SELECCIÓN Y APLICACIÓN DE ROCIADORES – II

INTRODUCCIÓN

En el artículo anterior sobre este tema se trataron los rociadores tipo Convencional, Residencial y Spray. En esta segunda parte se tratarán los otros tipos de rociadores mostrados en la Figura 1; a saber, rociadores de aplicación específica a modo de control (CMSA, Control Mode Specific Application), rociadores de respuesta veloz y supresión temprana (ESFR, Early Suppression Fast-Response) y rociadores especiales.

Figura 1: Diferentes tipos de rociadores según su deflector.

ROCIADORES CMSA (APLICACIÓN ESPECÍFICA A MODO DE CONTROL)

NFPA 13 define este tipo de rociador como “un tipo de rociador spray que es capaz de producir grandes gotas de agua características y que es listado por su capacidad para proporcionar control de incendios de riesgos específicos de alto desafío”.

El rociador CMSA (Control Mode Specific Application) se desarrolló a principios del siglo XXI para proporcionar un control de incendios más efectivo en ocupaciones de almacenamiento de alto riesgo, generalmente sin rociadores entre las estanterías (in-rack). Este rociador produce gotas de agua con gran masa y velocidad, lo que les da suficiente impulso para penetrar más fácilmente los penachos de fuego desarrollados en muchos almacenajes de mercancías.

Aunque este rociador proporciona una mejor protección que los rociadores spray estándar, todavía se considera un rociador de modo control, lo que significa que está diseñado para controlar el fuego, pero puede lograr la supresión en algunas circunstancias (no en todos los casos). Siendo el más nuevo de los rociadores desarrollados para la protección de almacenamiento, se debe consultar la hoja de datos del fabricante para verificar las aprobaciones, limitaciones y recomendaciones.

El término CMSA fue añadido a la norma NFPA 13 en la edición de 2010. El rociador de gota grande (large drop), que previamente estaba definido en la norma, fue incluido en esa categoría. En lugar de confiar en el concepto de densidad/área para controlar los incendios, los rociadores CMSA dependen de la descarga de agua a cierta presión para mejorar el impulso, el tamaño y la calidad de las gotas.

Los rociadores CMSA se pueden utilizar en sistemas húmedos, secos o de preacción y deben instalarse de acuerdo con su listado. Se permiten para proteger almacenajes de mercancías Clase I hasta Clase IV, plásticos Grupo A, almacenamiento misceláneo y otros como almacenaje de pallets desocupados.

El criterio de diseño con rociadores CMSA considera la altura del techo, la configuración y el tipo de las mercancías, la altura del almacenaje, el factor K y la orientación de los rociadores a utilizar, y si el sistema es de tubería mojada o seca; en base a esa información, la norma NFPA 13 designa cuántos rociadores deben ser calculados y su presión mínima de operación.

Rociador montante
K = 11,2 (160)
  Rociador montante
K = 16,8 (240)
  Rociador colgante
K = 19,6 (280)
  Rociador colgante
K = 25,2 (360)

Figura 2: Rociadores CMSA

ROCIADORES DE RESPUESTA VELOZ SUPRESIÓN TEMPRANA (ESFR)

Los rociadores ESFR (Early Suppression Fast-Response) se desarrollaron en la década de 1980. Estos rociadores se desarrollaron a partir de los conceptos de diseño de dos de sus predecesores; los rociadores de gota grande y rociadores residenciales.

Los rociadores ESFR fueron ideados para suprimir específicamente incendios en ocupaciones de almacenamiento de alto desafío. En la mayoría de los casos, pueden hacerlo sin la necesidad de rociadores entre las estanterías (in-rack). Todos los rociadores antes mencionados están destinados para controlar los incendios; pero los ESFR, si el sistema está diseñado e instalado correctamente, están destinados para suprimir los incendios.

El rociador ESFR produce muchas gotas grandes y les da a esas gotas una alta velocidad a medida que viajan hacia el suelo. Esto, combinado con el elemento de operación de respuesta veloz, les ayuda a suprimir los incendios cuando todavía son pequeños. El término «supresión» se refiere al desempeño del sistema de rociadores donde los primeros rociadores que operan proporcionan suficiente agua al fuego para reducirlo a un nivel aceptable, si no para extinguirlo, reduciendo rápidamente la tasa de liberación de calor del incendio.

Los primeros rociadores ESFR listados eran para instalación colgante, con un orificio de K = 14,0 (KM = 200). Fueron diseñados para descargar 100 gpm aproximadamente, a una presión de operación mínima de 50 psi.

             

Figura 3: Rociadores ESFR K = 14 (200)

Unos años después, fue reconocido un rociador ESFR montante con una K = 11,2 (KM = 160) para la protección del almacenamiento en edificaciones un poco más pequeñas que el K = 14 (KM = 200), que posteriormente fue descontinuado.

En la actualidad, existe una variedad de rociadores ESFR, con diferentes factores K, la mayoría colgantes y algunos montantes.

Rociador montante
K = 14 (200)
Rociador colgante
K = 16,8 (240)
Rociador montante
K = 16,8 (240)
Rociador colgante
K = 22,4 (320)
Rociador colgante
K = 25,2 (368)
Rociador colgante
K = 28 (404)

Figura 4: Diferente modelos de rociadores ESFR

Los rociadores ESFR deben usarse sólo en sistemas de tuberías húmedas, a menos que estén específicamente listados para uso en sistemas secos.

Los criterios de diseño para los rociadores ESFR se basan en la suposición de que un incendio no superará un cierto tamaño cuando el primer rociador funcione.

Debido a que los incendios en los espacios que normalmente se protegen con rociadores ESFR pueden crecer extremadamente rápido, con altas tasas de liberación de calor, la inmediatez con la que se aplica el agua es crítica. La aplicación retardada de agua haría que el fuego continúe creciendo, pudiendo alcanzar un tamaño que el sistema ya no puede suprimir. Una vez que el fuego ha superado un tamaño crítico pueden operar muchos rociadores, lo que sobrecargará el suministro de agua y hará al sistema inefectivo.

Los rociadores ESFR no se pueden usar cuando las estanterías están provistas de repisas sólidas, ya que impiden que los rociadores operativos alcancen la fuente de calor, lo que puede resultar en la apertura de rociadores adicionales. Los arreglos de almacenamiento que incluyen contenedores abiertos pueden tener un efecto similar, y además pueden acumular el agua, evitando que la descarga de los rociadores alcancen las áreas debajo de ellos.

Los rociadores ESFR deben instalarse sólo en edificaciones con techo cuya inclinación no exceda 16,7% (una pendiente de 2 en 12). Los techos inclinados tienden a causar una distribución asimétrica del calor del fuego debajo del techo. Con pendientes pronunciadas, es muy probable que el calor viaje cuesta arriba alejándose de los rociadores que están más cerca del fuego, lo que retrasa su operación; al activarse los rociadores más alejados en vez de los más cercanos al fuego, no se alcanza la supresión temprana.

No puede haber rociadores ESFR obstruidos por la estructura o equipos del edificio, tales como vigas, luces, ductos, bandejas de cables, cintas transportadoras, etc. La obstrucción de incluso un rociador ESFR podría ocasionar la falla en la supresión del incendio.

Los sistemas ESFR están destinados únicamente a ocupaciones de almacenamiento y no deben utilizarse en edificios que impliquen ocupaciones de fabricación.

El área de diseño para sistemas de rociadores ESFR consiste en el área más exigente hidráulicamente conformada por 12 rociadores, con 4 rociadores en 3 tuberías ramales.

El diseño con rociadores ESFR considera la altura del techo, el tipo y la altura de las mercancías almacenadas, el factor K y la orientación de los rociadores a utilizar; en base a esa información, la norma NFPA 13 designa la presión mínima de operación de los rociadores.

ROCIADORES ESPECIALES

Se han desarrollado rociadores con patrones de rociado inusuales, para aplicaciones específicas; destinados a proteger riesgos específicos o características de construcción donde su rendimiento puede optimizarse aprovechando la geometría del espacio. Un ejemplo son los rociadores de ático, los cuales tienen un deflector diseñado para descargar agua de una manera muy particular, aprovechando la configuración típica del techo inclinado de un ático; así, los hay con patrón de descarga plano, en V (hip), unidireccional y bidireccional (back-to-back).

Figura 5: Rociadores de ático

Otro ejemplo son los rociadores para los llamados “espacios ocultos combustibles”. Estos rociadores están diseñados para proteger espacios ocultos de entre 15 cm a 1,5 m (6 a 60 pulgadas) de altura, dependiendo del modelo de rociador. En vez de descargar el agua hacia abajo, como un rociador spray, descargan la mayor parte del agua hacia los lados.

Figura 6: Rociadores para espacios ocultos

Otros rociadores especiales que se han desarrollado para una aplicación específica son los rociadores de ventana. Estos rociadores descargan agua en un patrón de rociado de características particulares contra los vidrios de paredes o ventanas para mejorar su resistencia al fuego. Algunos son para instalación colgante y otros para instalación horizontal.

Figura 6: Rociadores de ventanas

Ing. Luis Ybirma
Caracas – Venezuela

Fuentes: NFPA Automatic Sprinkler System Handbook, Thirteenth Edition
NFPA Fire Protection Handbook, Twentieth Edition
Fire Protection Engineering Magazine; Issue Nro. 9, 2001. SFPE.
“Estado Actual de la Tecnología de los Sistemas de Rociadores Automáticos”, Ing. Guillermo Lozano; 1992.

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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