Archivo de la categoría: Ingeniería de Incendios

Software / Programas Gratis para cálculos hidráulicos de rociadores automaticos

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Selección de Espumas Contra Incendios

Por Jose Prada (1)

Los concentrados de espuma contra incendios son sustancias que mezclarse con agua, y bajo ciertos procedimientos de aplicación, generan mantas de espuma que controlan los incendios. Se distinguen las espumas por aplicación sobre los incendios en los siguientes tipos básicos:

  • Concentrados de espuma clase A, para fuegos estructurales y forestales
  • Concentrados de espuma clase B, para fuegos de sustancias combustibles e inflamables

En los concentrados para fuegos clase B, se distinguen los siguientes tipos,

  • PROTEINICOS, hechos a partir de proteínas naturales polimerizadas. Con adición de componentes surfactantes se obtienen concentrados proteínicos con características especiales, como las fluoroproteinicas, las de fluoroproteina formadora de pelicula acuosa Denominada FFFP, las FFFP resistentes al alcohol, entre otras variedades.
  • CONCENTRADOS SINTETICOS, hechos a partir de componentes sintéticos (detergentes) generalmente destinados a espumas de expansiones tipo media/alta.

Al mezclar el concentrado con agua en cierta proporción, se obtiene la solución de espuma, y ésta al aplicarse con los medios apropiados, genera la espuma. En ese orden de ideas, espuma, concentrado y solución no son términos similares, sin embargo coloquialmente, cuando se habla de espuma indirectamente se habla del tipo de concentrado.

Ningún tipo de espuma funciona de la misma forma para todas las clases de incendios. Cada espuma se destaca en diferentes funciones; sin embargo, el rendimiento en otras áreas es a menudo menor. Seleccionar la mejor espuma para todas las aplicaciones no es posible, y siempre va a depender de la combinación de los siguientes elementos:

  • Riesgo a proteger, de lo cual se derivan las características de los concentrados a ser elegidos y por ende de los equipos para su aplicación
  • Costo económico de la instalación de los sistemas y de su posterior mantenimiento

En referente a lo primero, la selección se basará en el tipo de combustible u ocupación a ser protegida. En este sentido una espuma para fuegos estructurales no es la misma que la usada para un fuego tipo charco en un tanque de crudo.

Respecto a lo segundo, la selección adecuada influirá en los equipos iniciales a ser comprados, la vida útil del concentrado y el mantenimiento que requieren los sistemas de proporcionado y aplicación de espuma.

Para fines de fuegos clase B, que incluyen incendios de líquidos combustibles e inflamables, se destacan en la industria petrolera tres tipos de espumas, a saber:

  • ESPUMA FORMADORA DE PELICULA ACUOSA, o AFFF. Espuma que trabaja con una película polimérica que se extiende fuera del manto extinguiendo el fuego y sellando el combustible.
  • ESPUMA DE FLUOROPROTEINA, o FP: Espuma lograda a base de un concentrado espumante compuesto de proteína polimerizada y agentes activos superficiales fluorados.
  • ESPUMA RESISTENTE AL ALCOHOL, o AR. Espuma usada para el control de fuegos en solventes polares como el alcohol.

Seleccionar la espuma óptima para un fuego clase B, como ya se comentó, dependerá también de las propiedades de las mismas, por lo tanto debe evaluarse ciertas características comunes a cada una para determinar su utilidad en cada riesgo. Estas características básicas se pueden resumir en las siguientes:

  • Working o agitamiento , que es la preparación previa o agitamiento que debe recibir la solución para formar adecuadamente la espuma
  • Knock Down, o capacidad de extinción del fuego
  • Fluidez, o rapidez con la cual la espuma se distribuye sobre el incendio. Esto también se traduce en la velocidad de formación de la espuma.
  • Estabilidad, es la capacidad de la espuma de mantenerse inalterable durante el tiempo de aplicación
  • Tolerancia al combustible, capacidad de la espuma de no degradarse en contacto con el combustible que está ardiendo
  • Sellamiento, o capacidad de la espuma de sellar el charco del incendio
  • Burn Back Resistance, o capacidad de la espuma de evita la reignicion del incendio una vez controlado
  • Tiempo de vida de la espuma

Las espumas a base de proteínas requieren de agitamiento, o de ser “bien trabajadas” antes de su aplicación, de hecho requieren de boquillas especiales con aireación para poder formarse,  tienen un relativo bajo knock down, son poco fluidas y por ende tardan mucho más en extender el manto sobre el incendio, son muy estables, poseen excelentes características de sellamiento y una buena resistencia a la reignicion. El tiempo de vida promedio de un concentrado a base de proteínas es de unos siete años, en condiciones de almacenamiento apropiados. Los sistemas deben ser prolijamente mantenidos.

Las espumas AFFF, o formadoras de película acuosa, son las más difundidas hoy día, entre otras cosas, por su versatilidad en aplicación ya que no requieren de sistemas de aireación y no requieren ser previamente trabajadas.  Las espumas AFFF extinguen los incendios en combustibles hidrocarburos, de la misma forma que lo hacen las espumas de proteína y fluoroproteína; sin embargo, hay una característica adicional. La solución de espuma que drena de la capa de espuma forma una película acuosa sobre la superficie del líquido inflamable. Esta película es muy fluida y flota sobre la superficie de la mayoría de los combustibles hidrocarburos. Esto le da al AFFF una velocidad inigualada en el control y extinción de incendios en hidrocarburos. Es posible ver cómo el fuego se ha extinguido por la película “ invisible “ antes de que la capa de espuma termine de cubrir la superficie del combustible.

Las soluciones de espuma AFFF, pueden ser aplicadas en incendios de líquidos inflamables, usando dispositivos tanto aspirantes como no aspirantes de aire. La diferencia entre estas dos alternativas es que en el de aspiración el aire es arrastrado y mezclado con la espuma dentro del dispositivo mientras que con el otro no ocurre este proceso.

La solución de AFFF/AGUA requiere poca energía para transformarla en espuma expandida.  La solución AFFF es la única que, además de formar una masa de espuma expandida drena una solución proveniente de la capa de espuma con una baja tensión superficial lo que le permite formar una película acuosa que flota sobre la superficie del combustible.

Cuando se aplica una solución de AFFF con un dispositivo de descarga sin aspiración de aire, y con proporción de flujo, similares a un dispositivo con aspiración de aire, la espuma será descargada o lanzada a una distancia mayor. Un concentrado de AFFF aplicado con dispositivo sin aspiración de aire apagará el fuego de combustibles de baja presión de vapor significativamente más rápido que si el mismo es descargado con un dispositivo de aspiración de aire. Esto se debe a que la boquilla sin aspiración de aire genera una espuma menos expandida y más fluida, por lo que se moverá más rápido sobre la superficie del combustible La técnica de aplicación de las espumas AFFF es similar a la de la espuma con fluorproteína y no es tan crítica como en el caso de la proteínica.

En general las espumas AFFF no requieren agitamiento previo, no requiriendo equipos de aireación, tienen un alto knock down, se esparcen rápidamente sobre el incendio con una mínima contaminación con el combustible, y poseen buenas características de sellamiento y de control de la reignicion. Su tiempo de vida promedio con almacenaje apropiado es de veinte a veinticinco años, siendo también los sistemas de aplicación de mínimo mantenimiento.

Una característica adicional de las espumas AFFF es que para ciertas aplicaciones, requieren tasas de aplicación más bajas que las fluoroproteinicas, como las mencionadas en la secciones 5.6.5.3.1 y 5.8.1.2 de la NFPA 11 Ed 2010, lo que se deriva en que la aplicación de espumas AFFF resulte más económica en ciertos escenarios.

Como conclusión, para la selección de una espuma para fuegos clase B, hay que hacer un estudio consciente de la necesidad especifica del riesgo. Es común observar el uso de espumas por razones culturales de la industria, sin evaluar los requerimientos específicos de la necesidad del cliente, a veces obviando la relación costo beneficio a largo plazo o los costos ocultos de reposición de concentrado y mantenimiento de los sistemas. Por tal razón, es recomendable evaluar en varios contextos la selección del concentrado para garantizar la confiabilidad del sistema diseñado y su costo futuro.

(1) Este articulo fue redactado a partir de la lectura de la siguiente bibliografia

https://www.dropbox.com/s/52dzm674p74qcra/ESPUMAS%20TIPOS%2C%20CARACTERISTICAS%20Y%20CONCEPTOS%20DE%20APLICACI%C3%93N.pdf?dl=0

https://www.dropbox.com/s/byqxelw2j0u2g13/ESPUMAS%20CONTRA%20INCENDIO.pdf?dl=0

https://www.dropbox.com/s/3uyaqd5tgi3g3go/Evaluation%20of%20Water%20Additives%20for%20Fire%20Control%20and%20Vapor%20Mitigation.pdf?dl=0

Analisis del impacto de la orientación del rociador y la pendiente del techo en la densidad de aplicación de los rociadores automáticos

Es conocido que no existe suficiente información de Fire Tests para determinar el efecto de la pendiente del techo y la orientación del deflector del rociador en su capacidad de extinguir el fuego. Por sentido común, dado que los cálculos se hacen suponiendo un techo sin pendiente con proyección del patrón del rociador en el suelo, si el rociador está inclinado el patrón de descarga se deformará y por ende la densidad será variable. Aparte de eso, si la pendiente del techo es mu alta, parte del agua del rociador chocara con el techo antes de llegar al fuego, afectando su factor de penetración y el momentum del mismo (por el hecho de la pérdida de energía cinética del agua). Como esta es siempre una pregunta básica de los seminarios de rociadores, me permito compartir un articulo muy interesante al respecto, donde se evalúa el impacto de la orientación del rociador y la pendiente del techo en la densidad de aplicación de los rociadores automáticos. Espero que sea de utilidad para los lectores.

White-Paper-NFSA-Sloped-Ceiling-Analysis

Tipos de Incendios y Explosiones en Instalaciones Industriales

POOL FIRE o INCENDIO DE CHARCO

En inglés, pool-fire. Consiste en la combustión estacionaria de líquido inflamable en un recinto descubierto, ya sea en un charco en el suelo formado por derrame de un líquido o un gas licuado inflamable, o bien un tanque descubierto. Dentro de los límites del charco, el fuego es letal en un 100% debido al contacto directo con las llamas. El área del charco es el área máxima del gas licuado o líquido disperso. La radiación térmica tiene un alcance limitado. Sigue leyendo

CONSIDERACIONES SOBRE FUEGOS EN EQUIPOS DE COCINAS INDUSTRIALES

Tipos de Fuego en Cocinas Industriales

Los fuegos esperados en las cocinas son los del tipo K. Estos fuegos Son los fuegos derivados de la utilización derivados de aceites para cocinar.  Las altas temperaturas de los aceites en un incendio excede con mucho las de otros líquidos inflamables, haciendo inefectivos los agentes de extinción normales.

Medio de Extinción de Fuegos en Cocinas Industriales

La NFPA 96 Standard for Fire Protection of Commercial Cooking Operations, exige el uso de sistemas de extinción portátil y automáticas para la protección de cocinas, de acuerdo a lo establecido en el capítulo 10:

10.1 General Requirements.
10.1.1 Fire-extinguishing equipment for the protection of grease removal devices, hood exhaust plenums, and exhaust duct systems shall be provided.

10.1.2* Cooking equipment that produces grease-laden vapors and that might be a source of ignition of grease in the hood, grease removal device, or duct shall be protected by fire-extinguishing equipment.

Los medios de extinción portátiles deben ser extintores que saponicen, hidrolicen,  el fuego, de acuerdo a lo recomendado en la misma norma

10.10 Portable Fire Extinguishers.
10.10.1* Portable fire extinguishers shall be installed in kitchen cooking areas in accordance with NFPA 10, Standard for Portable Fire Extinguishers, and shall be specifically listed for such use.
10.10.2 Extinguishers shall use agents that saponify upon contact with hot grease such as sodium bicarbonate and potassium bicarbonate dry chemical and potassium carbonate solutions.

La NFPA 10, indica cómo deben ser los extintores a ser usados

4.3.2* Class K Fire Extinguishers for Cooking Oil Fires. Fire extinguishers provided for the protection of cooking appliances that use combustible cooking media (vegetable or animal oils and fats) shall be listed and labeled for Class K fires. Class K fire extinguishers manufactured after January 1, 2002, shall not be equipped with “extended wand–type” discharge devices.

En general deben usarse extintores especialmente marcados para Fuegos clase K, y no pueden usarse agentes gaseosos, como lo establece la NFPA 96 en su aparte 10.10.3

10.10.3 Class B gas-type portables shall not be permitted in kitchen cooking areas.

Los medios de extinction automaticos deben ser de acuerdo a la misma norma NFPA 96,  que recomienda que deben ser a base de agentes húmedos de acetato o carbonato de potasio, con medios de activación automáticos y medios de seccionamiento del gas de la cocina. Para mayores detalles consulte el anexo NFPA 96 Fire Protection of Commercial Cooking Operations en el capitulo 10.

Sistemas de Extincion Automatica de Fuegos en Cocinas Industriales

Un sistema de extinción automática para cocinas industriales debe cumplir con las exigencias de la NFPA 96 y ser listados UL para tales aplicaciones.

Un sistema de este tipo debe incluir al menos los siguientes componentes:

Agente químico húmedo – El agente extintor es una mezcla de sales orgánicas de potasio (carbonato de potasio)  diseñado para una rápida supresión de las llamas y de fuegos de grasa por medio de espuma.

Botella de agente – La botella de agente debe estar instalada en un armario de acero inoxidable o sobre un soporte de pared. La botella debe ser  fabricada de acero con una presión de funcionamiento de 110 psi (7,6 bar), una presión de prueba de 330 psi (22,8 bar) y una presión mínima de ruptura de 660 psi (45,5 bar).

Mecanismo de descarga regulada – El mecanismo de descarga regulada es un dispositivo con resorte de tipo mecánico/neumático capaz de proporcionar gas impulsor a una, dos o tres botellas de agente en función de la capacidad del cartucho de gas utilizada debe poseer la capacidad de actuación automática por medio de un sistema de detección con eslabones fusibles y accionamiento manual a distancia por medio de una unidad de disparo manual.

Boquillas de descarga – Cada boquilla de descarga debe ser probada  y suministrada para una aplicación específica.

Unidad de disparo manual – La unidad de disparo manual a distancia será fabricada de un material compuesto moldeado de color rojo. El color rojo hace que la unidad sea fácilmente identificable como dispositivo manual para el disparo del sistema de supresión de incendios.

Válvula de corte de Gas – debe ser de acero inxodable o bronce actuada automáticamente por el sistema de extinción.

Recomendamos la lectura de la hoja técnica anexa Sistemas De Supresión De Incendios Para Restaurantes R-102 Datos Especificaciones para más detalles.

Sistemas De Supresión De Incendios Para Restaurantes R-102 Datos Especificaciones