disnea
Temblores
7-10Pocos minutos
Menos de 1 hora
Inconsciencia, aumento ritmo
cardiaco, vértigo
10-15 Varios minutos Somnolencia, espasmos
17-30 1 minuto Convulsiones, coma, muerte
33 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Seguridad para las personas
• Condiciones sin fuego
– Agua nebulizada:
• Inofensiva.
– Agua nebulizada con nitrógeno:
• Riesgo de hipoxia en función de la cantidad de nitrógeno y el tamaño de la sala.
34 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Seguridad para las personas
• Condiciones con fuego
– Todos los sistemas:
• Riesgo debido a los propios productos decombustión del fuego en función del tipo decombustible.
• Todas las normativas contemplan la evacuaciónde la sala en presencia de un incendio.
35 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Seguridad para las personas
• Condiciones con fuego
– Gases halocarbonados:
• Formación de productos de descomposición.
• El proyecto correcto minimiza su producción.
– Gases inertes y CO2:
• No existe riesgo añadido.
– Agua nebulizada:
• En principio ninguno pero tener en cuenta la generación de vapor de agua (100ºC) del agua que se evapora sobre el fuego (térmico e hipoxia).
– Todo sistema de agua tiene una cierta capacidad de limpieza de humos.
36 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Aumento de la presión
– Al aumentar la cantidad de gas en un recinto, la presión
aumenta proporcionalmente.
– Gases inertes, CO2 y gases halocarbonados
• Cuantificable y solucionable.
– Agua nebulizada
• En función de la rapidez y cantidad de generación de vapor de
agua.
• Depende de las condiciones del fuego en el momento de la
descarga y de la incidencia del agua sobre el mismo.
37 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Estanqueidad de la sala / aberturas
– Gases inertes, CO2 y gases halocarbonados:• Es necesario que el gas descargado mantenga una
concentración suficiente, y las condiciones de protección, durante un periodo de tiempo definido (mínimo 10 min).
• La falta de estanqueidad seguramente no impedirá la extinción del fuego pero mantendrá el riesgo de reignición.
• Un método para determinar la integridad de la sala y el área de fugas es la prueba de ventilador de puerta (door-fan test).
38 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Estanqueidad de la sala / aberturas
– Agua nebulizada:• Cuando se prevé la generación de vapor de agua en
toda la sala, es equivalente a un sistema de gas inerte(desde la finalización de la descarga).
• En los otros casos no es un parámetro a tener encuenta. La protección dura mientras se mantiene ladescarga de agua.
• La cercanía de aberturas a la localización del fuegopuede afectar negativamente el funcionamiento delsistema (entrada de aire fresco).
39 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Importancia de las obstrucciones
– Gases inertes, halocarbonados y CO2:
• Su comportamiento de gas les permite sortear
obstáculos y llegar a cualquier lugar en el recinto.
• La adición de obstrucciones adicionales después de la
instalación no alteran significativamente su
funcionamiento.
• Capacidad de penetración en los equipos.
40 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Importancia de las obstrucciones
– Agua nebulizada:• Su condición de líquido no les permite un comportamiento
tridimensional.
• A menor tamaño son arrastrados por las corrientes de aire en la sala.
• Cuando inciden sobre las superficies se depositan sobre ellas, mojándolas.
– Agua nebulizada con nitrógeno:• El nitrógeno se comporta como los sistemas de gas, pudiendo
arrastrar gotas de agua que ayudan a luchar contra el fuego.
41 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Reglamentación medioambiental
– Agua nebulizada:
• No tiene ninguna restricción de uso medioambiental.
– Gases inertes:
• No tiene ninguna restricción de uso medioambiental.
– CO2:
• No tiene ninguna restricción de uso medioambiental.
– HFCs:
• No tiene ninguna restricción de uso medioambiental.
• Reglamento 842/2006.
42 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
Conclusiones
• Desde el punto de vista de protección contra incendiosdiferentes soluciones (extinción/control) pueden ser válidas sicumplen los objetivos fijados.
• Es necesario tener en cuenta las características de lasdiferentes opciones para validar que cumplen los objetivosque se pretenden.
• El sistema de protección es una más de las piezas en unaestrategia de tratamiento de emergencias.
43 Jornadas Técnicas, Segurança contra IncêndioAutor: Carlos Pérez, LPG
LPG Técnicas en Extinción de Incendios, S.A.
• Oficina Central (Planta Barcelona)c/ Mestre Joan Corrales, 107 -109
08950 Esplugues de Llobregat
BARCELONA
Tel.: 93 480 29 25
Fax.: 93 473 74 92
• LPG PortugalCasais da Serra, Zona Ind LT4
2665 -305 MILHARADO (Lisboa)
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Fax.: 219 751 317www.lpg.eswww.lpg.eswww.lpg.es