Presentación de PowerPoint...Autor: Carlos Pérez, LPG 4 Jornadas Técnicas, Segurança contra Incêndio Superficie del fuego Aire (20º) Productos de reacción, aire (500ºC) Vapores

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


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.


Superficie del fuego

Aire (20º)

Productos de reacción,

aire (500ºC)

Calor por radiación (30%)Vapores

Compuestos volátiles

Calor por radiación

Esquema de un fuego


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).


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


Incendios mediante HFC-125


Incendios mediante Fe-13


Agentes extintores gaseosos

– IG100:

• Nitrógeno (100%)

– IG01:

• Argón (100%)

– IG541:

• Nitrógeno(52%)+Argón(40%)+CO2(8%)

– IG55:

• Nitrógeno (50%) + Argón (50%)

– CO2


Incendios LPG Inert

(Agentes Inertes)


Incendios mediante

CO2


Atomización


• 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


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.


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.


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


Extinción por reducción de oxígeno


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.


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


• Absorción del calor:

– Evaporación del agua en la base de la llama.

Enfriamiento con Agua Nebulizada


– 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



• 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


• 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


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.


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.


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%


– Condiciones de fuego extremas.

– Tamaño del fuego normalmente desconocido en proyecto.


Aplicación local por gas

• Proyecto:


• Aplicabilidad:

– Lugares abiertos.

– Origen del fuego definido.

– Todo tipo de agentes preferentemente con comportamiento de líquido (CO2).


– Aplicación de un cantidad de agente durante un periodo definido.

– Proyecto específico para cada riesgo.


Aplicación local por agua nebulizada

• Proyecto:


• 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.


– Caudal y tiempo de aplicación definidos.

– Proyecto específico para cada riesgo.


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


– Consumo reducido de agua.

– Puede cubrir todo el espacio protegido.


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.


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.


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


• 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


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.


% 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



• 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.



• 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.



• Condiciones con fuego

– Gases halocarbonados:

• Formación de productos de descomposición.

• El proyecto correcto minimiza su producción.

– Gases inertes y CO2:

• No existe riesgo añadido.


• 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.


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.


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).


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).


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.


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.


Reglamentación medioambiental


• No tiene ninguna restricción de uso medioambiental.

– Gases inertes:


– CO2:


– HFCs:


• Reglamento 842/2006.


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.


LPG Técnicas en Extinción de Incendios, S.A.

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