SISTEMAS DE AGUA PULVERIZADA CONTRA INCENDIO

INTRODUCCIÓN

El término agua pulverizada se refiere al agua que es descargada desde boquillas o dispositivos especialmente diseñados para producir un patrón predeterminado, tamaño de partícula, velocidad y densidad. Los sistemas de pulverización de agua han sido provistos para proteger un equipo específico cubriendo su superficie con las gotas de la descarga. El patrón de la descarga de las boquillas de pulverización sobre una superficie puede ser elíptico o circular, y la sección transversal de la descarga proyectada es cónica. El chorro de agua es dirigido con fuerza hacia el objeto o superficie que se está protegiendo. El patrón de descarga de la boquilla debe transportar el agua pulverizada a través de la distancia entre la boquilla y el objetivo, compensar las condiciones de viento, y golpear efectivamente la superficie a proteger. La densidad de descarga requerida y la cobertura completa del área a proteger son también elementos esenciales.

DEFINICIÓN

Es un sistema especial de protección contra incendios, de tubería fija, conectado a un suministro confiable de agua y equipado con boquillas de pulverización de agua para la descarga y distribución específica sobre la superficie o área a proteger. El sistema de tuberías se conecta al suministro de agua a través de una válvula de diluvio que se puede accionar tanto de forma automática como manual para iniciar el flujo de agua.

La válvula de accionamiento automático del sistema puede accionarse eléctricamente mediante el funcionamiento de equipos de detección automática, tales como detectores de calor, de gas o de llamas, o mecánicamente mediante sistemas hidráulicos o neumáticos.

Los sistemas de agua pulverizada suelen ser del tipo diluvio. Generalmente, las boquillas de pulverización no están equipadas con elementos de operación fusibles.

USOS DE AGUA PULVERIZADA PARA PROTECCIÓN

Generalmente, el agua pulverizada puede ser utilizada de manera efectiva para extinguir un fuego, controlar un fuego, proteger equipos expuestos, y/o prevenir un fuego.

EXTINCIÓN

El agua pulverizada extingue un fuego por enfriamiento, sofocándolo con el vapor producido, emulsionando o diluyendo algunos líquidos inflamables, o por una combinación de estos factores.

CONTROL DEL FUEGO

Se puede controlar una combustión si los combustibles incendiados no pueden ser extinguidos con agua pulverizada o si la extinción completa no se considera deseable; el efecto consiguiente es la limitación de la propagación del fuego.

PROTECCIÓN CONTRA LA EXPOSICIÓN

Las estructuras o equipos expuestos a un incendio se protegen mediante la aplicación directa de agua pulverizada para eliminar o reducir el calor transferido a ellos desde el fuego.

PREVENCIÓN DEL FUEGO

A veces es posible utilizar agua pulverizada para disolver, diluir, dispersar o enfriar materiales inflamables o combustibles, o reducir las concentraciones de vapores inflamables por debajo del límite inferior de inflamabilidad antes de que sean incendiados por una fuente de ignición cercana.

TIPOS DE SISTEMAS

SISTEMA DE ALTA VELOCIDAD

Como su nombre lo indica, toberas de alta velocidad descargan un chorro de agua a una alta velocidad y momento. El diseño interno de estas boquillas es tal que el chorro toma la forma de un cono de pulverización gruesa de densidad uniforme.

El pulverizado grueso emitido desde estas boquillas es deseable cuando se usa en fuegos que envuelven aceites pesados y medios y productos similares, para penetrar en la zona de llama y así alcanzar la superficie del aceite en combustión.

SISTEMA DE MEDIA VELOCIDAD

Las toberas de velocidad media descargan agua en forma de una pulverización de gotitas finamente divididas a velocidad media. Estas boquillas utilizan un deflector externo para conseguir el ángulo de descarga deseado y las características de pulverización.

Debido a las características de descarga proporcionadas por las toberas de velocidad media, el pulverizado emitido tiene una alta tasa de absorción de calor, lo que lo hace ideal para la protección de riesgos que implican aceites ligeros donde la emulsión no es posible. Estas mismas características de descarga también son deseables cuando se requiere una combustión controlada y/o protección contra la exposición.

 

 
Toberas de velocidad alta Toberas de velocidad media

 

APLICACIONES DE AGUA PULVERIZADA

El agua pulverizada se puede utilizar para proteger los siguientes tipos de materiales o equipos:

  • Materiales combustibles ordinarios, tales como papel, madera y textiles, particularmente para extinguir incendios en tales materiales en lugar de controlarlos
  • Instalaciones de equipos eléctricos, tales como transformadores, interruptores de aceite y maquinaria eléctrica rotativa
  • Gases y líquidos inflamables, particularmente para controlar incendios en estos materiales y para extinguir incendios que involucran líquidos combustibles
  • Tanques de líquidos y gases inflamables, equipos de procesamiento y estructuras, como protección contra incendios de exposición
  • Bandejas de cable abiertas y trayectos que contengan cables o tubos eléctricos.
  • Correas transportadoras de materiales combustibles.
  • Torres de enfriamiento

 

Sistema de agua pulverizada en esfera de gas licuado Sistema de agua pulverizada en tanque de gas licuado

 

Sistema de agua pulverizada en tanque de combustible Sistema de agua pulverizada en transformador eléctrico

 

CONSIDERACIONES GENERALES

En el caso de líquidos volátiles, particularmente al aire libre, el propósito principal del sistema de diluvio es enfriar el equipo para que no sea dañado significativamente por el fuego. En muchos casos, es permisible perder el material que se almacena o procesa, siempre y cuando el equipo utilizado para almacenarlo o procesarlo pueda ser puesto de nuevo en servicio en un tiempo relativamente corto cuando el fuego se extingue. La extinción real a menudo se logra ya sea dejando que el fuego se apague por sí mismo o por otros medios.

El enfriamiento debe cumplir dos funciones importantes. Debe mantener la estructura por debajo de la temperatura a la que se produce la deformación o debilitamiento físico y debe limitar la entrada de calor al líquido o gas contenido en el equipo para mantener la presión interna dentro de límites tolerables.

Se puede esperar que el equipo esté expuesto al calor desde dos fuentes básicamente, ya sea un incendio de derrame donde el líquido ardiente o el gas está presente sobre, debajo o alrededor del equipo o un incendio adyacente al equipo, pero sin involucrarlo.

Un recipiente lleno de líquido tiene una capacidad considerable para absorber calor sin elevar significativamente su temperatura. El líquido actúa como un disipador de calor y debido a las buenas características de transferencia de calor entre el casco del recipiente y el líquido, el casco se mantiene relativamente frío. Debe tenerse en cuenta, sin embargo, que el interior de un tanque rara vez está limpio y tienden a construirse depósitos en la parte inferior de las paredes y en el fondo. Estos depósitos actúan como un aislante y pueden reducir en gran medida la transferencia de calor al líquido.

Cuando el recipiente está vacío o se llena con un gas, sus capacidades de absorción de calor se reducen drásticamente, por lo tanto, un recipiente vacío es mucho más susceptible al daño de incendio que uno lleno. De manera similar, si un recipiente está parcialmente lleno, la parte superior es mucho más susceptible de daños que la parte inferior.

Se debe proporcionar un enfriamiento adecuado para proteger el equipo contra la transferencia excesiva de calor aplicada por contacto directo de llama o por radiación.

En la mayoría de los casos es necesario proteger todas las partes del equipo. Idealmente, se debe aplicar una densidad uniforme de agua sobre cada porción de la superficie expuesta. Esto a veces es imposible ya que los patrones de pulverización de las boquillas rara vez, si acaso, coinciden exactamente con los contornos del equipo. Los efectos del viento y la gravedad también influyen.

Normalmente, el agua aplicada en la parte superior del equipo chorreará por los lados verticales; sin embargo, la cantidad real de mojado no es totalmente predecible debido a las corrientes de aire, el hecho de que el equipo puede no ser exactamente vertical, los salientes de los equipos que pueden «tapar» ciertas áreas y quizás lo más importante, la pérdida de agua por vaporización debido al calor intenso del fuego. Además, el equipo puede estar sucio, lo que repele al agua en cierta medida y hace que el escurrido se «acanale» en lugar de distribuirse uniformemente. Si el equipo está elevado del suelo, prácticamente no habrá ningún escurrido en el fondo.

 

Ing. Luis Ybirma
Caracas – Venezuela

 

Fuente: NFPA Fire Protection Handbook, Twentieth Edition
            Technical Data Water Spray Design – Viking Group Inc.
            Water Spray Systems for Fire Protection – Fire and Security Consulting Services

 

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