Los rociadores operados eléctricamente se activan en conjunto con detectores separados y tienen aplicaciones particulares
A pesar de muchos refinamientos y avances, el mecanismo de activación básico de la mayoría de los rociadores contra incendios no ha cambiado mucho desde su invención en 1876. Se basan en un elemento termosensible integrado (un enlace soldado o una bombilla de vidrio) para retener el agua hasta que el calor de un incendio hace que se derrita o se rompa. Pero rociadores contra incendios operados eléctricamente (también llamados aspersores activados eléctricamente y, a veces, “aspersores inteligentes”) son una nueva tecnología que cambia este diseño fundamental.
Como su nombre lo indica, una señal eléctrica hace que el aspersor funcione. En caso de incendio, los sensores de detección de incendios se comunican con un panel de control que «decide» qué rociadores deben activarse y envía una señal para hacerlo. El objetivo es que los aspersores activar más rápido y con mayor precisión, permitiendo una mayor protección de entornos de alto desafío.
Este artículo examina cómo funcionan estos nuevos rociadores, cuándo y cómo son útiles, y qué normas clave de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) tienen que decir sobre ellos. Nos referiremos a la tecnología ofrecida por dos fabricantes principales en el campo: Tyco (también conocido como Johnson Controls), que proporciona un sistema EAS-1 completo y listado, y la empresa danesa GW Sprinkler, que fabrica cabezales de aspersores accionados electrónicamente.
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Cómo funcionan los rociadores contra incendios operados eléctricamente
Es útil pensar en los “aspersores operados eléctricamente” no sólo como un cabezal de aspersor sino como un sistema con múltiples componentes. El sistema se basa en cabezales de rociadores, sensores y un panel de control, todo trabajando juntos para llevar agua a un incendio. Como veremos más adelante, NFPA 13 trata los rociadores operados eléctricamente como un sistema cohesivo que se prueba y cataloga como una unidad. Los cabezales no son hardware independiente.
Los cabezales de aspersores activados eléctricamente son en su mayoría similares a los analógicos, excepto por una diferencia crítica: el elemento operativo utiliza un mecanismo eléctrico en lugar de o junto con un elemento sensor de calor tradicional.
Los aspersores EAS-1 de Tyco (TY720 y TY920) son aspersores ESFR de respuesta rápida y supresión temprana (un tipo sobre el que puede leer más aquí). Pero su funcionamiento depende completamente de una señal eléctrica procedente de un panel de control adjunto: no tienen un elemento sensor de calor integrado. Estos rociadores se prueban específicamente para espacios de almacenamiento.
Por el contrario, GW Sprinkler ofrece aspersores de doble acción capaces de activarse de serie con un elemento de bombilla de vidrio o mediante una señal eléctrica de un componente llamado actuador Metron, que rompe la bombilla con una pequeña carga pirotécnica.
Debido a que los aspersores operados eléctricamente no tienen elementos sensibles al calor integrados, Requieren de un panel de control y una red de sensores.. El sistema de Tyco ofrece un buen ejemplo de cómo interactúan los sensores y el panel de control. Cada aspersor EAS-1 está conectado a su propio sensor de calor, el cual, a su vez, está conectado al panel de control. Se pueden conectar hasta 3.000 sensores a un solo panel.
Como dice GW Sprinkler, un sistema de rociadores activado eléctricamente podría incluir detectores de humo, detectores de calor o detectores de llamas (o alguna combinación). Sin embargo, el comentario en la edición de 2023 de NFPA 25 (sección 3.3.41.5) sólo se refiere específicamente a sensores de calor. En el momento de escribir este artículo, Tyco es la única empresa con un sistema completo de rociadores, detectores y paneles de control listado, y utiliza exclusivamente sensores de calor.
¿Qué problema resuelven estos nuevos aspersores?
Si bien los diferentes fabricantes prevén diferentes casos de uso, actualmente los rociadores operados eléctricamente están destinados generalmente para actuar rápida y eficientemente a proteger entornos de alto desafío como instalaciones de almacenamiento.
Tanto GW Sprinkler como Tyco afirman que sus tecnologías permiten activar los aspersores más rápido que los aspersores tradicionales. La premisa es que los sensores electrónicos (como los detectores de calor o de llamas) pueden detectar el fuego rápidamente y activar los rociadores instantáneamente, haciendo que el agua llegue al fuego más rápido. Esta velocidad contrasta con los aspersores tradicionales, que dependen de temperaturas elevadas y sostenidas cerca del aspersor para reventar una bombilla o derretir un eslabón soldado.
Además de una activación más rápida, Tyco afirma que el control electrónico Reduce la posible aleatoriedad del funcionamiento de los rociadores, proporcionando más eficiencia. Con los aspersores tradicionales, con espacios reducidos, las gotas de agua de un aspersor activado pueden enfriar el elemento térmico de otro (lo que se denomina “choque de gotas de agua”), lo que provoca un fenómeno llamado salto de aspersores. Los cabezales más alejados del incendio operan antes (o en lugar de) algunos que están más cerca y retrasan e inhiben la extinción o el control del incendio. Los rociadores activados eléctricamente de Tyco pretenden evitar este problema; el panel de control activa solo aquellos rociadores (entre 6 y 9 de ellos) que los detectores de calor específicos indican que son necesarios para combatir un incendio.
Al activar los rociadores antes y reducir el número de activaciones innecesarias, los sistemas electrónicos tienen como objetivo proteger mejor los entornos de alto desafío.
Si las cabezas se disparan antes, el fuego es más pequeño y, por tanto, más fácil de controlar o sofocar. Y si solo se activan los rociadores necesarios, toda la presión del agua disponible se destina al control o extinción del incendio, y el volumen y los daños causados por el agua se minimizan. Esto podría permitir a los diseñadores implementar un sistema “más pequeño” y menos costoso de lo que sería necesario de otro modo. Y puede haber un caso de uso particular para sistemas que los propietarios deben modernizar debido al “cambio de uso” de una estructura que requiere nuevos criterios de diseño del sistema.
Por ejemplo, el sistema EAS-1 de Tyco está diseñado explícitamente para instalaciones de almacenamiento de alto desafío. Anteriormente escribimos sobre el desafío de proteger los entornos de almacenamiento y cómo los rociadores ESFR brindan protección sin usar rociadores en rack. Efectivamente, Tyco afirma que su sistema EAS-1 combina rociadores ESFR con detección y activación eléctrica para proteger áreas de almacenamiento que de otro modo podrían requerir costosas bombas contra incendios, rociadores contra incendios en estantes o adaptaciones más costosas.
Normas de diseño para rociadores activados eléctricamente.
El diseño del sistema de rociadores depende de elecciones y cálculos que garanticen que pase suficiente agua (en términos de caudal y presión) a través de las tuberías y los cabezales de rociadores para controlar o extinguir un incendio. NFPA 13: Norma para la Instalación de Sistemas de Rociadores (referencias a la edición de 2022) brinda a los ingenieros criterios de diseño detallados para todo tipo de sistemas de rociadores, incluidos sistemas de rociadores estándar y diferentes sistemas de almacenamiento. Pero (todavía) no proporciona criterios de diseño detallados y específicos para sistemas de rociadores operados eléctricamente.
Los aspersores operados eléctricamente son una tecnología bastante nueva, por lo que su primera mención en NFPA 13 se encuentra en la última y actual (al momento de escribir este artículo) edición de 2022. Además de proporcionar una definición (3.3.215.4.6), la norma sólo tiene apartado 15.6 sobre su uso permitido:
De la edición 2022 de NFPA 13
15.6 Rociadores operados eléctricamente.
Operado eléctricamente Se permitirán rociadores cuando dichos dispositivos hayan sido evaluados y homologados para su funcionamiento en las siguientes condiciones:
(1) Pruebas de fuego relacionadas con el peligro previsto
(2) Distribución del patrón de aspersión con respecto al mojado de pisos y paredes.
(3) Distribución del patrón de rociado con respecto a las obstrucciones
(4) Rendimiento bajo techos horizontales o inclinados
(5) Área de diseño
(6) Espacio libre permitido hasta los techos
Esencialmente, No existen criterios de diseño universales y específicos.
En su lugar, se permiten rociadores operados eléctricamente. en situaciones en las que han sido probados y listados. Muchas partes de un sistema de rociadores contra incendios deben estar listadas, lo que significa que cumplen con los criterios de grupos como UL o FM Global. Antes de que un dispositivo pueda alcanzar este estado, un laboratorio de pruebas debe probar su funcionalidad y seguridad.
Por lo tanto, cuando la NFPA 13 establece que se permiten rociadores operados eléctricamente cuando están «evaluados y listados por su rendimiento», significa que la norma deja en manos del laboratorio de pruebas la aprobación tanto del dispositivo en sí como de los posibles/aplicables criterios de diseño. La lista de la sección 15.6 remite a consideraciones y laboratorios específicos del sitio para establecer cómo funcionan estos rociadores contra incendios reales con desafíos como obstrucciones, techos inclinados y almacenamiento alto. En efecto, la lista puede ser para todo el sistema de rociadores, no solo para los rociadores.
Por ejemplo, la hoja de datos del sistema Tyco EAS-1 incluye criterios de diseño muy parecidos a los que se ven en los capítulos de NFPA 13 que rigen los rociadores de almacenamiento. Detalla:
- Área mínima y máxima de cobertura de rociadores
- Duración del suministro de agua
- Criterios de espaciamiento de aspersores
- Altura máxima de techo y almacenamiento
- Distancia mínima de pasillos
- Área de diseño y reglas de presión de diseño.
- Tipos de productos que se pueden proteger
UL ha probado y listado los sistemas de rociadores eléctricos EAS-1 bajo condiciones específicas y determinó que funcionan dentro de estos parámetros.
Por el contrario, GW Sprinkler afirma que «Se debe tener cuidado de que el RTI, el tamaño del orificio, la temperatura nominal, el estilo del deflector y el tipo de rociador cumplan con las últimas normas de instalación de rociadores publicadas, es decir, EN12845, CEA4001 o NFPA13». (CEA 4001 y EN 12845 son normas europeas de instalación de rociadores contra incendios).
La empresa especifica que estos cabezales son «ideales para aplicaciones en las que se requiere una actuación instantánea y totalmente controlable de uno o varios cabezales, por ejemplo, aplicaciones que implican protección de componentes/ambientes explosivos». Además, los rociadores y actuadores Metron están aprobados por LPCB (Junta de Certificación de Prevención de Pérdidas), que es el equivalente europeo de UL.
Por lo tanto, se aplicarían los criterios de diseño para instalaciones que reflejen un peligro y una aplicación particulares y apropiados de acuerdo con NFPA 13 (o estándares alternativos mencionados), siempre y cuando la autoridad competente acepte que la aprobación LPCB cumple con la definición de «listado» de NFPA.
Inspección, prueba y mantenimiento de rociadores contra incendios operados eléctricamente.
No podemos hablar de un nuevo tipo de sistema de rociadores sin mencionar su necesario mantenimiento. NFPA 25: Norma para la inspección, prueba y mantenimiento de sistemas de protección contra incendios a base de agua (referencias a la edición de 2023) mencionaron por primera vez los rociadores contra incendios operados eléctricamente en la edición de 2020, y la edición de 2023 no realizó cambios en sus requisitos iniciales más allá de uno. La última edición agregó una inspección que refleja otros tipos de rociadores:
5.2.1.5 Los rociadores operados eléctricamente deben inspeccionarse anualmente desde el nivel del piso de acuerdo con 5.2.1.1 y los requisitos del fabricante.
La Sección 5.2.1.1 solo detalla la inspección anual «desde el nivel del piso», lo que significa que las personas no necesitan subir a escaleras, y el contenido mejorado de NFPA 25 advierte que «los inspectores que usan una linterna o binoculares deben tener cuidado con los resultados falsos positivos». .”
Sin embargo, no está perfectamente claro si la norma pretende que los inspectores sigan alguno de los demás criterios de inspección de las secciones 5.2.1.1, y algunos de estos elementos (pero no otros) tienen sentido. Por ejemplo, encontrar un rociador instalado en la orientación incorrecta siempre sería un problema que requeriría corrección (5.2.1.1.2). Por el contrario, la “pérdida de fluido en el elemento sensible al calor del bulbo de vidrio” no se aplica en absoluto a los rociadores eléctricos de Tyco porque no tienen uno, mientras que en teoría podría a los modelos activados por Metron de GW Sprinkler: tienen una bombilla de vidrio. Aún así, no es la forma principal en que se activan.
Afortunadamente, ambos fabricantes solucionan este problema. un poco con requisitos de inspección particulares que reflejan algunos de NFPA 25.
Tyco EAS-1 dice que una inspección debe garantizar que ningún objeto cuelgue de los rociadores, que no tenga signos visibles de corrosión o fugas y que no esté «pintado, enchapado, revestido ni alterado de otra manera después de salir de la fábrica». Los cabezales también se pueden limpiar ligeramente con un plumero, a diferencia de NFPA 25, que requiere una limpieza sin contacto (A.5.2.1.1.1). GW tiene todos esos mismos requisitos de inspección, incluida la guía del plumero, además de «reemplazar cualquier rociador que tenga una bombilla rota o haya perdido líquido de su bombilla».
En general, las dos instrucciones básicas de NFPA 25 para sistemas y rociadores inteligentes son: seguir las instrucciones del fabricante y coordinar con los requisitos ITM de NFPA 72. NFPA 72: Código Nacional de Alarmas y Señalización contra Incendios (actualmente en la edición 2022) cubre ITM para el panel de control, sensores y otros aspectos.
Esto último ilustra un posible inconveniente de los sistemas de rociadores operados eléctricamente que limita su aplicación: esencialmente requieren un panel de control/sistema de detección de alarma contra incendios y vienen con las cargas administrativas y técnicas adicionales de NFPA 72. Esto puede no ser un gran problema en alta desafían entornos donde ya se requieren detectores y alarmas. Pero ilustra por qué no se han desarrollado rociadores activados eléctricamente para muchas otras ocupaciones y niveles de peligro que sólo necesitan configuraciones más simples.
Además de los requisitos de inspección, Tyco proporciona reglas ITM esenciales adicionales para su sistema EAS-1:
- Se deben enviar muestras de rociadores a UL para su prueba comenzando cinco años después de su fabricación, luego 10 años y luego anualmente después del décimo año. Es similar a lo que describimos en este artículo sobre las pruebas de rociadores NFPA 25, pero relativamente frecuente en comparación con la mayoría de los otros tipos de aspersores.
- Los sensores de calor de muestra se prueban cinco años después de la fabricación, luego 10 años después de la fabricación y luego anualmente después del décimo año. Esta prueba se realiza en el sitio, no en un laboratorio.
- Los paneles de control deben mantenerse de acuerdo con NFPA 72. Tyco también recomienda que se tomen informes trimestrales de temperatura del panel para verificar si hay anomalías.
Por su parte, los aspersores GW-S tienen esta nota adicional sobre las pruebas: “El cabezal del aspersor operado por calor y electricidad es un dispositivo de un solo disparo y no se puede probar su funcionamiento. El actuador Metron puede ser [electrically] supervisado”, sin embargo.
A medida que otros fabricantes ingresen a este mercado, presentarán sus propios rociadores, sistemas y requisitos ITM. Y la NFPA eventualmente puede estandarizar y detallar los criterios para todos ellos.
Una novedosa tecnología de protección contra incendios con aplicaciones muy específicas
Los rociadores contra incendios operados eléctricamente son un nuevo giro en el diseño de rociadores contra incendios. Por el momento, estos sistemas están destinados principalmente a proteger de manera más eficiente áreas de alto desafío, por ejemplo evitando el uso de rociadores en estantes. Sin embargo, eso podría cambiar eventualmente. Más tipos de edificios podrían emplear estos sistemas a medida que avance la tecnología y si los costos o requisitos de mantenimiento para los detectores y paneles de control en red disminuyen.
Pero por ahora, el viejo y tradicional rociador contra incendios todavía domina el mercado. Es una tecnología simple, confiable y probada en el tiempo que funciona increíblemente bien en la mayoría de las aplicaciones, incluidas aquellas que solo requieren rociadores y no sistemas de alarma.
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