Alimentados por pequeñas gotas de agua, los sistemas de protección contra incendios con agua nebulizada tienen algunas ventajas y desventajas en comparación con los sistemas de rociadores contra incendios convencionales.
Si bien los sistemas de rociadores contra incendios han funcionado con los mismos principios durante más de un siglo, un enfoque novedoso para la protección contra incendios ha ganado terreno en los últimos 20 años: el sistema de rociadores de agua nebulizada. Los instaladores no encontrarán sistemas de agua nebulizada en NFPA 13, el conjunto de reglas más utilizado para los sistemas comerciales de rociadores contra incendios. En cambio, los sistemas de agua nebulizada siguen un conjunto completamente diferente de estándares de fabricación e instalación.
En este artículo, analizamos los sistemas de agua nebulizada y explicamos cómo funcionan, junto con sus tipos, uso y mantenimiento.
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Las pequeñas gotas proporcionan control de temperatura y eliminan el oxígeno para combatir incendios.
El fuego requiere tres elementos para arder: calor, oxígeno y material inflamable que sirva como combustible. La mayoría de los sistemas de rociadores contra incendios apagan o retardan el crecimiento de los incendios empapándolos y el área circundante con agua, eliminando el calor y las posibles fuentes de combustible. Por el contrario, los sistemas de agua nebulizada funcionan enfriando la temperatura ambiente y desplazando el oxígeno con vapor.
Al igual que otros sistemas de protección contra incendios, los sistemas de agua nebulizada usan agua, con una diferencia clave: gotas más pequeñas. Según la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA), la “niebla de agua” consiste en gotas con un diámetro inferior a 1000 micras (1 milímetro) cada una. Eso es aproximadamente una quinta parte del tamaño de las gotas producidas por los sistemas estándar de rociadores contra incendios.
Al rociar una gran cantidad de pequeñas gotas, los sistemas de protección contra incendios con agua nebulizada crean una gran área de superficie de agua que puede bajar las temperaturas más fácilmente. Cuando estas pequeñas gotas se encuentran con el aire caliente, se evaporan y se convierten en vapor. El vapor puede absorber más calor por unidad de tiempo que las gotas de agua más grandes, por lo que la temperatura de las llamas se reduce más rápidamente. El vapor también desplaza el oxígeno de la habitación para sofocar y extinguir el fuego.
La protección contra incendios con agua nebulizada surgió como una alternativa a los agentes extintores gaseosos y se hizo más popular después de que la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. prohibiera la fabricación de halón, un agente gaseoso muy utilizado. Desde 1996, las reglas de la NFPA para los sistemas de agua nebulizada están disponibles en NFPA 750: Norma sobre sistemas de protección contra incendios con agua nebulizada.
Los sistemas de protección contra incendios de agua nebulizada varían en diseño y propósito
Todos los sistemas de agua nebulizada crean finos rocíos usando agua. Algunos, llamados “fluido único” sistemas, utilice sólo agua. Otros usan un híbrido de agua y aire o nitrógeno, llamados «medios de atomización», para crear gotas más pequeñas. Estos sistemas se clasifican como “fluido gemelo” sistemas.
Cada sistema de agua nebulizada está diseñado con uno o más de los siguientes objetivos:
- Extinguir incendios (sin dejar combustibles ardiendo)
- Supresión de incendios (reducción de la tasa de liberación de calor)
- Controlar incendios (limitar el tamaño del fuego y las temperaturas del techo)
- Control de temperaturas
- Protección contra la exposición al fuego
NFPA 750 describe diez tipos diferentes de sistemas de agua nebulizada. Todas son variaciones de los sistemas estándar de rociadores contra incendios, incluidos los sistemas de tubería húmeda, tubería seca, diluvio y preacción. (Haga clic aquí para obtener un repaso de los tipos básicos de sistemas de rociadores contra incendios, incluidos los sistemas de tubería seca, tubería húmeda, diluvio y preacción). A su vez, los sistemas de agua nebulizada tienen una de cuatro aplicaciones:
- Sistemas de agua nebulizada de aplicación localque rocían directamente sobre un objeto o peligro específico.
- Sistemas de protección de ocupaciónque se instalan en todo un edificio o en una parte de un edificio.
- Sistemas de nebulización de agua de aplicación de compartimiento total. Todas las boquillas (rociadores) se activan al mismo tiempo, proporcionando una protección completa de un recinto o espacio.
- Sistemas de aplicación zonificadosuna variación de los sistemas de aplicación de compartimiento total, se activan en una zona o región determinada dentro de un espacio determinado.
Incluso estos sistemas se pueden dividir aproximadamente en tres tipos más: sistemas de baja presión, sistemas de presión intermedia y sistemas de alta presión. Los sistemas de baja presión soportan presiones similares a los sistemas estándar de rociadores contra incendios: 175 PSI o menos. Los sistemas de presión intermedia tienen presiones entre 175 PSI y 500 PSI, mientras que los sistemas de alta presión superan los 500 PSI.
Finalmente, los sistemas de agua nebulizada se pueden dividir en tipos dependiendo de cómo estén diseñados. Para los sistemas de agua nebulizada prediseñados, los laboratorios de prueba y los fabricantes prescriben la cantidad y el tipo de tuberías, accesorios y rociadores necesarios. Por otro lado, los sistemas de agua nebulizada diseñados requieren que los diseñadores tengan en cuenta las tasas de flujo, las presiones de las boquillas y otros factores para crear una configuración especialmente diseñada adecuada para los peligros de un entorno particular.
Los sistemas de agua nebulizada controlan los incendios en una impresionante variedad de industrias
En el Anexo A, NFPA 750 explica que los sistemas de agua nebulizada pueden controlar una variedad de incendios en tres clases principales de incendios: Clase A (combustible ordinario), Clase B (líquido inflamable) y Clase C (incendios eléctricos). Sin embargo, los instaladores nuevamente deben considerar cuidadosamente una variedad de factores, incluidos los objetivos del sistema y los principales riesgos de incendio presentes en el espacio.
Los incendios de chorro de gas, los peligros eléctricos y los túneles ferroviarios pueden beneficiarse de los sistemas de agua nebulizada. Incluso pueden proteger obras de arte, como lo hacen hoy en día en la Galería Nacional de Arte en Washington, DC
Y Marriott, la tercera empresa hotelera más grande del mundo, ha utilizado sistemas de agua nebulizada en sus instalaciones desde el año 2000. Actualmente, los estándares de diseño de Marriott permiten que estos sistemas reemplacen los sistemas tradicionales de rociadores contra incendios en los edificios que poseen o administran. Sonny Scarff, director sénior de protección contra incendios de Marriott, llega a describir algunas tecnologías de agua nebulizada como «… la ola del futuro».
La industria de los cruceros también ha invertido mucho en sistemas de agua nebulizada. Carnival Cruise Line, que transportó a más de 1 de cada 5 pasajeros de cruceros del mundo en 2018, emplea la tecnología. Después del hundimiento del Costa Concordia de Carnival y otros incidentes de seguridad muy publicitados a bordo de cruceros, el Senado de los Estados Unidos celebró una serie de audiencias sobre seguridad en la industria. Durante esas audiencias, Gerald Cahill, presidente y director ejecutivo de Carnival, describió una lista de mejoras que se llevarán a cabo en los barcos, incluidas actualizaciones a sistemas de agua nebulizada de mayor calidad.
Los costos reducidos, el peso más bajo y la facilidad de mantenimiento hacen que los sistemas de agua nebulizada sean un reemplazo popular para algunos tipos de sistemas de protección contra incendios.
La industria marítima, y los cruceros en particular, han desempeñado un papel de liderazgo en el desarrollo de sistemas de agua nebulizada. Antes de su adopción en tierra, los sistemas de agua nebulizada protegían los compartimentos cerrados de los barcos y, más tarde, las áreas de pasajeros de los cruceros. Al reducir la cantidad de agua requerida hasta en un 90 por ciento, estos sistemas aligeraron las cargas que transportaban los barcos, lo que aumentó la estabilidad y el ahorro de combustible de los barcos grandes. La tecnología creció en popularidad en el mar cuando, a principios de la década de 1990, la Organización Marítima Internacional (OMI) requirió que los barcos de pasajeros que transportaban más de 36 pasajeros durante la noche instalaran sistemas de rociadores contra incendios.
A los sistemas de agua nebulizada les ha ido bien en la industria marítima. Pueden atacar los incendios en el momento de la detección, minimizar los daños causados por el agua, limpiar rápidamente y permitir que los barcos recarguen el sistema con agua de mar. Estos beneficios minimizan el tiempo que los barcos pasan en puerto.
Pero los sistemas de agua nebulizada también tienen beneficios para los usuarios de otras industrias. En algunos casos, pueden reemplazar los sistemas de agentes limpios que se utilizan para retardar la propagación de incendios eléctricos; aquellos que utilizan agentes como el nitrógeno y el dióxido de carbono para extinguir incendios de forma segura y limpia. Los sistemas de agua nebulizada pueden hacer el mismo trabajo con menos señales de seguridad, menos capacitación de los empleados y sin necesidad de sistemas de notificación audiovisual especializados. Estos y otros factores se combinan para reducir el costo comparativo de los sistemas de agua nebulizada.
Los sistemas de agua nebulizada también pueden reducir los costos en comparación con los sistemas químicos secos. Utilizados para combatir incendios alimentados por líquidos inflamables, los sistemas de productos químicos secos pueden resultar difíciles de limpiar y pueden dañar los equipos electrónicos. Los sistemas de agua nebulizada no tienen ninguno de estos problemas. Su mantenimiento, prueba y recarga pueden costar menos. Además, el agua que utilizan se convierte en vapor, lo que no provoca tanto mucho daño, o requieren tanta limpieza, como otros sistemas a base de agua. Este beneficio los hace especialmente útiles para edificios con artefactos electrónicos y valiosos, como museos de arte.
Los costos más altos de instalación y mantenimiento, junto con las restricciones en los espacios abiertos, a veces favorecen los sistemas tradicionales de rociadores contra incendios.
Si bien los sistemas de agua nebulizada pueden reducir los costos en comparación con los sistemas de agentes químicos secos o agentes limpios, los sistemas tradicionales de rociadores contra incendios aún pueden tener una ventaja financiera. Los ahorros en daños potenciales a través del agua nebulizada a veces pueden compensar este inconveniente, pero los costos iniciales siguen siendo altos. Un estudio de administración de la construcción del Memorial Hospital Miramar en Miramar, Florida, encontró que los sistemas de agua nebulizada cuestan más de un diez por ciento más que un sistema de preacción equivalente para instalar, y los sistemas de preacción son, por supuesto, más complejos y costosos que los sistemas de rociadores húmedos estándar.
Al igual que otros sistemas de protección contra incendios, los sistemas de agua nebulizada requieren inspección, prueba y mantenimiento (ITM) regulares. Sin embargo, cuidar estos sistemas puede costar más de lo que anticipan algunos compradores. Los problemas con los tanques de almacenamiento de agua y las válvulas de descarga han aumentado inesperadamente los costos para algunos usuarios. Es posible que los administradores de las instalaciones tampoco tengan acceso a los contratistas ITM locales versados específicamente en el cuidado de los sistemas de agua nebulizada. Debido a que las necesidades de mantenimiento varían de un producto de un fabricante a otro, los gerentes de las instalaciones pueden tener menos contratistas (y menos precios) para elegir. El estudio del Memorial Hospital Miramar encontró que los costos de mantenimiento de rutina alcanzaron entre $1000 y $2000 cada año, aproximadamente el doble que los de un sistema de acción previa.
Otro inconveniente de estos sistemas es que no son tan útiles en áreas abiertas. En espacios abiertos, las gotas de agua no pueden convertirse en vapor tan fácilmente. Como resultado, no pueden absorber o desplazar el calor tan rápido como lo necesitan. Sin embargo, algunos tipos de sistemas de agua nebulizada de aplicación local se pueden usar en aplicaciones al aire libre o en áreas abiertas. Si el sistema se está utilizando para la aplicación directa en un peligro.
Los sistemas de agua nebulizada no pueden combatir incendios que involucran algunos metales y materiales que reaccionan con el agua.
Los sistemas de agua nebulizada se pueden usar para suprimir, controlar y extinguir muchos tipos de incendios, pero no son un sustituto apropiado para todos los tipos de protección contra incendios. Al igual que otros sistemas a base de agua, el agua nebulizada puede empeorar los incendios que contienen materiales que se vuelven peligrosos cuando se combinan con agua, incluidos sodio, potasio y otras sustancias reactivas, como lo demuestra un bombero en el siguiente video:
Como tal, NFPA 750 prohíbe específicamente el uso de sistemas de agua nebulizada en aplicaciones donde el agua puede hacer más daño que bien.
De la edición 2019 de NFPA 750
4.1.1.2* Los sistemas de agua nebulizada no deben usarse para la aplicación directa a materiales que reaccionan con el agua para producir reacciones violentas o cantidades significativas de productos peligrosos. Tales materiales incluyen lo siguiente.
(1) Metales reactivos, como litio, sodio, potasio, magnesio, titanio, circonio, uranio y plutonio.
(2) alcóxidos metálicos, como el metóxido de sodio
(3) Amidas metálicas, como la amida de sodio
(4) Carburos, como el carburo de calcio
(5) haluros, como cloruro de benzoilo y cloruro de aluminio
(6) Hidruros, como hidruro de litio y aluminio
(7) Oxihaluros, como el oxibromuro de fósforo
(8) silanos, como triclorometilsilano
(9) sulfuros, como el pentasulfuro de fósforo
(10) cianatos, como metilisocianato4.1.1.3 Los sistemas de agua nebulizada no deben usarse para la aplicación directa a gases licuados como temperaturas criogénicas (como el gas natural licuado), que hierven violentamente cuando se calientan con agua.
Los sistemas de agua nebulizada requieren inspección, prueba y mantenimiento regulares
Los requisitos de inspección, prueba y mantenimiento (ITM) para el sistema de agua nebulizada se explican en NFPA 750, Capítulo 15:
De la edición 2019 de NFPA 750
15.1.1 Los sistemas de agua nebulizada, que no sean los instalados en viviendas unifamiliares y bifamiliares, deben inspeccionarse, probarse y mantenerse de acuerdo con NFPA 25.
15.1.2* Un sistema de agua nebulizada instalado en viviendas unifamiliares y bifamiliares debe inspeccionarse, probarse y mantenerse de acuerdo con las instrucciones proporcionadas por el instalador.
NFPA 750 agrega que el mantenimiento de un sistema de agua nebulizada (que rara vez se encuentra) en el hogar consiste en gran medida en prácticas de sentido común, como no colgar elementos de las boquillas o pintarlas, y probar los dispositivos de flujo de agua cada seis meses.
En espacios residenciales comerciales, industriales y grandes, estos sistemas requieren un cuidado más extenso. La clave para estas inspecciones son las instrucciones proporcionadas por el fabricante y las disposiciones enumeradas en NFPA 25: Norma para la inspección, prueba y mantenimiento de sistemas de protección contra incendios a base de agua.
Si bien los administradores de instalaciones o los propietarios de edificios pueden realizar algunas reparaciones limitadas, la mayoría de los componentes requieren reparación, inspección, prueba y mantenimiento por parte de expertos. Se deben realizar pruebas a nivel del piso anualmente, en busca de fugas, corrosión, daño físico, pérdida de líquido en los bulbos de vidrio de las boquillas, pintura de repuesto o carga (cubrir los rociadores con polvo). Además de la carga, que puede limpiarse en algunas circunstancias, estas condiciones requieren que los contratistas reemplacen las boquillas.
Los tanques de agua deben drenarse y rellenarse anualmente. El sistema debe lavarse cada año. Y los coladores y filtros deben limpiarse o reemplazarse según sea necesario o después de la operación del sistema.
NFPA 25 entra en muchos más detalles sobre ITM de agua nebulizada y es una lectura obligada para aquellos que trabajan con sistemas de agua nebulizada.
Los componentes para sistemas de agua nebulizada requieren una selección cuidadosa
Los sistemas de agua nebulizada utilizan una combinación de hardware. Algunas partes serán familiares para los instaladores de sistemas de extinción de agentes limpios, mientras que otras, incluidas las tuberías y tuberías de alta presión, no se usan en otros sistemas de protección contra incendios.
Es importante elegir estos componentes con cuidado y de acuerdo con las reglas presentadas en NFPA 750. 🥇IO Technology S.A.C ofrece una amplia gama de componentes para sistemas de rociadores contra incendios, incluidos accesorios de CPVC resistentes a la corrosión para sistemas de agua nebulizada a baja presión utilizados en entornos de riesgo leve .
Los colgadores para tuberías con certificación UL también son compatibles con los sistemas de agua nebulizada de baja presión y se pueden instalar de acuerdo con NFPA 13. Estos anillos giratorios de acero al carbono también se pueden usar con sistemas de mayor presión cuando están listados para usar con tamaños y pesos de tuberías específicos.
Finalmente, mientras que algunas válvulas de sistemas de agua nebulizada requieren listados específicos, las válvulas utilizadas para probar y drenar sistemas de agua nebulizada simplemente necesitan ser aprobadas por la autoridad competente. Para obtener más información, NFPA 750 recomienda comunicarse con el fabricante del sistema de agua nebulizada.
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