12960125 Nfpalos Sistemas de ProtecciOn Activa Contra Incendios

LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN ACTIVA Prof. Dr. Jorge A. Capote Abreu

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LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN ACTIVA

Tomado del Libro “ Indicaciones Básicas para el Diseño y Construcción de la Protección contra Incendios en Edificios Civiles e Industriales”.

I n t r o d u c c i ó n La finalidad de estas técnicas es detectar y extinguir un incendio en sus comienzos o contenerlo de manera que se pueda realizar la extinción por medios manuales o por los servicios contra incendios. Las instalaciones incluyen un sistema de alarma destinado a hacer patente el funcionamiento de la instalación. Este sistema permite intervenir y ayudar a combatir el incendio y cerrar la válvula principal después de la extinción, para limitar los daños debidos al agua. Si es posible, la alarma automática debe transmitirse directamente al parque de bomberos mas cercano. Una instalación de rociadores automáticos podría reemplazar a otros sistemas de protección en algunos casos, tales como en edificaciones de grandes dimensiones, con fallos en la compartimentación, o en los que se utilicen materiales combustibles. En algunos casos, una instalación de rociadores automáticos puede combinarse con otros sistemas de protección contra incendios. Criterios de diseño de los Sistemas de Protección Activa El Sistema se diseñará en función de la peligrosidad de la actividad o contenido de los locales a proteger. Existen tres clases de riesgos: - Riesgo Ligero (RL). Locales no industriales en los que tanto la cantidad

de material combustible como su combustibilidad son bajas. - Riesgo Ordinario (RO). Locales comerciales industriales donde los

incendios no son susceptibles de propagarse de manera intensa en los primeros minutos.


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- Riesgo Extra (RE). Locales comerciales e industriales con alta carga de fuego donde los incendios son susceptibles de propagarse de manera intensa por:

. La naturaleza del proceso - Riesgo Extra-Proceso (RE-P). . La cantidad y combustibilidad del material almacenado - Riesgo

Extra-Almacenamiento (RE-A).

La superficie máxima controlada en m2 por un puesto de control no deberá ser superior a la marcada en la Tabla siguiente:

Tabla ..... Superficie máxima controlada por un puesto de control en m2

TIPO DE INSTALACIÓN INSTALACIONIONINSTA RL RO RE

Instalación de tubería mojada o de acción previa

12000

12000

12000

Instalación seca o alterna - con acelerador - sin acelerador

6000 3000

6000 3000

4000 1000

Instalación seca o alterna subsidiaria

1000

1000

500

Tomada de las Reglas Técnicas de CEPREVEN.

Pueden controlarse por el mismo puesto de control zonas de diferente riesgo, siempre y cuando la superficie total no supere lo indicado para el máximo riesgo según la tabla anterior. En el caso de que existan dos densidades de aplicación distintas en una superficie no compartimentada, la densidad superior se extenderá en una zona periférica de 6 metros de anchura. En cada caso, el diseño debe asegurar una densidad de descarga (d) de agua mínima en l/min.m2, con el funcionamiento simultáneo de todos los rociadores en una determinada área de operación (a), que será la más desfavorable hidráulicamente. El caudal total requerido se determinará únicamente por cálculo hidráulico, no siendo apreciable la simple multiplicación de d x a. RIESGO LIGERO (RL) Densidad de diseño: 2,25 mm/min. Area de operación: 80 m2. Diámetro nominal de los rociadores: 10 mm salvo que el cálculo hidráulico

justifique el uso de diámetros diferentes.


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RIESGO ORDINARIO (RO) Densidad de diseño: 5 mm/min. Área de operación: Grupo I (ROI) 72 m2 Grupo II (ROII) 144 m2 Grupo III (ROIII) 216 m2 Grupo III Esp. (ROIIIE) 360 m2 RIESGO EXTRA (RE) Riesgo Extra-Proceso (RE-P) Densidad de diseño: 7.5 a 12.5 mm/min. Área de operación: 260 m2.

TIPO DE RIESGO DENSIDAD (mm/min)

AREA DE OPERACION (m2)

Fabricación de:

Alquitrán y derivados 10,0 260

Celuloide 12,5 260

Espumas de plástico y de goma y sus manufacturados (excluyendo las zonas de almacenamiento)

10,0

260

Pirotecnia 10,0 Sistema de diluvio completo en cada

edificio

Fibra y harina de madera 7,5 260

Caucho sintético 7,5 260

Linóleo 7,5 260

Negro de humo, colofonia 7,5 260

Pinturas, barnices 7,5 260

Resinas, aguarras 7,5 260

Hangares de avión 7,5 Sistema zonificado de diluvio

Riesgo Extra-Almacenamiento (RE-A) Densidad de diseño: 7.5 a 17.5 mm/min. Área de operación: 260 m2. Densidad de diseño: 20 a 30 mm/min. Área de operación: 300 m2.


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Riesgos Especiales (RE) Cuando existan riesgos de fuego muy intenso y propagación muy rápida, como por ejemplo en los casos de poliéster, polietileno, poliuretano, máquinas de espuma de plástico, pirotecnia, hangares de aviones y riesgos con líquidos o aceites inflamables, se deberá instalar un sistema de diluvio. Incremento de área de operación En todas las instalaciones de tubería seca y alterna el área de operación se incrementará en un 25%.


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ALMACENAMIENTO Clasificación de Productos. Tipos de Almacenamientos y de Protección. Clasificación de productos: Todos los productos están clasificados en cuatro categorías, según la combustibilidad y propensión a propagar el fuego. Véanse Anexos III y IV para la clasificación de los productos más comunes. Almacenamiento libre Cuando el producto está almacenado sobre el suelo, libremente, sin estanterías, la protección será por rociadores en el techo. Almacenamiento libre paletizado Cuando el producto está almacenado sobre pallets, colocados uno encima del otro, la protección será por rociadores en el techo. No está permitido juntar más de dos pallets en más de una dirección horizontal sin pasillo. Si el fondo de los pallets es cerrado, se considerará como si fuera un estante continuo. Almacenamiento sobre estantes Cuando el producto esta almacenado sobre estantes sólidos de madera, acero, etc., con pallets o sin ellos, la protección comprenderá rociadores en el techo y rociadores intermedios bajo todo estante cuya anchura sea superior a 1 metro. Es recomendable que la superficie en planta de cualquier bloque de almacenamiento no sea superior a 150 m2 y que cada bloque esté separado con una anchura mínima de 2,5 m. En caso de existencia de separadores verticales dentro de los estantes, el producto almacenado no deberá nunca sobresalir lateral o verticalmente. Almacenamiento sobre estantes abiertos (racks) Cuando el producto esta almacenado en estantes abiertos se recomienda la instalación de rociadores intermedios. Si la anchura de los pasillos es igual o inferior a 1,2 metros se considerará como almacenamiento de filas múltiples.


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Almacenamiento en filas múltiples Cuando el producto este almacenado en filas múltiples con estantes continuos abiertos con pasillos de menos de 1,2 metros de ancho es obligatoria la instalación de rociadores intermedios. Tipo de protección Los almacenamientos se protegerán, en general, con los criterios correspondientes a Riesgo Extra-Almacenamiento. Sin embargo para las alturas máximas de almacenamiento indicadas en la Tabla siguiente, se seguirán los criterios correspondientes a Riesgo Ordinario, Grupo III, con las siguientes excepciones: - Si el resto de la instalación es Riesgo Ordinario, Grupo I y la Superficie de

almacenamiento no supera los 72 m2, se protegerán como ROI. - Si el resto de la instalación es Riesgo Ordinario, Grupo II y la Superficie de

almacenamiento no supera los 124 m2, se protegerán como ROII.

CATEGORIA ALMACENAMIENTO LIBRE SOBRE ESTANTES Y "RACKS"

I II III IV

4,0 m 3,0 m 2,1 m 1,2 m

3,5 m 2,6 m 1,7 m 1,2 m


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PROTECCIÓN SÓLAMENTE EN EL TECHO Almacenamiento libre En la Tabla siguiente se indica la densidad y área de operación aplicables en función de la Categoría de producto y la altura de almacenamiento.

Altura máxima de almacenamiento (m) Densidad de

diseño (mm/min)

Area de Operación

(m2)

CAT I CAT II CAT III CAT IV

5,3 4,1 2,9 1,6 7,5

260

6,5 5,0 3,5 2,0 10,0

7,6 5,9 4,1 2,3 12,5

8,7 6,7 4,7 2,7 15,0

9,7 7,5 5,2 3,0 17,5

8,2 5,7 3,3 20,0

300

8,9 6,3 3,6 22,5

9,6 6,7 3,8 25,0

7,2 4,1 27,5

7,7 4,4 30,0

10.0 30.0 400

La altura real o supuesta deberá prever la altura total práctica de almacenamiento, hasta un máximo de 1 m por debajo del techo. Las alturas máximas de la Tabla anterior, (7,6 m para CI, 7,5 m para CII, 7,7 m para CIII, y 4,4 m para CIV) son las que se consideran límites para la eficacia de los rociadores cuando estos están instalados solamente en el techo. Los rociadores situados en el techo de 141º C.


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Almacenamiento en estantes abiertos (racks) En la Tabla siguiente se indica la densidad y área de operación aplicables en función de la Categoría de producto y la altura de almacenamiento.

Altura máxima de almacenamiento (m) Densidad de diseño (mm/min)

Área de Operación

(m2)

CAT I CAT II CAT III CAT IV

4,7 3,4 2,2 1,6 7,5

260

5,7 4,2 2,6 2,0 10,0

6,8 5,0 3,2 2,3 12,5

5,6 3,7 2,7 15,0

6,0 4,1 3,0 17,5

4,4 3,3 20,0 300

5,3 3,8 25,0

6,0 4,4 30,0

La altura real o supuesta deberá prever la altura total práctica de almacenamiento, hasta un máximo de 1 m por debajo del techo. Las alturas máximas de la Tabla anterior, (6,8 m para CI, 6,0 m para CII, 6,0 m para CIII, y 4,4 m para CIV) son las que se consideran límites para la eficacia de los rociadores cuando estos están instalados solamente en el techo. Los rociadores situados en el techo de 141o C. Cuando el techo es de estructura metálica expuesta, no están permitidos los rociadores modelo pulverizador. Todas las columnas estructurales del edificio que se encuentren dentro del almacenamiento, y que tengan una resistencia al fuego inferior a 120 minutos, deberán protegerse por rociadores adicionales, con una densidad de 10 mm/min sobre la superficie expuesta de la columna. Se instalará un rociador por cada 4,5 m verticales, siempre que no exista obstáculo que evite que toda la superficie se moje. La demanda de agua de estos rociadores se sumará al caudal de diseño para los cálculos de tubería y de abastecimiento de agua


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Siempre que sea posible, la instalación se deberá realizar con tubería mojada o con un sistema de acción previa. Si esto no es posible, se instalará un sistema de tubería seca o alterna en el que la densidad se aumente en 2,5 mm/min y el área de operación en el 25%. PROTECCIÓN SIMULTÁNEA EN EL TECHO Y EN NIVELES INTERMEDIOS Situación de los rociadores Los diversos casos de situación de rociadores se ilustran en las figuras de las páginas 16 y 17. Los rociadores intermedios para las categorías I y II deberán ser instalados: - Cada dos espacios horizontales, siempre que no quede una separación

vertical de mas de 3,5 m entre dos niveles de rociadores o entre el nivel más alto de rociadores y la parte superior de almacenamiento.

- En el centro de cada dos espacios transversales, siempre que no quede

una separación de más de 2,8 m entre rociadores. - De manera que queden, por lo menos, 0,15 m libres entre el deflector del

rociador y la parte superior del almacenamiento situado por debajo de él. - Al tresbolillo verticalmente. Los rociadores intermedios para la Categoría III (o Categorías I, II y III juntas) deberán ser instalados: - Cada dos espacios verticales, siempre que no quede una separación

vertical de más de 2,3 m entre dos niveles de rociadores o entre el nivel más alto de rociadores y la parte superior del almacenamiento.

Criterios Hidráulicos Cuando haya más de 50 rociadores intermedios, éstos y los del techo serán controlados por puestos de control independientes.


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Para los rociadores intermedios, se considerarán en funcionamiento smultáneo 3 rociadores por nivel y fila, para las categorías I, II y III, y 2 rociadores por nivel y fila para la categoría IV, en razón de su distribución más uniforme. La presión mínima en cada rociador será de 2 bar. El orificio del rociador será de 15 mm. Para rociadores del techo, la densidad será como mínimo, de 7,5 mm/min sobre un área de operación de 260 m3. En número de filas ( n ) de almacenamiento, cuyos rociadores habrán de considerarse en funcionamiento simultáneo, vendrá determinado por la anchura de los pasillos ( a ), según la tabla siguiente: Filas en funcionamiento simultaneo:

Anchura de pasillos ( a )

Número de filas ( n )

a � 2,4 2,4 > a � 1,2

1,2 > a

1 2 3

El abastecimiento de agua deberá ser capaz de asegurar el caudal de cálculo, simultáneamente, para el área más desfavorable y suficiente durante 90 minutos.


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DISTRIBUCION DE ROCIADORES Rociadores de Uso General La cobertura máxima de cada rociador, así como la separación entre rociadores, se indica en la tabla siguiente:

ROCIADORES NORMALES RL RO RE

Cobertura máxima Separación máxima - entre rociadores (S,D)........ - entre rociadores y pared..... Separación mínima - entre rociadores (S,D)........ - entre rociadores y pared.....

20 m2

4,6 m 2,3 m

1,8 m 0,1 m

12 m2

4,0 m 2,0 m

1,8 m 0,1 m

9 m2

3,7 m

1,85 m

1,8 m 0,1 m

La distancia entre los rociadores más cercanos a los muros o tabiques deberá ser igual o inferior a la mitad de la distancia máxima permitida entre los rociadores e igual o superior a 0,1 m. Es recomendable que el deflector del rociador se encuentre entre 0,075 y 0,15 m debajo del techo. Para techos con viguetas de madera al descubierto, el deflector no deberá estar a más de 0,15 m debajo de la parte inferior de la vigueta. En los casos de techos o tejados inclinados, las medidas de espaciamiento se tomarán en planta. Cuando la inclinación del techo sea mayor del 30% se deberá instalar una fila de rociadores en la cúspide o a una distancia no superior a 0,75 m de esta. En la siguiente página se detalla la distribución normal y al tresbolillo en planta de rociadores.


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Fig. Distribución Típica de Rociadores Intermedios


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Fig. Distribución Típica de Rociadores Intermedios Vista Frontal de las Estanterías - En el centro de cada dos espacios transversales, siempre que no quede una

separación de más de 2,8 m entre rociadores. - De manera que queden, por lo menos, 0,15 m libres entre el deflector del

rociador y la parte superior del almacenamiento situado por debajo de él. - Al tresbolillo verticalmente. Cuando la anchura de la estantería sea superior a 3,2 m, se habrá de instalar una fila de rociadores por cada 3 m de anchura. Caso de existir cualquier obstáculo a la descarga de los rociadores (elementos estructurales, etc), se colocarán rociadores adicionales que serán tomados en consideración para el cálculo hidráulico. Será necesaria una fila de rociadores intermedios encima del almacenamiento cuando la distancia vertical entre este y los rociadores del techo sea superior a 3 m. Los rociadores situados en el techo serán de 141oC y los intermedios de 68oC. Cada rociador intermedio deberá ser protegido del agua descargada por los rociadores de encima por una placa metálica de 0,075 m de diámetro mínimo, instalada inmediatamente encima del rociador. La placa no deberá ser fijada al deflector de los rociadores montantes, excepto cuando el conjunto esta diseñado para tal efecto por el mismo fabricante del rociador. La placa y su apoyo no deberán obstaculizar la distribución horizontal del agua.


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Siempre que sea posible, la instalación se deberá realizar con tubería mojada o sistema de acción previa. Si esto no es posible, se instalará un sistema de tubería seca o alterna en el que la densidad se aumente en 2,5 mm/min y el área de operación en el 25%. Caso de que existiera riesgo de heladas, sería necesario prever un sistema de calefacción o bien una instalación de acción previa. Cuando el deflector de los rociadores esté por encima del nivel de la parte inferior de las vigas o viguetas, los rociadores deberán estar a cierta distancia de los laterales de aquellas, a fin de evitar una posible interrupción de la descarga de agua. En la siguiente figura se indican las distancias mínimas mediante las cotas a, b y c.


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Cuando la altura de la viga o jácena sea superior a 0,3 m ( techos combustibles), ó 0,45 m ( techos incombustibles) o cuando haya menos de 1,8 m entre los ejes de las vigas, los rociadores deberán instalarse al tresbolillo. Si el hueco entre vigas es igual o menor a 0,9 m se diseñará como si fuera techo liso. En general los rociadores no deberán instalarse demasiado cerca de las columnas. Los rociadores deberán estar a más de 1,2 m de las jácenas, y más de 0,3 m lateralmente de las cerchas que tengan 0,1 m o menos de anchura. Si esta anchura excede los 0,1 m, los rociadores deberán estar a más de 0,6 m lateralmente. Por lo general el espacio mínimo por debajo de los rociadores será de 0,5 m. Si es Riesgo Extra-Almacenamiento, el espacio mínimo libre será de 1 m. Rociadores de Pared La tabla siguiente indica la cobertura máxima por rociador y la separación entre rociadores.

ROCIADORES DE PARED RL RO

Cobertura máxima (S.D.) 16 m2 9 m2

Separación máxima a lo largo de la pared: (S) - Techo combustible - Techo incombustible - Entre rociador final y pared - Perpendicular a la pared ( en salas con 2 rociadores dispuestos al tresbolillo )

4,6 m 4,6 m 2,3 m

>9,2 m

3,4 m 3,7 m 1,8 m

>7,4 m

Distancias: - Mínima - Máxima

a techo/pared 0,1 m 0,05 m 0,15 m 0,15 m

ma techo/pared 0,1 m 0,05 m 0,15 m 0,15

Nº de filas de rociadores: - Sala con anchura �3,7 m - Sala con anchura �7,4 m - Sala con anchura �9,2 m - Sala con anchura �11,4 m - Sala con anchura �12,6 m

1 2

2 al tresbolillo 3 3

1

2 al tresbolillo - 3 -


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Extensión de la Protección Deben protegerse por las instalaciones todas las partes de un edificio o edificios en comunicación, admitiéndose las siguientes excepciones: - Cuando existan separaciones reconocidas como aceptables, tales como muros y

suelos que respondan a criterios a resistencia al fuego elevada. - Los lavabos y servicios sanitarios construidos de material incombustible y que

no se empleen para almacén de materias combustibles. Esta excepción se aplica también a vestuarios siempre que las ropas estén guardadas en armarios metálicos.

Los edificios separados, de construcción combustible, se deben tratar como si se comunicaran con los edificios protegidos y la comunicación les alcanzara, a menos que sean muy pequeños o suficientemente separados de los edificios protegidos. La instalación debe dividirse en secciones que dispongan cada una, de su propio dispositivo de alarma. En la medida de lo posible, una sección no abarcará más de un edificio y, en general, los abastecimientos de agua, adecuadamente provistos, pueden ser suficientes para todas las secciones. Se deberán instalar rociadores en todos los espacios debajo de plantas bajas combustibles, excepto cuando se cumplan todas las siguientes condiciones: a) Que el espacio no sea accesible para fines de almacenamiento o entrada de

personas no autorizadas y este protegido contra la acumulación de desechos. b) Que el espacio no contenga ningún equipo, tal como tubos de vapor,

conducciones eléctricas, (excepto cables en tubo o aislados por mineral adecuadamente conectados a tierra), juegos de ejes y correas transportadores.

c) Que el techo de este espacio esté bien cerrado. d) Que no haya almacenados líquidos inflamables en el piso de arriba. Se deberán proteger los fosos de maquinaria dónde se acumulen desperdicios y galerías subterráneas de líneas de producción. Además se deberá de diseñar una protección complementaría para los casos siguientes: - Huecos de montacargas, ascensores y conductos que atraviesan el suelo. - Elevadores. - Cintas transportadores, Cajas de Engranaje y Correas. - Ciclones, Cámaras y Colectores de Polvo. - Molinos de Cereal, arroz, forraje y aceite. - Depósitos y Silos. - Escaleras mecánicas. - Doseles, Marquesinas o Cobertizos.


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- Muelles y Plataformas Exteriores. - Cabinas de Pintura, Hornos de Secado y Recintos de Secado. En caso de la existencia de obstáculos se deberán prever la colocación de rociadores adicionales en los siguientes casos: - Plataformas, Galerías, Pasarelas, Andamiajes, Interiores, Escaleras y

Escalinatas, Paneles y Conductos de Climatización. - Conductos - Cubiertas sobre Máquinas de Fabricación de Papel. - Mesas de Trabajo. - Estanterías de Almacenaje. - Estudios de Producción de Cines y Televisión.


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RED DE TUBERÍAS La tubería de rociadores no debe estar empotrada dentro de suelos o paredes ni instalada de forma tal que las eventuales reparaciones o modificaciones supongan un alto gasto de tiempo o dinero. La tubería de rociadores no debe pasar por ningún edificio o sala que no esté protegido debidamente por rociadores a no ser que se instale a nivel del suelo y protegida por un pequeño conducto de ladrillos, hormigón, etc. En las temperaturas ambientes de más de 70o C, se recomienda el uso del sistema de tubería seca. Será precisa la instalación de puntos de limpieza en el extremo de los colectores. Desde el punto hidráulicamente más desfavorable a cada puesto de control se derivará una tubería de 25 mm de diámetro nominal, que terminará en una válvula de prueba de la instalación, para realizar pruebas de alarma, presión y caudal. La descarga se realizará por un orificio de igual factor K que el de los rociadores instalados y se dispondrá un manómetro, aguas arriba de la válvula, a una distancia mínima de 250 mm de esta. En el caso de las instalaciones de tubería seca, alterna o de acción previa, la tubería se deberá instalar en pendiente para permitir el drenaje completo de la red de tubería. La pendiente mínima debe ser: - Diámetro � 50 mm ....................... 0,4% - Diámetro > 50 mm ....................... 1,2% . La pendiente real deberá indicarse en los planos de diseño. Las secciones de tubería que no puedan drenar por el puesto de control dispondrán de válvulas de drenaje adecuadas, instaladas a menos de 3 m. del suelo, de los siguientes diámetros:

Tubería Válvula

� < 50 � = 65 � >65

20 mm 25 mm 32 mm

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