Instalaciones contra incendios.

Caso práctico: Notre Dame

El fuego en Notre Dame

El 15 de abril de 2019 un devastador incendio arrasó una parte importante de la histórica Catedral de Notre-Dame en París, el monumento más visitado de Europa. Alrededor de 30 000 personas lo visitaban cada día. No hubo muertos. Se destruyó la torre de la catedral, que pesaba unas 750 toneladas, y provocó el derrumbe del techo. Según los informes, el incendio se inició en el campanario, que estaba siendo objeto de una reforma.

La alarma de incendios sonó por primera vez alrededor de las 18:30 h. El empleado de seguridad que vigilaba el panel de alarma de humo en la catedral de Notre-Dame llevaba solo tres días en el trabajo cuando la luz roja con la advertencia de “FUEGO” parpadeó en la tarde del 15 de abril. Además, este sistema, no notificó al departamento de bomberos de París la alarma; en su lugar, alertó solo a este empleado, el cual contactó con un vigilante que fue al lugar equivocado para buscar el incendio. Todavía no está claro cómo ocurrió ese error, pero pasaron casi 30 minutos cruciales antes de que se dieran cuenta del error. Por si fuera poco, el empleado que controlaba el sistema de alarmas y que solo llevaba tres días en este puesto, debía ser relevado por otro trabajador que no se presentó a la hora, por lo que estaba en la segunda etapa de un doble turno y las reacciones no son las mismas.

Vemos, entonces, un problema de organización y un posible error humano. Pero también hay errores en el diseño del sistema. El sistema de seguridad contra incendios en Notre-Dame priorizó la prevención y detección pero se basó en una suposición clave errónea: que si ocurriera un incendio en el ático de la torre, sus antiguas maderas de roble se quemarían lentamente, dejando tiempo suficiente para combatir las llamas y no se estimó necesaria la instalación de rociadores y sistemas de extinción.

El hecho de que la torre de madera y plomo de la catedral de Notre-Dame no tuviera un sistema de rociadores, o extintores secos automáticos, parece sorprendente, pero en cada instalación histórica debe decidirse cuál debe ser el equilibrio entre las mediddas de prevención del riesgo y el impacto que tienen en la preservación histórica del edificio.  Un sistema de aspersores en la torre tendrían una cierta influencia en la estética y un cierto riesgo si se producía una rotura en la tubería de agua.

Finalmente, debería haber sido obligatorio el realizar una verificación doble después de una alarma. Cuando sonó la primera alarma de incendio en Notre-Dame y no se detectó inicialmente ningún incendio, debieron haberse realizado investigaciones adicionales de inmediato. El tiempo que transcurre entre una alarma de incendio y su actuación es esencial. Por ello, los sistemas de detección y de actuación automática son tan importantes. En los edificios nuevos son obligatorios, pero en los históricos no existen disposiciones legales equivalentes.

En esta unidad vas a estudiar los sistemas contra incendios y más específicamente los sistemas de rociadores automáticos. Estas instalaciones están concebidos para detectar un conato de incendio y apagarlo o controlarlo.

Leonardo da Vinci diseñó un sistema de rociadores en el siglo XV. Leonardo automatizó la cocina de su patrón con un super horno y un sistema de cintas transportadoras. En una concanetación de errores, como en una comedia, todo salió mal durante un gran banquete y se produjo un incendio, pero también había automatizado un sistema contra incendios que funcionó muy bien, aunque causó una inundación que arrasó con toda la comida y buena parte de la cocina.

El primer sistema moderno de protección contra incendios “automático”, fue realizado en Inglaterra en el año 1723 y consistía en un barril con agua, conteniendo en su interior una cámara con pólvora conectado a su vez a un sistema de ignición (fusibles térmicos) que abría el circuito de distribución del agua. Estos primeros rociadores se utilizaban en los barcos que zarpaban hacia América. El primer rociador que se instaló en un recinto, fue en Inglaterra, en el año 1812, en el Theatre Royal, Drury Lane. El sistema consistía en 400 cubas herméticas, con una capacidad total de agua de 95 000 litros. De una tubería de conducción principal salían conducciones a todos los sectores del teatro. Las tuberías tenían pequeños orificios para la salida de agua. Posteriormente, Henry S. Parmalee, instaló en 1874 su primer sistema de rociadores en una fábrica de pianos de su propiedad. En 1890 se inventa el primer rociador con sellado de disco de cristal, esencialmente este rociador es el empleado hoy en día y es el que vemos en la imagen. Es un rociador con bulbo de vidrio hermético que, en este caso, contiene alcohol y, cuando alcanza suficiente temperatura se rompe y deja pasar el agua con la que rociará la habitación en la que esté instalado. Los aspersores funcionan individualmente.

Rociador de techo
Brandon Leon - Flickr. Rociador de techo (CC BY-SA)
Materiales formativos de FP Online propiedad del Ministerio de Educación y Formación Profesional

1.- Instalaciones de protección contra incendios

Caso práctico: el incendio del Windsor

A las 23:08 horas del sábado 12 de febrero de 2005 se detectó  fuego en la Torre Windsor de Madrid, a la altura de la planta 21 del edificio de 30 plantas. Veinte minutos después las llamas envolvían la parte superior del emblemático rascacielos. El fuego no se extinguió hasta pasados dos días y lo más sorprendente es que nunca se culpó a nadie del suceso. También es el único rascacielos que se ha quemado en España.

El Windsor se construyó en los años setenta y llevaba meses cambiando su sistema de extinción de incendios para adaptarlo a la normativa y en aquel momento no estaba completado el trabajo. La alarma saltó, pero fue lo único que funcionó aquella noche. Cuando el edificio se convirtió en una tea se estaba construyendo una segunda escalera de emergencia, pero el mayor problema estaba dentro: los aspersores no se activaron automáticamente al saltar la alarma de humos.

El informe de la aseguradora, sin embargo, dijo que los sistemas contraincendios funcionaron bien y que fueron revisados un mes antes. La responsabilidad la achacaron a los bomberos, que no actuaron con suficiente diligencia, y al fallo de las columnas secas, que no tenía suficiente presión, además de a otros motivos.

Los miembros de seguridad llegaron hasta el despacho de la planta 21 de la que salían las llamas de 50 centímetros de altura, pegadas a una pared. Con un simple extintor podrían haber acabado con el fuego, pero la puerta estaba atrancada y los bomberos sólo consiguieron abrir una pequeña rendija. Al cabo de unos minutos, el humo era ya tan denso que la situación empezó a complicarse y un techo se desplomó sobre los primeros bomberos. Ante esa situación, se llamó a una segunda dotación con mejor equipamiento para atacar el fuego, pero la presión del agua era insuficiente y recibieron la orden de evacuación, al ser el fuego “incontrolable”.

Edificio Windsor después del incendio
a_marga -Flick. Edificio Windsor después del incendio (CC BY-SA)



Como puedes ver, la normativa en materia de incendios está presente. Existen normas que regulan las medidas de protección frente a incendios en los edificios. Estas normas evolucionan a través del tiempo e incluyen disposiciones que tienen en cuenta la experiencia adquirida con los años y las tecnologías disponibles para detectarlos, controlarlos y extinguirlos. En este apartado vamos a ver la legislación aplicable y los distintos sistemas contraincendios empleados.

¿Sabías que el 60 % de los incendios en edificios se producen en los meses de noviembre a febrero? ¿Sabías que el Castillo de Windsor, a orillas del Támesis, ardió el 20 de noviembre de 1992, adermás de otras veces a lo largo de la historia? ¿Y sabías que también este Castillo estaba ante un plan de remodelación para defenderlo de los incendios? Una agencia del Gobierno Británico llevó a cabo un estudio detallado del Castillo de Windsor para identificar las obras de mejora para la prevención de incendios, incluyendo nuevo cableado eléctrico de los edificios principales del Castillo, sistemas de detección automática, instalación de puertas resistentes al fuego, mejora de la compartimentación contra incendios, tratamiento ignífugo de las maderas y separación entre elementos de calefacción y materiales combustibles. El problema de instalar o no rociadores automáticos, llegó hasta el Parlamento Británico, pero este tema está sujeto a controversia en edificios históricos. Si hubieran sido instalados, las llamas originadas en una capilla no habrían pasado de allí.

Para saber más

El incendio de la Torre Windsor está rodeado de misterios. Una de las grandes incógnitas del incendio, que dejó perplejos a los investigadores, fue la virulencia de las llamas y su color azulado, lo que podía ser un indicio del uso de aceleradores de fuego, pues las llamas tienen ese color (recuerda lo que vimos en la Unidad 7 sobre la combustión). Si deseas saber algo más, accede al siguiente enlace de un artículo periodistico:

LOS MISTERIOS SIN RESOLVER DEL INCENDIO DEL WINDSOR

1.1.- Legislación sobre instalaciones de protección contra incendios

La protección contra incendios ha experimentado un gran desarrollo legislativo en los últimos tiempos. Los documentos legislativos más importantes que les afectan son:

  • Código técnico de la edificación.  (CTE)
  • Reglamento de instalaciones de protección contra incendios (RIPCI)
  • Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales (RSCIEI)

Código Técnico de la Edificación

Contiene un Documento Básico (DB) de exigencias básicas de seguridad en caso de incendio (SI). Uno de los apartados, la exigencia básica SI 4 trata de las instalaciones de protección contra incendios. Se excluyen los edificios, establecimientos y zonas de uso industrial a los que les sea de aplicación el “Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales”

En el DB-SI4 se establece que los edificios deberán disponer de los equipos e instalaciones adecuados para hacer posible la detección, el control y la extinción del incendio, así como la transmisión de la alarma a los ocupantes. Los equipos e instalaciones de protección contra incendios con que debe contar cada edificio se presentan en una tabla en función del uso del edificio o establecimiento y sus condiciones. En esta norma se plantean las condiciones exigidas para los distintos tipos de edificios en materia de instalaciones:

Los edificios se clasifican en las tipologías siguientes: vivienda, administrativo, comercial, residencial, hospitalario, docente, pública concurrencia y aparcamiento. Tanto el diseño, la ejecución, la puesta en funcionamiento y el mantenimiento, así como los respectivos materiales y componentes de los equipos, deben cumplir con el RIPCI y con el resto de reglamentación que le compete.

Reglamento de instalaciones de protección contra incendios

Establece y define las condiciones que deben cumplir los aparatos, equipos y sistemas, así como su instalación y mantenimiento empleados en la protección contra incendios. Es un marco regulador que aporta en una situación anteriormente no regulada, la necesidad de que las instalaciones y su mantenimiento se realicen por instaladores o mantenedores autorizados, de acuerdo a un conjunto de normas UNE, que determinados aparatos y equipos sean ensayados y dispongan de marca de conformidad, y que las operaciones de mantenimiento comprendan unas mínimas rutinas que explicita el RIPCI.

UNE-EN 12845 Sistemas fijos de lucha contra incendios. Sistemas de rociadores automáticos. Diseño, instalación y mantenimiento.

Esta norma especifica los requisitos y da recomendaciones para el diseño, instalación y mantenimiento de sistemas fijos de rociadores contra incendios en edificios y plantas industriales, e incluye requisitos particulares para sistemas de rociadores que forman parte integrante de medidas para la protección de la vida.

Incluye la clasificación de riesgos, la dotación de abastecimientos de agua, los componentes a emplear, la instalación y prueba del sistema, su mantenimiento y la ampliación de sistemas existentes. Identifica los detalles de la construcción que son críticos para el funcionamiento satisfactorio de sistemas de rociadores de acuerdo con esta norma.

Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales

El objetivo de este Reglamento es establecer y definir los requisitos que deben satisfacer y las condiciones que deben cumplir los establecimientos e instalaciones de uso industrial para su seguridad en caso de incendio, así como prevenir su aparición y dar la respuesta adecuada al mismo, caso de producirse, limitando su propagación y posibilitando su extinción.

Su ámbito de aplicación es:

  • Las industrias.
  • Los almacenamientos industriales.
  • Los talleres de reparación y los estacionamientos de vehículos destinados al servicio de transporte de personas y transporte de mercancías.

Además, se aplica a todos los almacenamientos de cualquier tipo de establecimiento cuando su carga de fuego total, calculada según el anexo I del Reglamento, sea igual o superior a tres millones de MegaJulios (MJ).

Quedan excluidas de su cumplimiento las actividades industriales y los talleres artesanales con densidad de carga de fuego menor que 42 MJ/m2, siempre que su superficie útil sea inferior ó igual a 60 m2, excepto en lo concerniente a los extintores de incendio y los sistemas de alumbrado de emergencia.

El extintor es un aparato que contiene un agente extintor que puede proyectarse y dirigirse sobre un fuego por la acción de una presión interna. Pueden ser: • Extintores portátiles son aquellos cuya carga total o peso a transportar es igual o inferior a 20 kg. • Extintores sobre ruedas son aquellos que, por la carga o peso superior a 20 kg, están dotados de ruedas para su desplazamiento. • Extintores dorsales son aquellos diseñados para llevar a la espalda, con un peso inferior a 30 Kg.

Es una instalación muy común, de accionamiento manual, que proporciona una gran capacidad de extinción mediante el aporte continuado de agua en unas determinadas condiciones de presión, caudal y autonomía de funcionamiento.

Es una instalación para uso exclusivo del servicio de extinción de incendios y salvamento, constituida por una conducción vacía que discurre a lo largo de la vertical del edificio, y provista de bocas de conexión en pisos y de toma de agua en fachada o en zona fácilmente accesible para los vehículos con la indicación de uso exclusivo de bomberos.

La red de hidrantes es una instalación propia a todos los efectos, y consecuentemente el proyecto, ejecución, mantenimiento y uso deben ser por cuenta del personal del recinto o establecimiento en cuyoexterior se instalan. Es una instalación que posee una mayor capacidad de extinción por sus condiciones de presión y caudal, normalmente superiores a las que se proporcionan en las bocas de incendios equipadas.

Son las que entran en funcionamiento en caso de incendio por el accionamiento de un dispositivo automático. Fundamentalmente hay que distinguir tres tipos de instalaciones según el agente extintor que utilizan: • De gas • De agua • De polvo

Son aquellos sistemas o instalaciones que previenen la formación de un incendio mediante la detección precoz, en sus fases iniciales y un sistema de alarma.

Un ascensor de emergencia, o ascensor de bomberos, es el que está reservado para bomberos aunque puede ser utilizado también para la evacuación de personas con discapacidad de movimiento o sensorial.

Se define como carga de fuego o carga combustible, a la cantidad de energía resultante de la combustión completa de los materiales combustibles de un sector de incendio.

Debes conocer

Es importante que conozcas las distintas normas que regulan las instalaciones de protección frente a incendios. Las más importantes son:

  • Código técnico de la edificación. Puedes acceder al documento DB-SI4 en el siguiente enlace:

SEGURIDAD EN CASO DE INCENDIO (CTE-SI)

  • Reglamento de instalaciones de protección contra incendios. El Real Decreto que aprueba este Reglamento lo puedes encontrar en el enlace:

REGLAMENTO DE INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS (RIPCI)

  • Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales

REGLAMENTO DE SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS EN LOS ESTABLECIMIENTOS INDUSTRIALES (RSCIEI


Autoevaluación

Pregunta 1

1.-  El número de ocupantes en las aulas de Educación Infantil, a efectos de la protección contra incendios regulada en el documento DBSI3 del Código Técnico de la Edificación, es de 2 alumnos/m2

Pregunta 2

2.- En el CTE (DB SI Anejo B5) El valor característico, de referencia, para las cargas al fuego de un uso administrativo es de  520 MJ/m2

Pregunta 3

3.- El factor Kv de una válvula, hidrante o dispositivo hidráulico es el coeficiente de caudal en unidades métricas. Se define como el caudal en metros cúbicos por hora [m3/h] de agua a una temperatura de 16° Celsius con una caída de presión a través de la válvula de 1 bar.

Pregunta 4

4.- En el Anexo I del Reglamento de Instalaciones de Protección Contra Incendios se indica que un hidrante con una salida DN 70 no puede tener un valor Kv inferior a 80 m3/h

1.2.- Tipos de protección contra incendios

Protección pasiva

Son los medios y las condiciones integradas en el diseño del edificio y en su construcción. La protección pasiva incluye todos aquellos aspectos de la protección quevan incorporados en el diseño del edificio y en los materiales y elementos constructivos que se emplean y/o aplican en su construcción. El objetivo de su desarrollo es reducir la “carga combustible inmobiliaria” y el riesgo de propagación por la utilización de materiales y diseños inadecuados. Al incorporarse estas condiciones en el proyecto constructivo, proporcionan un alto nivel de seguridad que no siempre se valora suficientemente. Se comprende fácilmente, no obstante, que un edificio construido con materiales adecuados, con una distribución interior que evite la propagación de humos y gases de combustión, con unas condiciones de salida que garantice la seguridad de las personas y una estructura a prueba de fuego, es un edificio seguro en sí mismo, en su construcción y en su diseño.

Más concretamente, la protecciónn pasiva hace referencia a:

Materiales y elementos constructivos. Para expresar la peligrosidad inherente a los materiales se utiliza una nomenclatura y un criterio de clasificación que permite la interpretación de los resultados. Para expresar la combustibilidad se utilizan letras mayúsculas de la A – F, y el criterio de clasificación es:

  • A1: No combustible. Sin contribución al fuego en grado máximo.• A2: No combustible. Sin contribución en grado menor al fuego.
  • B: Combustible. Contribución muy limitada al fuego.
  • C: Combustible. Contribución limitada al fuego.
  • D: Combustible. Contribución media al fuego.
  • E: Combustible. Contribución alta al fuego.
  • F: Sin clasificar.

Además de esta clasificación base de la reacción al fuego, suelen emplearse otros parámetros como clasificación adicional de los productos.  Así, para expresar la producción de humos, su opacidad y su velocidad de propagación se utiliza el parámetro “s” (smoke) y el siguiente criterio de clasificación:

  • s1: baja
  • s2: media
  • s3: alta

Para expresar la caída de gotas o partículas inflamadas se utiliza el parámetro d (drop) y el siguiente criterio:

  • d0: nula
  • d1: media
  • d2: alta

Compartimentacion y Sectorización. Los elementos de sectorización y compartimentación, tales como tabiques, muros, mamparas, etc., resistentes al fuego, impiden la propagación de un incendio a otras zonas o sectores. Un sector de incendios es aquella superficie construida que está delimitada por elementos resistentes al fuego para que, en caso de incendio, éste quede confinado en su interior y no trascienda a áreas colindantes o adyacentes, o que afecte al resto del edificio. Es, por tanto, un aspecto de la protección contra incendios que tiene por objetivo evitar la propagación del incendio y minimizar las consecuencias derivadas del mismo.

Para delimitar adecuadamente un sector de incendios es necesario que los elementos que lo configuran sean suficientemente resistentes al fuego. Según su comportamiento frente al fuego, se distinguen dos categorías de materiales y elementos constructivos:

Estables al fuego (R), son aquellos que sólo cumplen  la condición por la que el material, sometido a elevadas temperaturas durante un tiempo, conserva sus propiedades soportando las cargas. La percepción visual de pérdida de resistencia o estabilidad se efectúa mediante el reconocimiento de grietas, flechas en sus superficies o destrucción manifiesta del elemento. Se aplica fundamentalmente a los elementos estructurales, a los cuales se le exige sólo la condición de estabilidad en caso de incendio

Resistentes al fuego (EI), son aquellos que, además de ser estables al fuego, son estancos y aislan térmicamente. Lapropiedad de aislamiento térmico no se reconoce cuando en la cara no expuesta se alcanzan temperaturas superiores a 140 ºC.


Condiciones de evacuación. Las condiciones de evacuación en un centro de trabajo o edificio en general son un medio de seguridad para las personas. La Ley de Prevención de Riesgos Laborales establece la obligatoriedad de que todo centro de trabajo cuente con un plan de lucha contra incendios y evacuación. Los parámetros que fundamentalmente intervienen en la evaluación de las condiciones de evacuación son:

  1. Nivel de ocupación.
  2. El número de salidas.
  3. El dimensionamiento de los medios de paso o salida.
  4. Los recorridos de salida.
  5. Las condiciones generales que deben cumplir pasillos, escaleras y salidas.

A la hora de evaluar, no obstante, hay que diferenciar los edificios de los establecimientos industriales por tener un criterio de aplicación diferente. En el primer caso, el CTE establece los distintos tipos de edificios y sistemas de evacuación. En el segundo caso, los requisitos a considerar en establecimientos industriales los establece el RSIEI.

Protección estructural. La protección estructural se refiere a la estabilidad al fuego de los elementosque componen la estructura, fundamentalmente de los elementos portantes, y establece las necesidades de protección para que no se vean afectados por el incendio. El objetivo que persigue la protección estructural, por tanto, es el de garantizar la seguridad del edificio en caso de incendio, para que no se derrumbe a consecuencia del debilitamiento de los elementos estructurales por el efecto de la temperatura a que se ven sometidos.

Las estructuras de hormigón armado poseen una estabilidad al fuego propia de su naturaleza y características, que varía en función del espesor de la capa de recubrimiento de la armadura principal. A mayor espesor de recubrimiento más estabilidad al fuego. Las estructuras metálicas tienen una reducida estabilidad al fuego. El acero a los 500 ºC pierde un 50% de su capacidad portante, y requiere, por tanto, de un recubrimiento que le proteja del calor.

Protección activa

La protección activa es aquella que esta desarrollada por los medios y las instalaciones de detección automática, de alarma y de extinción de incendios. Es decir, incluye todo aquello que está previsto para posibilitar la intervención sobre el incendio y conseguir su control. En el extenso campo de la protección activa se pueden distinguir los siguientes grupos de medios, sistemas y/o instalaciones:

  1. Sistemas de detección automática
  2. Sistemas de alarma
  3. Medios e instalaciones de extinción
    3.1. Medios portátiles
    3.2. Instalaciones fijas
    3.3. Instalaciones automáticas de extinción.

Sistemas de detección automática

Son aquellos sistemas o instalaciones que previenen la formación de un incendio mediante la detección precoz, en sus fases iniciales. Durante el desarrollo de un incendio pueden distinguirse, con intervalos de tiempo más o menos largos según las condiciones ambientales y la naturaleza del combustible, las cuatro etapas siguientes, con los detectores más apropiados para cada una de ellas:

Guía Técnica de seguridad contra incendios
Juanta de Andalucía. Guía Técnica de seguridad contra incendios, pag. 90-91 (CC BY)



Sistemas de alarma

Normalmente van integrados en los sistemas de detección automática pero en algunos casos son requeridos sin necesidad del sistema de detección. Los sistemas de alarma han de ser considerados como elementos básicos en un plan de emergencia o en un plan de autoprotección. En los sistemas de alarma hay que distinguir dos elementos diferenciados:

  1. Los sistemas manuales de alarma de incendios o red de pulsadores para posibilitar la transmisión de una señal de alarma. Están constituidos por un conjunto de pulsadores que permiten provocar voluntariamente y transmitir una señal a una central de control y señalización permanentemente vigilada, de tal forma que sea fácilmente identificable la zona en que ha sido activado el pulsador. Los pulsadores de alarma se sitúan de modo que la distancia máxima a recorrer, desde cualquier punto hasta alcanzar un pulsador, no supere los 25m.
  2. Los sistemas de comunicación de alarma o de alarma general para evacuación en caso de emergencia. El sistema de comunicación de alarma transmite una señal diferenciada, generada voluntariamente desde el puesto de control.  Estos sistemas de comunicación de alarma van integrados en los sistemas de detección y en las instalaciones de pulsadores de alarma, no obstante el reglamento de seguridad contra incendios para los establecimientos industriales lo establece como un medio de protección por si solo.

Medios e instalaciones de extinción

Los medios e instalaciones de extinción se pueden clasificar en:

  • Medios portátiles. Generalmente denominados extintores.  El extintor es un aparato que contiene un agente extintor que puede proyectarse y dirigirse sobre un fuego por la acción de una presión. Se pueden clasificar en:
    • Extintores de agua.
    • Extintores de polvo.
    • Extintores de dióxido de carbono.
  • Instalaciones fijas. Las instalaciones fijas proporcionan una gran capacidad de extinción ypermiten la intervención sobre incendios que han pasado de sus fases iniciales. Dentro de esta denominación fundamentalmente se identifican las instalaciones de funcionamiento manual, diferenciándose, por tanto, de las “instalaciones automáticas de extinción”. Se consideran instalaciones fijas de extinción:
    • Las bocas de incendio equipadas (BIE). Son instalaciones con mangueras que, con la apertura de la válvula, suministran caudales de agua altos en la zona en la que se encuentran.
    • Instalaciones de columna seca. Son tuberías verticales sin agua, previstas para la extinción si fuera necesario mediante la conexión de mangueras, que llevan la indicación de uso exclusivo de bomberos.
    • La red exterior de incendios, constituida por la red de hidrantes.
  • Instalaciones automáticas de extinción. Pueden ser por gas, polvo o rociadores. En el siguiente apartado se estudiarán ls instalaciones por rociadores.
Junta de Andalucía. Guía Técnica de seguridad contra incendios, pag. 106, 114 (CC BY)

2.- Instalaciones con rociadores automáticos.

Caso práctico: mitos de los rociadores

Las instalaciones contraincendios, basadas en rociadores automáticos están sujetas a algunos mitos. Vas a descubrir que, seguramente, tú también crees en alguno de ellos:

Una alarma de humo es mejor que nada, pero es insuficiente. Las alarmas de humo pueden alertar a los ocupantes de la presencia de peligro, pero no hacen nada para extinguir el fuego. En ausencia de ocupantes, la alarma de humo es claramente insuficiente  En un incendio, los rociadores pueden controlar e incluso extinguir un incendio en menos tiempo de lo que tardarían en llegar los bomberos.

Las fugas son raras, y no son más probables que las fugas en el sistema de distribución de agua. Los rociadores contra incendios son calibrados para activarse cuando hay una variación de temperatura significativa, generalmente se calibran entre 55 ºC y 900 ºC. Piensa que un pequeño fuego en una habitación puede hacer aumentar la temperatura rápidamente hasta 60 ºC. En una cocina profesional (en la que en ciertas condiciones es obligatorio colocar estos sistemas de extinción) los rociadores no funcionan en respuesta al humo o al vapor de cocción.

Los rociadores contra incendios, especialmente los de las viviendas, funcionan de manera independiente. En el caso de un incendio, normalmente solo se activará el rociador más cercano al fuego, rociando agua directamente sobre el fuego, dejando el resto de la casa seca y segura. En aproximadamente nueve de cada diez incendios domésticos sólo ha tenido que funcionar un único rociador.

En un incendio, los rociadores controlan rápidamente las llamas, el calor y el humo.Cualquier daño causado por el agua del rociador será mucho menos grave que el daño causado por el agua de las líneas de las mangueras contra incendios. Los rociadores usan, aproximadamente, el 90 por ciento menos de agua en un incendio que el utilizado por la manguera de los bomberos.

En la siguiente figura puedes ver un instalación contraincendios compuesta por varios elementos, entre ellos un sistema de rociadores:

Un sistema de rociadores consiste en una o varias redes de conductos con un puesto de control y una red de tuberías sobre la que se instalan cabezas de rociador.  Los rociadores están tarados a unas temperaturas predeterminadas. Cuando se alcanza esa temperatura descargan el agua sobre el fuego. El paso de agua por una válvula de alarma hace saltar la alarma de incendios.  El sistema de rociadores es muy útil para la lucha contra el fuego pero no debe obviar el uso de otros equipos complementarios.

2.1.- Rociadores automáticos.

Los rociadores automáticos, más conocidos como sprinklers, son dispositivos diseñados para descargar agua sobre el punto incendiado, en cantidad suficiente para extinguirlo totalmente o impedir su propagación. Constan de un sensor y un aspersor de agua acoplados al mismo aparato, fijado sobre el techo. Unas varillas soldadas actúan como fusible térmico. Al subir la temperatura liberan el agua, que cae sobre el difusor. El agua llega a los rociadores por un sistema de tuberías generalmente aéreas, suspendidas en el techo. Hay de varios tipos, como vemos en la imagen

El rociador está conectado a una tubería de agua y una ampolla cierra el paso. Esta ampolla como puedes ver en la tabla siguiente tiene una temperatura de fusión. Cuando ésta se alcanza la ampolla se rompe liberando el agua, que choca contra un difusor para extender su radio de acción. El criterio para el uso de la ampolla es seleccionar una que rompa entre 20 ºC y 30 ºC por encima de la temperatura ambiente máxima. Normalmente la ampolla utilizada será roja, con una temperatura de rotura de 68 ºC. Existen sistemas que ofrecen una seguridad adicional para evitar las falsas alarmas. Estos sistemas solo dejaría circular el agua si además del estallido de la ampolla del rociador, se activa un detector de humos. Este sistema se conoce como sistema de preacción.

El rociador tiene una doble función. Por una parte, actúa como detector de incendios ya que se activa en presencia del calor y por otra parte también actúa como extintor. Es importante saber que sólo se activarán los rociadores que se vean afectados por el fuego. Si este es localizado, únicamente se activará el que esté situado encima del foco del incendio. El resto, salvo que el fuego se extienda, no se activarán. Esto va en contra de una serie de creencias sobre los rociadores, como hemos visto en los mitos descritos en el caso práctico anterior. Por ejemplo es falso que todos los rociadores de la instalación se abren cuando hay un incendio; solo el rociador más cercano al fuego, que se calienta por ello, se activa en primera instancia. Tampoco es cierto que se produzcan inundaciones que ocasionan más daños por el agua que por el fuego, ya que solo actúa sobre el foco inicial del incendio, afectando a elementos que ya han sido dañados por el fuego y el humo.

La vida útil de los rociadores automáticos depende, en gran medida, de las condiciones ambientales a las que se encuentran sometidos. Sin embargo, su mantenimiento es prácticamente nulo y una instalación se mantiene operativa durante unos 50 años.

Debes conocer

El siguiente vídeo trata sobre el funcionamiento de un rociador:

Funcionamiento de un rociador





Cuando se vaya a proteger un edificio con rociadores, se deben proteger todas las zonas de un edificio o de edificios en comunicación, excepto lavabos y conductos verticales cerrados (por ejemplo ascensores o conductos de servicio).

La instalación que llega a los cabezales de los rociadores puede ser de cuatro tipos:

  • Instalación de tubería seca: la tubería se presuriza con aire o gas inerte. En este tipo de sistemas, se deberá instalar un suministro permanente de aire o gas inerte para mantener la presión en las tuberías. A diferencia del sistema anterior, este tipo de sistemas se emplean en instalaciones donde hay riesgo de formación de hielo o las temperaturas superen los 95ºC. Los rociadores instalados en sistemas de tubería seca deberán instalarse en posición montante, excepto si se usan rociadores secos colgantes o rociadores de pared.
  • Instalación de preacción o acción previa: la válvula de alarma puede ser abierta por un sistema independiente de detección de incendios en la zona protegida (por ejemplo un detector de humo)
  • Instalación de tubería húmeda: la tubería está permanentemente presurizada con agua. Este sería el caso del vídeo anterior. Estos sistemas no deberán ser instalados donde exista la posibilidad de formación de hielo ni donde la temperatura ambiente pueda superar los 95ºC. Se recomienda que las instalación de rociadores sea en posición montante.
  • Instalación sistema de diluvio: está compuesto por un conjunto de rociadores abiertos que están conectados a un sistema de tuberías conectadas a la red de agua, a través de una válvula que se abre por la operación de un sistema de detección instalado en las mismas áreas que los rociadores. Cuando esta valvula se abre, el agua fluye dentro del sistema de tuberías y se descarga desde todos los rociadores conectados al mismo tiempo.
Tipos de instalaciones con rociadores



Autoevaluación

Pregunta 1

1.- Una instalación seca de rociadores utiliza espuma seca como agente neutralizante del incendio

Pregunta 2

2.- La temperatura máxima en la parte superior de un local, en verano, puede llegar a 40 ºC. El rociador elegido será el de código rojo

2.2.- Densidad de carga de fuego.

Para evaluar el riesgo de un almacenamiento o de una actividad tienes que calcular primero la densidad de carga de fuego, que viene dada por las fórmulas:

En donde:

QS = densidad de carga de fuego, ponderada y corregida, del sector o área de incendio, en MJ/m2.

Gi = masa, en kg, de cada uno de los combustibles (i) que existen en el sector o área de incendio.

qi = poder calorífico, en MJ/kg, de cada uno de los combustibles (i) que existen en el sector de incendio.

Ci = coeficiente adimensional que pondera el grado de peligrosidad (por la combustibilidad) de cada uno de los combustibles (i) que existen en el sector de incendio.

Ra = es el Riesgo de activación y es un coeficiente adimensional que corrige el grado de peligrosidad (por la activación) inherente a la actividad industrial que se desarrolla en el sector de incendio, producción, montaje, transformación, reparación, almacenamiento, etc.

A = superficie construida del sector de incendio o superficie ocupada del área de incendio, en m2.

Los valores para los coeficientes  Ci y Ra se pueden obtener en el Reglamento de Seguridad contra Incendios en los Establecimientos Industriales y, de forma resumida son:

Valores de Ci

  • Nivel bajo de peligrosidad de los combustibles: 1,00. Líquidos de clase D, (segun la ITC MIE-APQ1 del Reglamento de almacenamiento de productos químicos) y sólidos que comienzan su ignición a una temperatura superior a 200 ºC
  • Nivel medio de peligrosidad: 1,30. Líquidos clasificados como subclase B2 y C, sólidos que comienzan su ignición a una temperatura comprendida entre 100 ºC y 200 ºC, etc.
  • Nivel alto de peligrosidad: 1,60. Líquidos clasificados como clases A y B1, sólidos capaces de iniciar su combustión a una temperatura inferior a 100 ºC, etc.

Valores de Ra

  • Nivel bajo de activación: 1,00
  • Nivel medio de activación: 1,50 (muebles)
  • Nivel alto de activación: 2,00 (barnices)
  • Nivel muy alto de activación: 3,00 (pirotecnia)

.

Real Decreto 656/2017, de 23 de junio, por el que se aprueba el Reglamento de Almacenamiento de Productos Químicos y sus Instrucciones Técnicas Complementarias MIE APQ 0 a 10.

Debes conocer

Dado que el cálculo es un poco complicado, te recomiendo que utilices una herramienta gratuita que puedes encontrar en la web: Calculadora de densidad de fuego.

Ejercicio resuelto

Tenemos una zona de almacenaje de alimentos perecederos y se estima que se tienen los siguientes combustibles (los alimentos no se consideran combustibles: manzanas, naranjas, etc):

  • 300 kg de cajas de cartón
  • 500 kg de cajas de madera
  • 1 kg de etiquetas de papel

El recinto es de 300 m2. Calcula la densidad de carga de fuego.

Una vez que tengas calculado la densidad de carga de fuego ponderada, en la siguiente tabla puedes establecer el nivel de riesgo de la actividad o almacenamiento que estés calculando.

Nivel de riesgo
Nivel de riesgo Densidad de carga de fuego ponderada y corregida (MJ/m2)
Bajo 1 Qs ≤ 425
2 425 < Qs ≤ 850
Medio 3 850 < Qs ≤ 1 275
4 1 275 < Qs ≤ 1 700
5 1 700 < Qs ≤ 3 400
Alto 6 3 400 < Qs ≤ 6 800
7 6 800 < Qs ≤ 13 600
8 13 600 < Qs

2.3.- Clases de riesgos.

La norma UNE-EN 12845 clasifica los edificios y zonas a proteger por el sistema automático de rociadores en tres categorías principales:

  • Riesgo Ligero
  • Riesgo Ordinario
  • Riesgo Extra.

El Riesgo Ligero - RL incluye usos con baja carga de fuego y combustibilidad baja y que no tengan una superficie superior a 126 m2 con resistencia al fuego de al menos 30 min.

El Riesgo Ordinario - RO incluye usos donde se procesan o fabrican materiales combustibles con carga de combustibilidad medios. Se subdivide en cuatro grupos:

  • RO1, Riesgo Ordinario Grupo 1.
  • RO2, Riesgo Ordinario Grupo 2.
  • RO3, Riesgo Ordinario Grupo 3.
  • RO4, Riesgo Ordinario Grupo 4.

Algunos ejemplos de instalaciones asociadas a estos riesgos son:

Ejemplos de instalaciones de riesgo ordinario
RO1 RO2 RO3 RO4

Fábricas de cemento.

Hospitales.

Hoteles.

Librerías.

Restaurantes.

Escuelas.

Oficinas.

Laboratorios. Fotográficos.

Talleres de automóviles.

Aparcamientos.

Panaderías.

Museos.

Cerveceras.

Fábricas de vidrio o cristal.

Fábricas de electrónica.

Fábrica de piensos y cereales.

Fábricas de cartón y papel.

Grandes almacenes.

Centros comerciales.

Fábricas de muebles.

Destilerías de alcohol.

Cines y teatros.

Salas de concierto.

Centros feriales.

El Riesgo Extra RE puede ser debido a los materiales o a las condiciones de almacenaje:

  • Riesgo Extra Proceso - REP. Incluye usos donde los materiales tienen una elevada carga de fuego y combustibilidad y pueden favorecer la intensidad o rápida propagación del fuego. Se divide en cuatro subapartados.
  • Riesgo Extra Almacenamiento - REA. Incluye el almacenamiento de productos donde la altura supera unos ciertos valores, también está dividido en cuatro categorías.

En la imagen puedes ver una nave con un riesgo extra de almacenamiento.

Riesgo extra de almacenamiento
Riesgo extra de almacenamiento

2.4.- Almacenamiento.

El riesgo de fuego en productos almacenados es función tanto de la combustibilidad de los materiales almacenados, incluyendo el embalaje, como de la configuración de almacenamiento. Como puedes ver en las siguientes imágenes, la norma UNE-EN 12845 contempla seis tipos de almacenamiento:

AENOR. UNE-EN 12845. Tipos de almacenamiento (Copyright (Permiso del autor))

Para Riesgo Ordinario (RO), las alturas máximas para almacenamiento para cada uno de los casos son las que se recogen en la tabla. En caso de superarse esas alturas el riesgo sería extra de almacenamiento.

Alturas máximas de almacenamiento para Riesgo Ordinario
Categoría riesgo almacenamiento

Altura máxima almacenamiento  ST1

(m)

Altura máxima almacenamiento ST2 a ST6

(m)

Categoría I 4,0 3,5
Categoría II 3,0 2,6
Categoría III 2,1 1,7
Categoría IV 1,2 1,2

La clasificación de los materiales almacenados dentro de las cuatro categorías se recoge en el anexo C de la norma UNE aludida. A modo de ejemplo puedes ver algunos materiales clasificados.

Ejemplos de materiales
Categoría Materiales
Categoría I

Cristalería.

Comestibles enlatados.

Electrodomésticos.

Vajilla.

Zapatos.

Categoría II

Libros.

Material de oficina.

Mobiliario de madera.

Fertilizante sólido.

Cable o alambre eléctrico.

Categoría III

Cestería y mimbre.

Cajas de cartón pesadas.

Linóleo.

Ropa de fibra sintética.

Categoría IV

Cartón laminado en rollos verticales.

Cera (parafina).

Neumáticos almacenados horizontalmente.

Ejercicio Resuelto

1.- Deseamos almacenar en un local, ropa usada clasificada en cajas, tipo ST1, para distribuir posteriormente. Si no queremos aumentar el nivel de riesgo ¿cuál será la altura máxima y la clase de riesgo?

2.5.- Densidad de diseño.

La norma UNE-EN 12845 define la densidad de diseño como la densidad mínima de descarga, en l/min·m2 (equivale a mm/min) de agua, para la que se diseña una instalación de rociadores. En realidad esa unidad sale de dividir el caudal en litros por minuto por la superficie en metros cuadrados, que aunque no está simplificado, es mucho más intuitivo. El área de operación es el área sobre la que se supone, para efectos de diseño, que se abrirán los rociadores en caso de incendio. Los requisitos mínimos de densidad de diseño y área de operación para RL, RO y REP son:

Densidad de diseño de rociadores para riesgos RL-RO y REP
Riesgo

Densidad de diseño

mm/min

Área de operación

(m2)

húmeda o acción previa

seca

RL 2,25 84 No se permite.
RO1 5 72 90
RO2 5 144 180
RO3 5 216 270
RO4 5 360 No se permite.
REP1 7,5 260 325
REP2 10,0 260 325
REP3 12,5 260 325
REP4 Diluvio (no se contempla en la norma).

La siguiente tabla especifica la densidad de diseño y el área de operación para los distintos tipos de almacenamiento para instalaciones con riesgo de acumulación, que superan las alturas máximas de la tabla 2.4.

Densidad de diseño para riesgo REA
Tipo almacenamiento

Altura máxima permitida de almacenamiento

(m)

Densidad de diseño

(mm/min)

Área de operación

(m2)

Cat. I Cat. II Cat. III Cat. IV
ST1

5,3

6,5

7,6

4,1

5,0

5,9

6,7

7,5

2,9

3,5

4,1

4,7

5,2

1,6

2,0

2,3

2,7

3,0

7,5

10,0

12,5

15,0

17,5

260

   

5,7

6,3

6,7

7,2

3,3

3,6

3,8

4,1

4,4

20,0

22,5

25,0

27,5

30,0

300
ST2 y ST4

4,7

5,7

6,8

3,4

4,2

5,0

5,6

6,0

2,2

2,6

3,2

3,7

4,1

1,6

2,0

2,3

2,7

3,0

7,5

10,0

12,5

15,0

17,5

260
   

4,4

5,3

6,0

3,3

3,8

4,4

20,0

25,0

30,0

300
ST3, ST5, ST6

4,7

5,7

3,4

4,2

5,0

2,2

2,6

3,2

1,6

2,0

2,3

2,7

3,0

7,5

10,0

12,5

15,0

17,5

260

Autoevaluación

Pregunta

En la imagen puedes ver una estantería del tipo ST5. Si se utiliza para almacenar material de oficina, ¿cuál será la altura máxima permitida para una densidad de diseño de 10 mm/min?

Imagen de  una estantería para material escolar.

Respuestas

4,2 m.

5,7 m.

2,6 m.

Retroalimentación

2.6.- Distribución y caudal de rociadores.

En este apartado vas a obtener los datos para una distribución en planta de los rociadores. También vas a disponer de los datos para el cálculo del caudal de agua que va a llegar a los rociadores.

Una condición previa de funcionamiento a la hora de diseñar un almacenamiento es la de dejar un espacio mínimo para una buena expansión del agua. Se debe mantener siempre un espacio libre debajo de los rociadores de techo no inferior a 0,5 m para RL (riesgo ligero) y RO (riesgo ordinario) y de 1 m para REP (riesgo extra proceso) y REA (riesgo extra almacenamiento).

La superficie máxima de cobertura por rociador debe ser conforme se especifica en la siguiente tabla:

Distancias entre rociadores
Riesgo Superficie máxima por rociador (m2)

Distancias máximas (ver figura)

(m)

Normal Tresbolillo
S y D S D
RL 21 4,6 4,6 4,6
RO 12 4 4,6 4
REP y REA 9 3,7 3,7 3,7

Como puedes ver en la figura, la disposición de los rociadores puede hacerse en líneas o al tresbolillo. En ambos casos se deben respetar las distancias que se marcan en la tabla. La distancia mínima es de 2 m. En el dibujo tienes además las distancias que debes respetar con las paredes del recinto.

AENOR. Distribución de rociadores. UNE-EN 12845. (Copyright (permiso del autor))

La presión manométrica (relativa) mínima en cualquiera de los rociadores es función del tipo de riesgo. Los valores que marca la norma UNE- EN 12845 son:

  • 0,70 bar en RL.
  • 0,35 bar en RO.
  • 0,50 bar en REP y REA.

Por último de cara al diseño de la red hidráulica tendremos que conocer el caudal que tiene que llegar a cada rociador. Para ello utilizamos la siguiente fórmula:


Donde:

Q es el caudal, en litros por minuto.
K es una constante de cada rociador, en litros·min/bar1/2
P es la presión, en bar.

El valor de K se recoge en la siguiente tabla. Su interpretación sería el número de litros de agua por minuto que expulsa el rociador cuando pierde una presión de 1 bar:

Valor K
Riesgo Densidad de diseño Factor K
RL 2,25 57
RO 5,0 80
REP y REA <10 80 ó 115
>10 115

En el proceso de cálculo de rociadores automáticos, por aplicación de la norma UNE-EN 12845, se siguen los siguientes pasos:

  1. Determinar la Clase de riesgo del local a proteger (no te confundas con el nivel de riesgo intrínseco del Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales)
  2. Establecer la densidad de diseño.
  3. Distribución de rociadores y área de cobertura máxima.
  4. Selección del tipo de rociador, su temperatura y su caudal
  5. Determinar el número de rociadores, los caudales y presiones
  6. Cálculo de tuberías teniendo en cuenta las presiones mínimas más desfavorables

Los programas profesionales de cálculo  de rociadores automáticos son cada vez más completos. Muchas veces están integrados en un programa de cálculo de ingeniería más amplio. Pueden proporcionar una gran cantidad de información técnica y gráfica sobre longitudes o tamaños de tuberías,  especificaciones de las válvulas y accesorios utilizados, pérdidas de carga y caudales, etc. Los programas pueden trabajar en aplicaciones bidimensionales o tridimensionales, o recalcular y simular los sistemas rápidamente según los cambios realizados en el diseño del sistema. No obstante, los datos básicos y las decisiones más importantes las debe adoptar el usuario

Estos programas, como otros utilizados a lo largo de este módulo, requieren conocimientos técnicos y normativos que ya dispones. Debe insistirse en disponer de información normativa actualizada, ya que este ámbito está fuertemente regulado.

AutoSprink. Diseño de rociadores en 3D (Copyright (permiso del autor))



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Ejercicio para Resolver

Tenemos una nave de 25 m de largo por 10 m de ancho y 4,5 m de altura, que utilizamos para almacenar materiales de una industria de alimentación. La carga prevista del almacén es 2 400 kg de palés de madera, 1 400 kg de papel, 2 000 kg de cartón, 600 kg de aceite de oliva (en latas de 5 litros) y 950 kg de azúcar. Deseamos almacenar los productos alimentarios en alturas de hasta 3 m.

  1. Calcula la densidad de carga de fuego y establece el nivel de riesgo de la actividad.
  2. Acude a la norma UNE 12845 y establece la categoría de almacenamiento de esos materiales.
  3. Determina los valores de la densidad de diseño para diferentes alturas de almacenamiento suponiendo que se utilizan estanterías paletizadas.
  4. Calcula el número de rociadores necesarios y haz una distribución en planta de los mismos.
  5. Calcula el caudal en litros/minuto que deberá llegar a cada rociador y el caudal total de la instalación en m3/h.