Debido a que puede encenderse, la NFPA ha limitado el uso de anticongelante en los sistemas de rociadores contra incendios.
Proteger la integridad de las tuberías en los sistemas de protección contra incendios es un desafío en las regiones que están sujetas a inviernos rigurosos, específicamente en estructuras o áreas de edificios que no tienen clima controlado. Las tuberías llenas de agua deben permanecer por encima de los 40 F para evitar fugas, una caída de presión que provoque un mal funcionamiento del sistema o daños significativos cuando las tuberías se congelan y revientan.
Ya sea que esté instalado en un espacio comercial en el que el control del clima es difícil o en una casa que se deja vacía durante las vacaciones de invierno, un sistema de rociadores húmedos contra incendios debe protegerse contra la congelación. Hay una variedad de formas de abordar las bajas temperaturas, incluso a través de la instalación de sistemas secos y de preacción, el aislamiento completo de las tuberías y el diseño creativo del sistema. Pero una opción de larga data, el uso de anticongelante, ha caído en desgracia en los últimos ocho años debido a su potencial para empeorar los incendios.
En este blog, 🥇IO Technology S.A.C describirá los problemas relacionados con el anticongelante, la guía de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) sobre su uso y destacará las alternativas para proteger los sistemas de protección contra incendios de las bajas temperaturas.
Actualización importante (5/2/19): Se ha incluido un nuevo anticongelante para su uso en sistemas de rociadores. Siga leyendo para comprender los problemas con los anticongelantes inflamables y luego visite este blog para obtener información sobre el primer anticongelante listado por UL para uso en rociadores.
Anticongelante en sistemas de rociadores contra incendios
Lo usa en su automóvil y puede usarlo en su sistema HVAC, y el principio es el mismo en un sistema de rociadores contra incendios: una solución de agua y un ingrediente anticongelante activo se inunda en los sistemas de tuberías húmedas para evitar que el agua se congele. . Estas soluciones anticongelantes suelen contener una mezcla de agua y propilenglicol o glicerina en proporciones específicas.
El problema es que el propilenglicol y la glicerina son sustancias inflamables que pueden encenderse en una concentración lo suficientemente alta. No todas las soluciones se mezclan en las proporciones adecuadas, y las soluciones que se mezclan no siempre se mantienen así; dado que el agua y los ingredientes activos tienen densidades diferentes (el anticongelante es más pesado), naturalmente tienden a separarse con el tiempo debido a la gravedad.
Por lo tanto, cuando la proporción de los ingredientes activos cerca de un rociador se vuelve demasiado alta en relación con el agua, una solución anticongelante puede servir como combustible para un incendio cuando se descarga el rociador.
Una familia de Truckee, CA, aprendió esta trágica lección en 2010 cuando un incendio en la cocina detonó el sistema de rociadores contra incendios en su complejo de apartamentos. La proporción de glicerina que se encontraba en las tuberías era demasiado alta cuando se desplegó el rociador sobre la estufa, lo que provocó una explosión. Una mujer, Isela Minutti, fue asesinada. Su esposo, que estaba parado justo debajo del rociador cuando se desplegó, sufrió quemaduras en aproximadamente el 45 por ciento de su cuerpo. Sus tres hijos sufrieron heridas leves pero sobrevivieron.
Más tarde, los investigadores concluyeron que los rociadores estaban “descargando una solución de anticongelante a base de glicerina que se encendió con las llamas provenientes de las cebollas quemadas en la sartén y provocó la explosión de la solución de glicerina”. Según los informes, la solución que salió del aspersor tenía una concentración de glicerina del 71,2 %.
En otro incidente en 2002, los calentadores montados en el techo en el porche exterior de un restaurante en Monmouth Beach, Nueva Jersey, activaron los rociadores de las paredes laterales. Rociaron una solución de propilenglicol y agua que “resultó en un incendio repentino”. Las «llamas… atravesaron el techo y continuaron hacia el interior del restaurante» y «varios clientes del restaurante recibieron tratamiento médico por inhalación de humo y quemaduras térmicas en la piel».
Y en 2010, una madre y su hijo de tres años sufrieron quemaduras de segundo y tercer grado cuando se activaron los rociadores contra incendios en su apartamento de Herriman, Utah. Una solución de propilenglicol había hecho que el fuego se extendiera rápidamente.
NFPA investiga
NFPA inició una investigación sobre el problema de los anticongelantes en 2010. Su Fundación de Investigación de Protección contra Incendios realizó una serie de pruebas que evaluaron la inflamabilidad de diferentes mezclas de anticongelantes en incendios de diferentes tamaños.
Los resultados de varias pruebas se informaron en un informe de diciembre de 2010, Soluciones anticongelantes en sistemas de rociadores contra incendios domésticos Fase II:
- Los resultados de las pruebas de Alcance A indican que las concentraciones de propilenglicol que exceden el 40 % por volumen y las concentraciones de glicerina que exceden el 50 % por volumen tienen el potencial de encenderse cuando se descargan a través de rociadores residenciales.
- Los resultados de esta investigación sugieren que las soluciones anticongelantes de propilenglicol que superan el 40 % y la glicerina que superan el 50 % en volumen no son apropiadas para su uso en sistemas de rociadores contra incendios domésticos.
Se realizó un estudio posterior para evaluar la inflamabilidad de las soluciones anticongelantes en rociadores comerciales. Descubrió que la ignición de una solución dependía de varios factores, incluido el tamaño y la distribución de las gotas, la concentración de la solución y la tasa de liberación de calor (HRR) del incendio inicial, que es «la tasa a la que el fuego libera energía», medida en vatios. Los factores principales que determinaron si el anticongelante alimentó un incendio fueron la concentración de la solución y la HRR del incendio (esencialmente, su tamaño y potencia).
Las principales conclusiones del estudio de rociadores comerciales fueron que las soluciones anticongelantes al 50 % de glicerina o al 40 % de propilenglicol generalmente no encendían incendios más pequeños con una tasa de liberación de calor de 1,4 MW, pero los encendían a 3,0 MW. Como puntos de referencia, una silla tapizada en llamas tiene una tasa máxima de liberación de calor de aproximadamente 2,1 MW, mientras que un sofá en llamas tiene una HRR máxima de 3,12 MW.
Los autores concluyeron que “[t]Los resultados de este programa de prueba indican que se deben considerar las limitaciones en el uso de soluciones anticongelantes con 50 % de glicerina o 40 % de propilenglicol en sistemas de rociadores no residenciales”.
Recuerde, la mezcla anticongelante que quemó a la familia en Truckee, CA era 71,2% glicerina.
NFPA emite nuevas directrices
En agosto de 2010, la NFPA emitió tres enmiendas provisionales tentativas (TIA) que incluían la prohibición del uso de anticongelante en los nuevos sistemas automáticos de rociadores residenciales. A esto le siguieron varios TIA más en los años siguientes hasta que la NFPA estableció su orientación actual en 2013:
El uso de anticongelante en sistemas comerciales de rociadores contra incendios
NFPA 13: Norma para la instalación de sistemas de rociadores establece los requisitos para la instalación de rociadores comerciales contra incendios.
De la edición 2016 de NFPA 13
7.6.2.1* Salvo lo permitido en 7.6.2.2, las soluciones anticongelantes deben estar listadas para uso en sistemas de rociadores.
7.6.2.2 Se permitirá el uso de soluciones anticongelantes premezcladas de propilenglicol con rociadores ESFR cuando los rociadores ESFR estén listados para tal uso en una aplicación específica.
Una solución que está «listada» significa que ha sido probada y aprobada para su uso en sistemas de rociadores comerciales. ESFR significa Supresión Temprana, Respuesta Rápida. Estos son sistemas de rociadores de alto rendimiento que están diseñados para su uso en almacenes con «almacenamiento de gran altura». Esta excepción tiene sentido, ya que este tipo de entornos industriales pueden ser imposibles de controlar completamente el clima.
El problema con esta guía de NFPA 13 y el extenso código que la sigue, que detalla varios componentes que deben instalarse junto con un sistema anticongelante, la disposición de las tuberías y válvulas de suministro, etc., es que podría implicar que el uso de el anticongelante todavía es posible en sistemas recién instalados según el código NFPA.
En verdad, no lo es.
Hay un fragmento de texto clave que explica el cambio al código NFPA: «Se prohibió el uso de anticongelante en los nuevos sistemas de rociadores NFPA 13 a menos que se enumerara el uso de la solución y la lista indicada ilustrara la incapacidad de la solución para encenderse». En los ocho años posteriores a la primera TIA de NFPA sobre el tema, no se ha desarrollado ni enumerado ninguna solución anticongelante no inflamable. Por lo tanto, el anticongelante está esencialmente prohibido para su uso en nuevos sistemas.
El uso de anticongelante en sistemas residenciales de rociadores contra incendios.
NFPA 13D: Norma para la instalación de sistemas de rociadores en viviendas unifamiliares y bifamiliares y casas prefabricadas establece las pautas para la instalación de la mayoría de los rociadores contra incendios residenciales.
De la edición 2016 de NFPA 13D
9.2.2.1 Salvo lo permitido en 9.2.2.3, las soluciones anticongelantes deben estar listadas para uso en nuevos sistemas de rociadores.
Una vez más, no se han «listado» nuevas soluciones anticongelantes, lo que impide su uso en nuevos sistemas. La guía es similar en NFPA 13R: Norma para la instalación de sistemas de rociadores en ocupaciones residenciales de poca altura: todas las soluciones anticongelantes deben estar enumeradas.
Hay una excepción que todavía permite el uso de anticongelante en sistemas comerciales y residenciales más antiguos, pero incluso esta laguna desaparecerá en 2022.
El anticongelante se puede usar en ciertos sistemas de rociadores contra incendios existentes en concentraciones específicas
Los sistemas de rociadores contra incendios existentes que se instalaron antes del 30 de septiembre de 2012 todavía pueden usar anticongelante en ciertas concentraciones máximas y siguiendo amplios requisitos de seguridad y mantenimiento. Las claves aquí son:
- Sistemas existentes instalados antes del 30 de septiembre de 2012
- Soluciones premezcladas de un fabricante a concentraciones máximas
- Sujeto a la aprobación de la autoridad competente (AHJ; la autoridad gubernamental local que supervisa la aprobación de un sistema)
De la edición 2016 de NFPA 13D
9.2.2.1.1 Para los sistemas existentes, las soluciones anticongelantes se limitarán a soluciones anticongelantes premezcladas de glicerina (químicamente pura o de la Farmacopea de los Estados Unidos al 96,5 por ciento) a una concentración máxima del 50 por ciento por volumen, propilenglicol a una concentración máxima del 40 por ciento por volumen u otras soluciones listados específicamente para su uso en sistemas de protección contra incendios.
9.2.2.2* Se permitirán soluciones premezcladas de glicerina (químicamente pura o de la Farmacopea de los Estados Unidos al 96,5 por ciento) a una concentración máxima de 48 por ciento por volumen o de propilenglicol a una concentración máxima de 38 por ciento por volumen para proteger las tuberías que alimentan a los rociadores en un área específica de la unidad de vivienda, cuando sea aceptable para la autoridad competente.
9.2.2.2.1* Se deberá presentar documentación a la AHJ para acreditar el uso de la solución anticongelante.
Se delinearon pautas similares para los sistemas comerciales. Estas pautas son confusas, ya que parecen ser anuladas por NFPA 25: Norma para la inspección, prueba y mantenimiento de sistemas de protección contra incendios a base de agua. Esto puede deberse a que la última edición de NFPA 25 se publicó un año después que las diversas formas de NFPA 13.
NFPA 25 describe los mismos requisitos principales: que una solución anticongelante debe estar listada para instalaciones nuevas (no existe), que debe ser premezclada por un fabricante y que los rociadores ESFR pueden usar anticongelante bajo ciertas condiciones. Pero tiene detalles ligeramente diferentes sobre las excepciones para sistemas de rociadores residenciales y comerciales más antiguos (énfasis agregado por 🥇IO Technology S.A.C):
De la edición 2017 de NFPA 25
5.3.3.4.1* Para los sistemas instalados antes del 30 de septiembre de 2012, las soluciones anticongelantes enumeradas no se requerirán hasta el 30 de septiembre de 2022, cuando se cumpla una de las siguientes condiciones:
(1)* La concentración de la solución anticongelante se limitará a 30 por ciento de propilenglicol por volumen o 38 por ciento de glicerina por volumen.
(2)* Los sistemas anticongelantes con concentraciones superiores al 30 por ciento, pero no más del 40 por ciento, de propilenglicol por volumen y del 38 por ciento, pero no más del 50 por ciento, de glicerina por volumen, se permitirán en base a una evaluación determinista de riesgos aprobada preparada por una persona calificada. aprobado por la autoridad competente.
Básicamente, los sistemas más antiguos aún pueden usar anticongelante en proporciones más bajas de ingredientes activos (30 % de propilenglicol o 38 % de glicerina), o en concentraciones un poco más altas, si un experto aprobado por el gobierno local establece que esto último es necesario. La “evaluación de riesgo determinista” de este experto analizará factores como la altura del techo, el tipo de rociador, el grupo de uso de ocupación de una estructura, el tamaño de una estructura y otros factores.
Sin embargo, esto es lo que ocurre en todos los casos en los que todavía se usaría anticongelante: las concentraciones nunca deben superar el 40 % de propilenglicol o el 50 % de glicerina, y el anticongelante en concentraciones tan bajas podría no proporcionar suficiente protección contra congelamiento. Según la NFPA, “una concentración de solución anticongelante actualmente permitida por la norma podría no brindar suficiente protección contra congelamiento sin medidas adicionales”. Y para seguir utilizándolo, los requisitos de mantenimiento son extensos.
Un resumen de los requisitos de mantenimiento para rociadores contra incendios que usan anticongelante
Los rociadores contra incendios que usan anticongelante están sujetos a requisitos complejos de mantenimiento e inspección. Un resumen básico:
- Debido a que las soluciones anticongelantes pueden separarse en las tuberías, creando diferentes concentraciones de agua e ingredientes activos en diferentes partes del sistema, se requieren pruebas anuales que toman múltiples muestras del sistema y analizan la gravedad/concentración específica de cada muestra. “Cuando los sistemas anticongelantes tengan una capacidad superior a 150 gal (568 L), se realizarán pruebas en un punto adicional por cada 100 gal (379 L)”. (NFPA 25)
- Esto puede requerir la instalación de una válvula de control/prueba adicional, generalmente en el punto práctico más alto del sistema. Y si alguna muestra muestra una mezcla superior a las concentraciones permitidas durante una prueba, el sistema debe drenarse por completo y volver a llenarse con una solución adecuada.
- Los rociadores que usan anticongelante necesitan letreros específicos que expliquen la ubicación de los sistemas anticongelantes que están alejados del tubo ascendente, así como las especificaciones del anticongelante que se usa en ellos. La señalización debe indicar el proveedor, así como la concentración y el volumen del anticongelante utilizado.
- Los sistemas con tubería de CPVC para rociadores no pueden usar anticongelante a base de glicol de propileno, ya que es absorbido por la tubería y provoca “agrietamiento por tensión ambiental”. Solo se pueden usar soluciones anticongelantes de glicerina con CPVC.
- “Algunos sistemas anticongelantes están equipados con cámaras de expansión que permiten que el agua: la solución anticongelante se expanda sin romper la tubería del rociador”. La NFPA estipula una serie de fórmulas (NFPA 13: A.7.6.3.2) para determinar el tamaño de una cámara de expansión. Los sistemas anticongelantes también requieren dispositivos de prevención de reflujo que evitan que el anticongelante regrese al suministro de agua.
Dados estos requisitos complejos, no es difícil ver por qué el uso de anticongelantes está perdiendo popularidad, incluso entre los sistemas más antiguos.
Medidas de protección contra congelamiento de rociadores contra incendios: alternativas al anticongelante
NFPA enumera algunas otras buenas opciones para proteger las tuberías de rociadores contra incendios en climas fríos:
De la edición 2016 de NFPA 13
A.7.6 En climas fríos y áreas donde la posibilidad de que las tuberías se congelen es una preocupación, existen otras opciones además del anticongelante. Dichas opciones incluyen la instalación de la tubería en espacios cálidos, el aislamiento de tiendas de campaña sobre la tubería… trazado de calor enumerado y el uso de sistemas de tubería seca y sistemas de acción previa.
Instalación de la tubería en espacios cálidos: Esto se explica por sí mismo, aunque puede implicar la instalación creativa de sistemas para maximizar la cantidad de tubería en un área con clima controlado. Por ejemplo, un instalador de rociadores contra incendios en el hogar podría instalar exclusivamente rociadores de pared en los pisos más altos de una casa, en lugar de rociadores colgantes en el techo, para evitar tener que pasar una tubería horizontal a través de un ático sin calefacción.
Tienda de aislamiento sobre la tubería: Incluso si un instalador pasó una tubería horizontal a través de un ático sin calefacción, una opción es aislar completamente la tubería expuesta. Sin embargo, es muy importante proteger el aislamiento con clavos (p. ej., con una malla de alambre o piso) para asegurarse de que no se altere.
Trazado de calor: Este método de preparación para el invierno de las tuberías utiliza un «elemento de calentamiento eléctrico que se ejecuta en contacto físico a lo largo de la tubería», a menudo combinado con aislamiento. El trazado de calor se usa típicamente en aplicaciones comerciales. El método de trazado de calor debe estar listado.
Sistemas de rociadores contra incendios secos o de preacción: Los sistemas secos están diseñados específicamente para áreas que están sujetas a temperaturas bajo cero. En lugar de llenar las tuberías con agua, se llenan con gas a presión (aire o nitrógeno) que mantiene cerrada una válvula de control. Cuando un rociador se activa y libera la presión, el agua inunda el sistema.
Los rociadores de acción previa son similares, excepto que un detector que detecta calor o humo abre la válvula para liberar el agua. El beneficio de los sistemas secos y de preacción es que gran parte de la tubería nunca se llena de agua, lo que permite colocarla en áreas heladas.
Un inconveniente de estos sistemas es que el agua tarda más en descargarse del rociador. Además, si bien estos tipos de sistemas se pueden instalar en los hogares, son más complejos y costosos que los sistemas húmedos tradicionales, por lo que son poco comunes en las aplicaciones residenciales.
¿Qué pasa con los sistemas de tubería vertical? ¿Se puede usar anticongelante?
No. NFPA 14: El estándar para la instalación de sistemas de tuberías verticales y mangueras es muy claro:
De la edición 2016 de NFPA 14
6.1.2.3.1 No se deben usar soluciones anticongelantes para proteger la tubería del sistema de tubería vertical contra la congelación.
El resultado final sobre el anticongelante en los sistemas de rociadores contra incendios
El anticongelante se puede usar en sistemas más antiguos instalados antes del 30 de septiembre de 2012, pero agrega complejidad al sistema, conlleva riesgos si la solución no se mezcla correctamente o se asienta incorrectamente en el tuberías, y probarlo y medir muestras anualmente requiere la ayuda de un profesional, a menos que tenga un «hidrómetro con una escala que tenga 0.002 subdivisiones», más la experiencia para hacer los cálculos apropiados.
Nunca mezcle su propia solución anticongelante y agréguela a un sistema de rociadores, a menos que desee correr el riesgo de una explosión cuando se despliegue un sistema.
Es más simple y seguro asegurarse de que todas las secciones de las tuberías estén adecuadamente preparadas para el invierno de una manera diferente, u optar por un sistema de rociadores secos o de preacción. Si tiene alguna pregunta sobre el uso de anticongelante en los sistemas de protección contra incendios o necesita ayuda para encontrar un artículo para su sistema, llame a 🥇IO Technology S.A.C al +51 981 223 295 o complete nuestro formulario de contacto y estaremos encantados de ayudarle.