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Artículo técnico

Diseño de SCTEH en presencia de rociadores ESFR

12 marzo, 2015
Estudio informático sobre incendio en zona de almacenamiento en estanterías

Estudio informático sobre incendio en zona de almacenamiento en estanterías

1_Problema real para el diseño de un SCTEH

Cuando se implementa un SCTEH en un establecimiento industrial se persigue que éste sea capaz de controlar la cantidad de humos que genera un incendio de origen accidental, de tal forma que ese control pueda garantizar la seguridad de las personas a través de una evacuación en condiciones ambientales adecuadas, la integridad de los bienes que se encuentran en el establecimiento mediante la extracción de los gases calientes contenidos en los humos y prestar una ayuda al servicio de bomberos cuando se produzca su llegada al lugar incendiado.

Se conoce que un incendio a lo largo de su desarrollo pasa por diferentes fases dentro de las cuales la cantidad de humo que genera es diferente. Inicialmente se presenta una fase latente donde el incendio no es más que un conato que apenas genera humo para dar paso a una fase creciente con una determinada velocidad de propagación en la cual no sólo aumenta la potencia del incendio por la cantidad de material involucrado en la combustión sino también la cantidad de humo emitido. Seguidamente, bien por la acción de elementos de protección activa o por la distribución de los materiales, el incendio entra en una fase de control que es la predecesora de la fase de extinción donde, a medida que transcurre el tiempo, hace que la cantidad de humo generado sea menor.

Así pues, para determinar el diseño óptimo de un SCTEH se presentan varias dificultades. En primer lugar se requiere conocer el incendio variable en el tiempo que puede darse en un determinado establecimiento. Si esto fuera posible, posteriormente debería afrontarse el problema de dinámica de fluidos en el cual se resolvería la cantidad de humos que se han generado en las diferentes fases por las que atraviesa el incendio, lo cual también conlleva un elevado nivel de complejidad si se tiene en cuenta que las ecuaciones que gobiernan este fenómeno son diferenciales.

2_Filosofía de diseño norma UNE 23585

Ante esta tesitura la norma UNE 23585 plantea un enfoque del problema de forma simplificada basándose en una filosofía de diseño concreta, a través de la cual se permite abordar el diseño del SCTEH de una manera más accesible. La citada norma plantea que el momento de máximo desarrollo del incendio es el instante en el que mayor cantidad de humo se genera, por lo que el SCTEH debe estar capacitado para hacer frente a ello. La norma UNE 23585 argumenta que si el sistema controla el humo que emite el incendio en ese determinado instante también podrá hacerlo a lo largo del resto de fases por las que éste atraviesa, puesto que las cantidades de humo generadas serán inferiores. Esto quiere decir que el diseño del SCTEH se deriva de un cálculo basado en un incendio que no depende del tiempo, puesto que se aísla el instante de máximo desarrollo del mismo para llevar a cabo el citado cálculo. Esta filosofía de diseño viene detallada en el Apartado 0.2.3 El modelo de incendio de diseño de la norma.

Siguiendo el procedimiento de cálculo expuesto en la norma UNE 23585, la potencia del incendio para la cual se realiza el diseño del SCTEH se obtiene a través del producto entre la tasa de liberación de calor unitaria y la superficie máxima que éste adquiere. La norma reserva una parte importante de su contenido para ofrecer los citados valores a través de los cuales se obtiene la potencia máxima que alcanza el incendio.

Cabe destacar que una circunstancia que afecta a la potencia máxima del incendio es la existencia o no de un sistema de rociadores automáticos, ya que es lógico pensar que en aquellos establecimientos donde se tenga esta instalación de PCI el incendio tendrá un desarrollo menor.

Existe una determinada situación que se presenta con elevada frecuencia a nivel industrial en la cual hay una cierta controversia a la hora de determinar las dimensiones del incendio debido a la naturaleza del sistema de rociadores que puede plantearse. La situación referida es la del almacenamiento a gran altura en estanterías, para la cual la norma UNE 23585 propone una serie de expresiones para la obtención de las dimensiones del incendio que dependen de la existencia o no de rociadores en los niveles intermedios. La diferencia a nivel cuantitativo es que el tamaño del incendio resulta el doble si se cuenta sólo con rociadores bajo cubierta, por lo que el SCTEH resultante requeriría de una cantidad superior de aireadores.

3_Conflicto en el dimensionado del incendio

La normativa española que rige el diseño de los sistemas de rociadores (UNE 12845) recomienda u obliga bajo determinadas circunstancias de almacenamiento en estanterías a colocar rociadores de control no sólo bajo cubierta sino también en niveles intermedios. Por su parte, la norma americana (NFPA 13) resuelve esta situación implantando rociadores ESFR únicamente bajo cubierta, cuya principal característica radica en la cantidad de agua que liberan la cual es muy superior a la de un rociador de control. Hasta el momento en España no existe regulación para rociadores ESFR, por lo que cuando una normativa como por ejemplo la UNE 23585 hace referencia a rociadores, se refiere a rociadores de control.

El origen del conflicto radica en que una misma situación, como es la de almacenamiento en estanterías, puede resolverse mediante ambos sistemas de rociadores lo que hace pensar que ambas soluciones son equivalentes.

4_Conclusiones

Cabe preguntarse si la equivalencia entre sistemas conlleva que la potencia máxima que puede alcanzar el incendio en presencia de ambos sistemas es la misma. Inicialmente la potencia máxima se limita tras alcanzar el agua la zona afectada por la combustión. En el caso de los rociadores bajo cubierta los niveles de almacenamiento superiores al incendio ejercen de obstáculo dificultando el acceso del agua, mientras que la principal característica del rociador intermedio es su cercanía a las llamas, lo que permite que el agua liberada llegue con menos dificultad al área afectada.

En este artículo no se pretende cuestionar la capacidad de supresión del rociador ESFR, sino que se pretende destacar que para cuando éste ejerce el control sobre el incendio la potencia que habrá desarrollado será mayor que si se dispone de rociadores intermedios, considerando la filosofía de la norma UNE 23585, desde el punto de vista del diseño de un SCTEH ambos sistemas no son equivalentes. Por tanto para trabajar manteniendo un margen de seguridad adecuado, independientemente de la naturaleza del rociador, si se tiene presencia de éstos únicamente bajo cubierta no debe de calcularse el área del incendio de diseño a través de las expresiones desarrolladas para el caso de existencia de rociadores a nivel intermedio.

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