INTRODUCCIÓN
En este artículo abordaré las características de los rociadores contra incendio denominados como de respuesta rápida.
Un rociador de respuesta rápida (quick-response, QR) es un rociador pulverizador (spray sprinkler) que posee un elemento de activación de respuesta veloz (fast-response); es decir, un elemento térmico con un índice de tiempo de respuesta (RTI) de 50 (metros/segundo)1/2 o menos.
En el contexto de la norma NFPA 13, un rociador de respuesta rápida es la contraparte de un rociador de respuesta estándar, cuyo elemento térmico tiene un RTI de 80 (metros/segundo)1/2 o mayor. Dado ese hecho, es muy probable que en un escenario de incendio, un rociador de respuesta rápida opere más pronto que un rociador de respuesta normal dadas las mismas condiciones.
Igual que los rociadores de respuesta estándar, los rociadores de respuesta rápida pueden ser de cobertura estándar o de cobertura extendida. Igualmente, los hay para instalación colgante, montante y horizontales.
SENSIBILIDAD TÉRMICA DE LOS ROCIADORES CONTRA INCENDIOS
El tiempo de operación, o sensibilidad térmica, se considera una medida de la rapidez con la que actúa el elemento térmico del rociador cuando se instala en la armadura del rociador.
Una medida de la sensibilidad térmica de un rociador es el índice de tiempo de respuesta (RTI), que se determina sumergiendo al rociador en un flujo de aire caliente laminar en un horno de prueba. El rociador se coloca dentro del horno y se mide el tiempo que tarda en operar el elemento térmico.
El RTI no es necesariamente una medida de la capacidad de respuesta de un rociador cuando se instala en campo. El RTI es una función del coeficiente de transferencia de calor por convección y del calor específico, la masa y el área superficial del elemento operativo. Otros factores que pueden afectar la sensibilidad térmica de un rociador en campo incluyen la clasificación de temperatura, la posición con respecto al techo, la conexión a la tubería y la exposición anticipada al fuego.
El RTI se utiliza como factor diferenciador entre rociadores, en cuanto a su velocidad de activación. Como he escrito antes. un rociador de respuesta rápida tiene un RTI de 50 (metros/segundo)1/2 o menos, mientras que un rociador de respuesta estándar tiene un RTI de 80 (metros/segundo)1/2 o mayor. Los rociadores que tienen un RTI entre 50 y 80 (metros/segundo)1/2 se consideran rociadores de respuesta especial.
En este artículo se puede leer acerca del índice de tiempo de respuesta (RTI) y la velocidad de activación de rociadores.
CARACTERÍSTICA PARTICULAR DE LOS ROCIADORES DE RESPUESTA RÁPIDA
Físicamente los rociadores de respuesta estándar y los de respuesta rápida son iguales, excepto por su elemento de activación. En rociadores con bulbo de vidrio, los de respuesta estándar utilizan un bulbo de diámetro 5 mm, mientras que los de respuesta rápida utilizan un bulbo de diámetro 3 mm. Cuando se utiliza una aleación metálica, el elemento sensible al calor de un rociador de respuesta estándar tiene más masa que el de un rociador de respuesta rápida.
¿CUÁNDO UTILIZAR ROCIADORES DE RESPUESTA RÁPIDA?
De acuerdo con la norma NFPA 13, los rociadores de respuesta rápida deben utilizarse en sistemas de rociadores que protegen riesgos ligeros. Igualmente, pueden utilizarse para proteger riesgos ordinarios pero no son permitidos para riesgos extras u otras ocupaciones donde haya cantidades sustanciales de líquidos inflamables o polvos combustibles.
Es necesario revisar siempre la hoja de datos del fabricante y constatar para qué clase de riesgo están listados los rociadores. Y en el caso de los rociadores de cobertura extendida, para verificar las áreas para las cuales se pueden considerar como rociador de respuesta rápida.
¿REPRESENTA VENTAJAS UTILIZAR ROCIADORES DE RESPUESTA RÁPIDA?
La norma NFPA 13 permite una reducción del área de diseño cuando se utilizan rociadores de respuesta rápida. Es decir, en el cálculo hidráulico del sistema se incluirían menos rociadores en comparación de cuando se utilizan rociadores de respuesta estándar.
La reducción del área de diseño está indicada por la gráfica y ecuaciones que se muestran en la siguiente imagen:
En la gráfica puede observarse que la reducción del área de diseño va desde un máximo de 40% para una altura de techo de 10 pies, hasta un mínimo de 25% para una altura de techo de 20 pies.
Para que se pueda aplicar la reducción del área de diseño deben cumplirse las siguientes condiciones:
- El sistema de rociadores debe ser del tipo tubería húmeda.
- El riesgo de ocupación debe ser ligero u ordinario.
- La altura máxima del techo debe ser de 20 pies (6,1 metros).
- Sin cavidades desprotegidas en el cielorraso que excedan los 3 m2 (32 pie2).
- Sin áreas desprotegidas sobre techos nubosos.
Se debe tomar en cuenta que el número de rociadores a calcular, después de la reducción del área de diseño, no debe ser menor de 5.
EJEMPLO DE REDUCCIÓN DE ÁREA DE DISEÑO
Supongamos una altura de techo de 12 pies (3,66 m) y que se protege un riesgo ordinario grupo 1. Además, vamos a suponer que el área de cobertura de los rociadores es de 130 pie2 (12,1 m2).
Según la imagen anterior:
y = –3x/2 + 55
y = –3(12)/2 + 55 = 37%
Es decir, que para el cálculo hidráulico sólo se debe contemplar el 63% del área de diseño original.
Para el riesgo de ocupación considerado el área de diseño es de 1.500 pie2. Al aplicar el porcentaje de reducción se obtiene:
Adr = 1.500 x 0,63 = 945 pie2.
¿Cuántos rociadores se deben calcular?
Nr = 945/130 = 7,27 ==> 8 rociadores.
¿Cuántos rociadores se calcularían sin reducción del área de diseño?
Nr = 1.500/130 = 11,54 ==> 12 rociadores.
¿Cuánto sería la reducción en la demanda de caudal?
La densidad de descarga para el riesgo de ocupación considerado es 0,15 gpm/pie2.
El caudal mínimo teórico sería:
- Con reducción de área de diseño: Q1 = 8 x 130 x 0,15 = 156 gpm
- Sin reducción de área de diseño: Q2 = 12 x 130 x 0,15 = 234 gpm
La reducción en la demanda sería de un 33%.
¿Cuánto sería el ahorro en la reserva de agua?
Asumiendo una hora de duración:
- Con reducción de área de diseño: RA1 = 156 x 60 = 9.360 galones
- Sin reducción de área de diseño: RA2 = 234 x 60 = 14.040 galones
El ahorro en la reserva de agua sería de 4.680 galones
CONCLUSIÓN
Como puede verse, si se dan las condiciones establecidas en la norma NFPA 13, resulta ventajoso utilizar rociadores de respuesta rápida en ocupaciones de riesgo ordinario, dado que conlleva a una disminución en el tamaño de la bomba y del tanque de almacenamiento de agua así como en los diámetros de las tuberías, lo que se traduce en un proyecto más económico.
Para ocupaciones de riesgo ligero es obligatorio por la norma NFPA 13 utilizar rociadores de respuesta rápida, así que sólo habría que verificar el cumplimiento de las condiciones para optar a la reducción del área de diseño y abaratar el proyecto del sistema de rociadores.
Puede leer un análisis más amplio acerca de los rociadores de respuesta rápida y su utilización en riesgos ligeros, en este enlace.
- 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.
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