Trabajar en un espacio con materiales diversos, riesgos varios y distribuciones que complican la actuación de los sistemas de rociadores automáticos, deja a los almacenes, como ocupaciones para ser protegidas por profesionales.
Por: Claudio Celaya.Jefe de operaciones de ingeniería para América Latina en FM Global
Para entender algunos de los factores que afectan el desempeño de un sistema de rociadores automáticos, que protege un área de almacenamiento, es necesario puntualizar en algunos conceptos.
Principio de operación: los rociadores automáticos funcionan con base al mismo principio, prácticamente, desde su invención a mediados del siglo XIX, un dispositivo que descarga agua pulverizada a presión, en un patrón definido y que es activado de forma automática por el propio calor de un incendio. El calor generado por el incendio calienta el aire alrededor, y por el cambio en su densidad, sube y es acumulado al nivel del techo, fenómeno conocido como convección natural. En ese sentido, para que un sistema de rociadores automáticos utilizado para proteger un almacén sea efectivo, el primer rociador debería actuar entre 30 y 90s después de la ignición.
Características del riesgo: un área de almacenamiento, se define como una acumulación de material o producto ocupando típicamente más de 20m2 de área y una altura de más de 1.8m. El almacenamiento más común se hará sobre tarimas de madera o plástico y en ocasiones se concentrará en estantes (“racks”). Debido a la acumulación de material, así como el hecho de que el fuego ocurre en las superficies expuestas al aire circundante, en general los incendios en almacenamiento son más severos que en otros tipos de riesgos, como comerciales, residenciales o manufactura.
Características del material almacenado: en general, se clasifican los productos con base a la cantidad de calor que generan por su propia composición química. En general podemos separar los materiales sólidos típicamente encontrados en almacenamiento como Clase 1 y 2, que son aquellos productos levemente combustibles, empacados en cartón o papel, sobre tarimas de madera; Clase 3, aquellos productos celulósicos, como material de empaque de papel y cartón y productos de madera, excluyendo las tarimas apiladas. En una categoría de riesgo mayor, quedarían los plásticos rígidos y finalmente los plásticos expandidos.
Otros materiales poseen características que crean escenarios de incendio muy específicos y severos, de los cuales, no daremos mayores detalles en este artículo. Entre estos destacan llantas, aerosoles, líquidos igníferos, materiales oxidantes o reactivos, tarimas apiladas, rollos de papel (bobinas grandes típicamente de más de 1m3 de volumen), entre muchos otros.
Tipos de almacenamiento (geometría)
En piso: material almacenado directamente en piso o a granel. Presenta pocos espacios vacíos donde haya contacto con el aire, por lo que, los incendios en general, son superficiales y de propagación lenta.
En tarimas (“palletized”): almacenados sobre una tarima de metal, madera o plástico. Como cuentan con más espacios vacíos entre el material almacenado y los propios espacios de las tarimas, tienden a tener una propagación de incendio más rápida y eficiente, sin embargo, su estructura pierde estabilidad rápidamente y las pilas terminan colapsando, lo que causa que el incendio se comporte de manera parecida al del almacenamiento en piso.
En repisas (”shelf-storage”): son estantes verticales de pequeña altura (menores a 3m), semejantes a libreros, de construcción metálica y con divisiones verticales metálicas. Las repisas en general son estrechas, menores a 0.9m de profundidad. Debido a la buena compartimentación de estas estructuras, la propagación de un incendio es lenta y tiende a ocurrir en la cara expuesta (hacia el pasillo) involucrando poco material a la vez.
En estantes (“racks”): el material se almacena en estanterías de estructura metálica, típicamente de una o dos hileras, pero en ocasiones varias hileras (“multiple-row racks”), sobre las que el material se almacena en tarimas de metal, madera o plástico. En algunos casos se encuentran provistos con repisas para almacenamiento de materiales más pequeños que una tarima. De este tipo podemos distinguirlos en 3 categorías diferentes, basados en la presencia de barreras horizontales:
Estantería abierta, poseen espacios vacíos a intervalos regulares entre la carga, hacia los postes de los estantes y entre hileras de estantes. Dichos espacios se denominan espacios de humo (“flue spaces”) o chimeneas y favorecen la propagación vertical de un incendio. Este arreglo no cuenta con superficies horizontales sólidas en los estantes y generalmente se soporta sobre el propio marco del estante o sobre rejillas.
Con repisas horizontales entre 2 y 6 m2, tienen repisas sólidas o de rejilla de malla cerrada (menos de 70% abierta) pero mantienen aperturas a intervalos regulares, generalmente en los postes de los estantes. Estos favorecen el crecimiento horizontal de un incendio, hasta que alcanzan algún espacio de humo que le permita crecer verticalmente. En general, esto resulta también en una obstrucción para que el agua de los rociadores automáticos alcance el foco del fuego, y dificulta el flujo de gases calientes hacia el techo, retrasando la operación de los rociadores.
Con repisas horizontales mayores a 6 m2, las repisas horizontales impiden por completo la subida de los gases calientes hacia el techo y el flujo de agua de los rociadores hacia el incendio. Este arreglo vuelve prácticamente inefectivo el sistema de protección de rociadores del techo.
Sistemas automatizados: podemos dividirlos en dos grandes categorías:
Sistemas automáticos de almacenamiento y manejo de material (“ASRS”). En estos sistemas la carga permanece fija en un estante y existe un sistema automático que recupera o coloca el material en una posición específica. Pueden ser estantes convencionales o algún sistema compacto específico. En general las mismas reglas de protección que para los estantes convencionales aplican cuando mantienen una geometría similar.
Carruseles verticales y horizontales: en estos sistemas el material se carga y recupera en un punto fijo y es el propio sistema de almacenamiento el que se mueve alrededor de un eje, sobre una banda transportadora, provista con cajas donde se acomoda el material. Típicamente se utilizan para el manejo de partes pequeñas. Estos sistemas no serán cubiertos en esta ocasión ya que requieren consideraciones de protección muy específicas.
Desafíos de protección en almacenamiento.
Inclinación del techo. El flujo de gases calientes generados en un incendio, se puede ver afectado por la pendiente del techo, ya que, estos buscarán fluir hacia el punto de mayor altura. En el caso de techos con inclinaciones superiores a 10°, dicho efecto es substancial y podría operar rociadores en un área apartada del origen del incendio, lo que ocasionaría la activación de más rociadores de los que se consideraron en el diseño y puede resultar en un retraso en la operación de los rociadores directamente sobre el fuego.
Distancia excesiva de los rociadores al techo. En términos generales, el elemento fusible de los rociadores debe estar ubicado entre 50 y 330mm (2-13 pulgadas) por debajo del techo. Esto le dará el tiempo de respuesta adecuado, ya que, el aire caliente se acumularía en el techo y formaría una capa que se extiende hasta el elemento fusible. Distancias mayores podrían resultar en una operación atrasada o incluso que los rociadores automáticos no actúen del todo hasta que el incendio haya crecido fuera de control. Algunos rociadores específicos, tienen una tolerancia mayor, de hasta 432mm (17 pulg), por debajo del techo en condiciones específicas indicadas en las normas aplicables.
Aperturas en el techo. Las aperturas a nivel de techo, como ventilas de humo de apertura automática (“smoke vents”), ventiladores de techo (“cebollas”), así como aperturas de ventilación natural. En estos casos, si un incendio comienza debajo de alguna de estas aperturas, el calor podría escapar por ellas e impedir que la capa de gases calientes active los rociadores automáticos. En este caso, se deben instalar rociadores adicionales, debajo de las aperturas, para permitir que se activen rápidamente y formen una cortina de agua. Estas aperturas pueden causar que el sistema contraincendios sea inefectivo y resultar en una pérdida total del edificio.
Ventiladores de alto flujo. Son ventiladores de baja velocidad, con aspas muy largas (generalmente entre 2.4 y 8m de largo). Dichos ventiladores mantienen un flujo de aire, tan alto, que impiden la acumulación de calor en el techo, y por lo tanto, inhiben la operación de los rociadores. Como solución, se pueden enclavar con un sistema de detección temprana de incendio, que permita desconectarlos en una etapa temprana el incendio.
Obstrucciones a la descarga de los rociadores. Son objetos que vienen del nivel de techo hacia abajo. tales como vigas, o por debajo de los rociadores, entre los mismos y el material almacenado. Como lo indica su nombre, obstruyen el flujo de agua hacia el incendio y permiten que el incendio continúe propagándose. Estos pueden solucionarse, reubicando los rociadores fuera de la zona obstruida o instalando adicionales debajo de las obstrucciones.
Recipientes combustibles sin tapa. Son cajas de cartón o plástico, cerradas en 5 lados, con la parte superior abierta. Éstas capturan el agua que descargan los rociadores e impiden que llegue a la parte baja del almacenamiento, por lo que, previenen que el incendio sea controlado y favorecen la propagación horizontal del mismo, lo que agota aceleradamente el suministro de agua, al abrir muchos más rociadores de los que permite el diseño.
Barreras horizontales en estantería. En el caso de superficies horizontales en estantes como se mencionó antes, el flujo de agua es obstruido y no se logra controlar el incendio, por lo cual la única solución viable es complementar con rociadores intermedios (“in-rack”).
Noticia y Fotografía Gentileza: revistacontraincendio.com
