INTRODUCCIÓN
Las ocupaciones de almacenamiento son edificios, o partes de un edificio, que se usan para almacenar o albergar bienes, mercancías, líquidos combustibles, vehículos, semillas o animales. Las instalaciones de almacenamiento pueden ser edificaciones separadas y distintas o parte de una ocupación de uso múltiple.
Los almacenamientos plantean retos de protección contra incendios, dado que generalmente incluyen grandes áreas abiertas, altos valores concentrados, acceso limitado para operaciones manuales de extinción de incendios, y combustibles dispuestos en configuraciones conducentes al desarrollo y propagación rápida de incendios. Ejemplos de almacenamiento son: almacenes, depósitos, terminales de carga, aparcamientos de vehículos, hangares de aviones, elevadores de granos y áreas de acopio al aire libre.
Debido a la naturaleza, cantidad y disposición de los inventarios en las ocupaciones de almacenamiento, pueden desarrollarse incendios intensos rápidamente. Estadísticamente, la incidencia de incendios en áreas de almacenamiento es relativamente baja en comparación con otras ocupaciones; sin embargo, cuando ocurren incendios tienden a ser muy severos y catastróficos.
NORMAS NFPA PARA PROTECCIÓN DE ALMACENAMIENTOS
La NFPA ha desarrollado normas que brindan y describen los medios y métodos eficaces para proporcionar protección contra incendios para varios tipos de ocupaciones de almacenamiento. Los requerimientos de diseño para la protección de almacenaje interior con sistema de rociadores se encuentran en la norma NFPA 13, Standard for the Installation of Sprinkler Systems.
Los sistemas de rociadores automáticos son la columna vertebral de una estrategia eficaz de protección contra incendios para las ocupaciones de almacenamiento. Un sistema de rociadores bien diseñado, adecuadamente instalado y correctamente mantenido es el mejor medio de control o supresión de incendios en este tipo de instalaciones.
Otras normas NFPA contienen criterios de protección para otras ocupaciones de almacenamiento, tales como NFPA 30 para el almacenamiento de líquidos incendiables, NFPA 30B para el almacenamiento de aerosoles, NFPA 400 para el almacenamiento de oxidantes y NFPA 409 para hangares de aviones.
Las normas de la NFPA identifican el nivel mínimo aceptable de protección para las instalaciones de almacenamiento. Los requerimientos contenidos en las normas de NFPA se basan en pruebas de incendio “a escala real” y experiencias de incendios pasados; no abordan los arreglos de almacenamiento donde no hay datos de pruebas disponibles o donde no se pueden extraer conclusiones válidas de la extrapolación de datos disponibles, juicio experto o experiencia.
PROCESO DE DISEÑO PARA PROTECCIÓN DE ALMACENES CON ROCIADORES POR NFPA 13
La protección automática por rociadores, complementada por operaciones manuales de extinción y buenas prácticas de almacenamiento y mantenimiento, es un medio comprobado, eficaz y práctico para proteger contra incendios las ocupaciones de almacenaje, siempre y cuando los sistemas de rociadores se diseñen específicamente para que coincidan con los riesgos presentes.
Cuando se diseña un sistema de rociadores para la protección de una ocupación de almacenamiento, lo procedente es responder inicialmente las siguientes tres preguntas esenciales:
- ¿Qué se almacenará?
- ¿Cómo se almacenará?
- ¿Qué tan alto serán almacenadas las mercancías?
¿QUÉ SE ALMACENA?
La primera cuestión se refiere a la clasificación adecuada de las mercancías almacenadas. La norma NFPA 13, en su Capítulo 20, proporciona un conjunto de criterios y directrices para establecer esa clasificación, en función de los materiales incluidos en las unidades de almacenamiento (carga que incluye la mercancía, el contenedor, el material de embalaje y la paleta de soporte).
El desarrollo de un incendio en un área de almacenamiento depende del material, la facilidad de ignición, la tasa de propagación de la llama y la tasa de liberación de calor. Una pieza de metal almacenada sobre una paleta de madera presenta una baja amenaza de incendio; sin embargo, si la misma pieza se empaca dentro de una caja de cartón multi-capa, con material de embalaje de espuma de poliestireno expandido, el peligro de incendio aumenta considerablemente.
Para efectos de diseño y cálculos, las mercancías pueden catalogarse como: Clase I, Clase II, Clase III o Clase IV; o como Plásticos Grupo A, lo que incluye cuatro distintas sub-clasificaciones: plástico no-expandido en cajas de cartón; plástico no-expandido expuesto; plástico expandido en cajas de cartón y plástico expandido expuesto.
(Este artículo trata sobre la clasificación de mercancías)
Otros tipos de mercancías cubiertas en NFPA 13 son: papel en rollos, neumáticos de caucho, algodón embalado y paletas de carga vacías.
Diferentes clases de mercancías requieren diferente protección.
¿CÓMO SE ALMACENA?
La segunda cuestión se refiere a cuál es la configuración del almacenamiento. Es decir, si el almacenamiento es sobre paletas, en pilas sólidas, dentro de cajas contenedoras, en anaqueles (shelves) o en estanterías (racks). La disposición de las mercancías almacenadas afecta el potencial de propagación del fuego.
Cada arreglo de almacenamiento trae consigo desafíos propios para la protección contra incendios. La principal diferencia entre los arreglos de almacenamiento es la superficie expuesta de las mercancías. A medida que aumenta el área expuesta, la velocidad a la que se desarrolla el fuego aumenta.
En las áreas de almacenamiento se requieren pasillos para permitir el acceso mediante equipos de manejo de materiales. Para un máximo aprovechamiento del almacén, estos pasillos son normalmente lo más angostos posible y espaciados lo más lejos posible. Desde el punto de vista de la seguridad contra incendios, se prefieren pasillos amplios espaciados a intervalos cortos, dado que ellos permiten un mejor acceso a las áreas para operaciones manuales de extinción de incendios y actúan como cortafuegos entre pilas o estanterías, lo que disminuye la probabilidad de propagación del fuego debido al calor radiante o al colapso de las pilas.
Diferentes configuraciones de almacenamiento requieren diferente protección.
¿CUÁL ES LA ALTURA DE ALMACENAMIENTO?
La tercera cuestión se refiere a conocer la altura hasta la cual se almacenan las mercancías y el espacio libre desde el tope de éstas hasta el deflector de los rociadores en el techo.
En general, mientras más alta sea la pila de almacenamiento, mayor será el desafío de control del fuego. Un almacenamiento más alto significa más superficie expuesta a quemarse y una mayor cantidad de combustible disponible. La velocidad de liberación de calor también será mayor a medida que aumente la altura del almacenamiento.
El espacio libre entre el tope de las mercancías y el deflector de los rociadores en techo es un aspecto de vital importancia ya que impacta el tiempo de activación, el desarrollo del patrón de la descarga de agua y la posibilidad de que las gotas lleguen hasta el combustible incendiado.
Las mercancías almacenadas a una altura de 3,7 metros (12’) o menos se pueden proteger utilizando los criterios de ocupación para riesgos Ordinarios y Extras (capítulo 4 de NFPA 13). Una vez que el almacenamiento excede los 3,7 metros (12’) de altura, las opciones de protección son diferentes (capítulos 21 al 26 de NFPA 13).
CRITERIOS DE DISEÑO DE SISTEMA DE ROCIADORES PARA PROTECCIÓN DE ALMACENES
La protección con rociadores automáticos diseñada correctamente es esencial para controlar un incendio y limitar los daños. Un factor importante que contribuye a grandes pérdidas por incendios en almacenes es la incapacidad del sistema de rociadores para controlar el fuego. Esto puede ser el resultado de un cambio en el tipo, volumen, altura o configuración del almacenamiento, que eleva el nivel de riesgo más allá de aquel para el cual se diseñó el sistema de rociadores.
En general, las reglas de protección establecidas en la norma NFPA 13 están ideadas para responder cuatro preguntas básicas:
- ¿Cuál es una estimación razonable del caudal de agua que se necesitará para el sistema de rociadores contra incendios?
- ¿A qué presión necesita estar disponible ese caudal?
- ¿Cuánto tiempo debe durar el suministro de ese caudal?
- Si el almacenamiento es en racks, ¿deben colocarse rociadores entre-racks o puede ser protegido sólo con rociadores en techo?
ROCIADORES APLICABLES EN ALMACENES
Básicamente, la protección por rociadores de ocupaciones de almacenamiento puede realizarse mediante tres enfoques básicos: modo control densidad/área (CMDA), modo control de aplicación específica (CMSA) y modo supresión (ESFR). Cada enfoque está asociado con diferentes tipos de rociadores.
Los rociadores de modo control densidad/área (CMDA) y los rociadores de modo control de aplicación específica (CMSA) están diseñados para controlar un incendio y limitar su propagación hasta la llegada de personal de combate de incendios que pueda extinguirlo. Los rociadores de modo supresión (ESFR) son los únicos diseñados para extinguir un incendio.
No existe un único «mejor» método para proteger una configuración de almacenamiento determinada. Cada diseño debe tomar en cuenta, entre otros factores, los objetivos de la protección, la altura y las características constructivas de la edificación, el desarrollo de las operaciones en el almacén, el suministro de agua y el costo total de la instalación.
Rociadores CMDA
Rociadores CMSA
Rociadores ESFR
Utilización de Rociadores entre estanterías (in-racks)
Las estructuras de racks crean inherentemente obstrucciones a la elevación del calor y productos de combustión de un incendio y a la descarga de agua de un sistema de rociadores en techo. Como resultado, un incendio en almacenamiento en racks puede convertirse en un gran desafío, que puede sobrepasar a muchos sistemas de rociadores en techo. Este fenómeno se vuelve más pronunciado cuando las alturas de almacenamiento aumentan y cuando los espacios de tiro (flue spaces) horizontales y verticales se obstruyen.
Función de los rociadores in-racks
Los rociadores entre-racks funcionan para contener un incendio en un área pequeña y localizada. Una vez activados descargan agua sobre o cerca de la fuente del fuego, sin el retraso asociado con los rociadores en techo. También humedecen el área cerca del fuego, reduciendo así la propagación horizontal y vertical.
Igualmente, los rociadores entre-racks minimizan el potencial daño por agua a las mercancías, ya que el agua sólo se aplica al área localizada del incendio, generalmente previniendo la activación del sistema de rociadores en techo.
El uso de rociadores entre-racks también reduce la demanda en el sistema de rociadores en techo y utiliza el suministro de agua de manera más eficiente.
Tipos de rociadores in-racks
Los rociadores instalados entre los racks pueden ser de respuesta estándar o rápida, con orificios estándar o grandes. Deben usarse rociadores de temperatura ordinaria, a menos que estén cerca de fuentes de calor. Se requieren escudos para proteger contra el enfriamiento a los rociadores no activados por la descarga de agua de los rociadores ubicados más arriba, ya sea entre los racks o en el techo.
¿Cuándo se requieren rociadores in-racks?
La necesidad de rociadores entre-racks depende de una serie de factores que incluyen la condición y el tipo del sistema de rociadores en techo, el tipo de mercancía y la altura de almacenamiento.
En general, cuando se utilizan rociadores spray (CMDA o CMSA), se requieren rociadores entre-racks para el almacenamiento de más de 25 pies (7,6 m) de altura, independientemente de la mercancía. Para almacenaje hasta 25 pies (7,6 m), la necesidad de rociadores entre-racks varía.
Cuando se utilizan rociadores ESFR, en la mayoría de los casos no se requieren rociadores entre racks.
Aunque hay una serie de aspectos negativos asociados con la protección de rociadores entre-racks (los principales son el costo de instalación y la posibilidad de fugas debido a daños mecánicos), sigue siendo el método más efectivo y confiable para proteger el almacenamiento en racks.
Rociadores para niveles intermedios
CONCESIÓN PARA CHORROS DE MANGUERA EN LA PROTECCIÓN DE ALMACENES
Cuando se proveen conexiones de manguera para uso de Bomberos, que formen parte del sistema de rociadores, se debe agregar a la demanda de agua del sistema de rociadores, el caudal correspondiente indicado en la norma NFPA 13. Ese caudal puede ser 250 gpm, 500 gpm o 750 gpm, según la mercancía y el tipo de rociadores.
El valor de caudal indicado en la norma NFPA 13 es el total requerido para conexiones de manguera interiores y exteriores, considerándose 100 gpm para las conexiones interiores y el resto para las conexiones exteriores (si existen).
Ing. Luis Ybirma
Caracas – Venezuela
Commodities in NFPA 13”.
Notas:1. El contenido de este artículo no es una Interpretación Formal de NFPA. Lo aquí expresado es la interpretación personal del autor y no necesariamente representa la posición oficial de las normas NFPA y sus Comités Técnicos. Por otra parte, el lector es libre de estar de acuerdo o no con lo aquí expresado.2. Todas las imágenes y marcas comerciales que se publican en este Blog son marcas registradas por sus propietarios, y se utilizan sólo con fines didácticos.
Buenas tardes tengo una bodega de llantas nuevas de 14000 m2 y alturas de pilas en palets metalicos de hasta 11m. el techo tiene una pendiente de 25% diferente a lo que dice la norma 2:12 para ESFR, que puedo hacer si me piden cambiar el techo.
Hola Danilo.
En principio, como dices, hay un límite para la inclinación del techo para la utilización de rociadores en almacenamientos y los ESFR son muy sensibles en ese aspecto. Ahora, no es necesario cambiar el techo, la norma permite instalar «techo-raso» no combustible. Claro, eso implica realizar un cálculo estructural para verificar que la estructura existente soportará la carga adicional representada por ese «techo-raso» más las tuberías del sistema de rociadores. También hay la opción de diseñar el sistema por el método prestacional (performance-based design), pero para eso hay que tener la experticia y contar con el software especializado.
Hola. ¿Que software tienes para el cálculo hidráulico. ?
Jorge Reid V
Hola Jorge. Gracias por escribir.
Tengo el HidCal, que es en castellano, y el Elite/Fire que es en inglés.
Increible articulo!!! gracias Luis por compartir tu conocimeinto.. felicidades.
Os adrezco el compartir con todos nosotros toda esta amena información. Con estos granitos de arena hacemos màs grande la montaña Internet. Enhorabuena por este post.
Saludos
Excelente articulo, muchas gracias por compartir
Exelentes artículos. Te felicito por la calidad de estos y las explicaciones.
Consulta: Para almacenes de más de 13,7 metros de altura es posible colocar un techo suspendido no combustible a esa altura (13,7 m); colocar entre el techo y el cielorraso rociadores normalizados y debajo del cielorraso rociadores ESFR? Muchas gracias.
Hola Santiago. Gracias por escribir.
Si la estructura puede soportar el techo suspendido se puede hacer eso. Luego habría que analizar si es necesario colocar rociadores «entre los techos»; probablemente no haga falta. Una opción que se puede evaluar es utilizar rociadores in-rack, mediante el método de «techo virtual entre racks».
Mucha gracias por la respuesta. En realidad estaba pensando en la opción de instalar un cielo raso para evitar el costo de utilizar los rociadores in-rack. No tenía del todo claro las interpretaciones de las alturas del techo de las tablas de las normas. Los 45 pies máximo (13,7 m) para mercadería en racks abiertos en hileras múltiples se aplican al cielo raso o al techo? Muchas gracias nuevamente.
La altura aplica para la cubierta que se tenga encima del almacenamiento, ya sea un cielorraso o el techo en sí.
Muchas gracias .Luis por compartir tu conocimiento.
Muy buen artículo
Quisiera saber en parte de la norma NFPA 13 se especifica el número de rociadores o área máxima que puede ser abastecida por un puesto de control
Saludos
Hola Alberto. Gracias por escribir.
Esa información está en el capítulo 4 de la norma NFPA 13.
Buenas Tardes
Existe en alguna parte de la norma sobre la no exigencia de sistema de rociadores cuando se tiene un almacén techado pero sin paredes muros perimetrales, el cual contendrá materiales no inflamables. De tal forma que ya no sea necesario el uso de rociadores automáticos.
Hola Julio. Gracias por escribir.
La norma NFPA 13 no indica dónde se debe instalar o no rociadores. La exigencia de un sistema de rociadores puede provenir de algún código o reglamento aplicado en el país. También lo puede exigir una Autoridad Competente. La norma NFPA 13 lo que hace es establecer los requerimientos y condiciones para el diseño, cálculo e instalación de los sistemas de rociadores.