Sistemas de extinción mediante agentes gaseosos

9.8. Sistemas de extinción mediante agentes gaseosos.

Siguiendo con los sistemas de extinción, en el mercado se comercializan equipos de extinción automáticos de extinción compuestos por agentes gaseosos, estos gases pueden ser sintéticos (se fabrican a través de procesos) o inertes, (se encuentran de forma natural en la tierra), tanto unos como otros son válidos para realizar extinciones, si bien más indicados en su mayoría para proteger riesgos o recintos cerrados.

El funcionamiento de estos agentes gaseosos se basa nuevamente en la aplicación del triángulo de fuego y la rotura de la reacción en cadena, por lo que realizan la extinción por supresión o desplazamiento de oxígeno (comburente) y enfriamiento (rotura de la reacción en cadena), de esta se presentan dos tipos o sistemas de extinción:

Aplicación local: Cuando el agente gaseoso se aplica sobre una zona concreta del riesgo a proteger, normalmente la zona con mayor carga de fuego o riesgo de ignición. Como ejemplos se encuentran la protección en campanas de cocina, cuadros eléctricos, zonas concretas con riesgos de tipo eléctrico o almacenamientos de líquidos inflamables. Normalmente el agente extintor gaseoso utilizado en aplicaciones locales es el CO2.

Inundación total: Cuando se realiza una protección integral de un espacio cerrado, el sistema de extinción se denomina por inundación total, a través de un cálculo hidráulico en el que se tiene en cuenta el volumen total del riesgo a proteger, los equipos existentes y la concentración de extinción requerida para cada tipo de agente gaseoso, se determina una cantidad de kilos de agente extintor, de esta forma en el momento del disparo del sistema se inunda el riesgo de agente extintor en fase gas, desplazando gran cantidad del oxígeno presente en la sala, esto provoca la extinción de cualquier incendio en su interior en un tiempo muy reducido. 

Los tiempos de extinción viene determinados por la normativa o las UNE de referencia para este tipo de sistemas, pudiendo realizar cálculos para extinciones en 10 segundos, de esta forma la extinción es casi inmediata después de la detección.

La detección asociada a este tipo de sistemas, no dista de la detección convencional de otros sistemas, con la salvedad de la detección en extinciones por aplicación local, donde se pueden utilizar sondas térmicas o equipos independientes para la detección. En todo caso estos equipos han de disponer de red autónoma de detección, central de incendios, pulsadores de paro y disparo y  de señalización óptico-acústica de extinción disparada. 

El tipo de almacenamiento se realiza en formato de cilindro de media o alta presión, pudiendo presentarse como cilindros autónomos o baterías de cilindros, en dependencia de la cantidad necesaria de agente extintor, donde el sistema de disparo de forma obligatoria ha de disponer de sistema automático, mediante válvulas solenoides de apertura por percutor y sistemas de disparo forzado sobre las mismas válvulas máster de los equipos.

Es por ello que es obligatorio instalar estos sistemas fuera del riesgo a proteger, ya que en un eventual fallo eléctrico y/o de baterías de la central contra incendios, se deberá activar de forma manual sobre los equipos.

Estos sistemas se desaconsejan en riesgos que presentan ocupación o trasiego de personas, debido a que una descarga de la extinción, desplazaría el oxígeno necesario para sobrevivir, por lo que se permite decalar o retardar el disparo unos segundos, en función del tiempo de escapatoria del personal.

9.8.1. Agentes extintores gaseosos sintéticos.

Gases sintéticos: Compuestos básicamente por HFC´s.

FE-13

HFC-227

HFC-125

FE-36

9.8.1.1. Agente extintor FE-13.

FE-13 es un agente extintor limpio de alta presión certificado por la UL (Underwriters Laboratories). No es conductor de la electricidad. Es adecuado para la protección de salas de ordenadores, archivos y equipos eléctricos, y es especialmente útil para áreas que requieren almacenamiento a temperaturas bajas y su eficacia ha sido comprobada en locales con techos de hasta 7.5 metros de altura.

Como todos los agentes fluorados que sustituyen al halón 1301, el FE-13 extingue los incendios principalmente por absorción de calor. El FE-13 no deja residuos tras su aplicación, ya sea por una descarga fortuita por falsa alarma o por la existencia de un fuego. FE-13 es totalmente seguro para aplicaciones en áreas ocupadas. 

La mayoría de sistemas de FE-13 se diseñan con una concentración del 15,9%, siendo el NOAEL* de este agente extintor del 50%. En la actualidad no existe ningún agente extintor con este margen de seguridad tan amplio.

Debido a su alta presión de vapor a temperatura ambiente (41 bar @ 20°C), el FE-13 no requiere presurización con nitrógeno. El agente está almacenado en cilindros de alta presión de acero estirado sin soldaduras.

*NOAEL - No observed adverse effect level.

*LOAEL – Lowest observed adverse effect level.

9.8.1.2. Agente extintor HFC-227 o FM-200.

El agente extintor HFC-227ea es un gas limpio ampliamente aceptado como sustituto del halón. El HFC-227ea, o heptafluoropropano (CF3CHFCF3), es apto para la protección de la mayoría de los riesgos donde anteriormente se tenía que aplicar el halón 1301. 

Gracias a que el HFC-227ea no es conductor de la electricidad (a la vez que inodoro e incoloro), es efectivo en la protección de riesgos eléctricos como salas de ordenadores. Además, es apto tanto para fuegos de clase A (fuegos que comprenden materiales sólidos) como para fuegos de clase B (líquidos inflamables). El HFC-227ea actúa principalmente por medios físicos, debilitando y extinguiendo el fuego por absorción de calor.

Una vez el agente extintor se ha descargado, el HFC-227 ea extingue rápidamente el fuego minimizando los daños a la propiedad y a los equipos de alto valor, asegurando así mismo la total seguridad a las personas. Amplio campo de aplicación

Los sistemas de extinción mediante HFC-227ea están diseñados para descargas de 10 segundos de duración. El agente se presuriza con Nitrógeno seco a 42 bar y se almacena en cilindros de acero equipados con válvulas certificadas.

Dónde utilizarlo

Usos típicos:

• Equipos eléctricos y electrónicos

• Archivos

• Almacenes

• Museos

• Salas de máquinas

• Líquidos inflamables

• Áreas ocupadas

9.8.1.3. Agente extintor HFC-125.

El HFC-125 posee una concentración extintora de alrededor de un 10%. Gracias a sus características físicas puede utilizarse también en riesgos con temperaturas muy bajas. Siendo su punto de ebullición -48°C, el HFC125 se distribuye rápidamente también en ambientes fríos y con presencia de obstáculos.

El producto puede emplearse en áreas normalmente ocupadas. El tiempo máximo de exposición permitido es de 5 minutos a la concentración de 11,5%. El NOAEL es del 7,5%.

9.8.2. Agentes extintores gaseosos inertes.

Gases Inertes: Formados por gases presentes en la tierra o mezclas de ellos en proporciones variables. Constituyen una alternativa importante y son productos que no afectan el medio. 

Están formados por gases o mezclas de gases que no intervienen en la reacción de combustión y que se descargan en un tiempo mayor que los halones, desplazando el O2 si bien a niveles respirables, no suficientes para sostener la combustión. La EPA y la NFPA han puesto como límite que en áreas ocupadas la concentración de diseño debe asegurar que la concentración de oxígeno sea al menos de un 10%. El NOAEL de los gases inertes es  del 43%.

Además son no conductores de la electricidad. Su efecto invernadero es nulo y su poder destructor de ozono es cero.

INERGEN

ARGON

ARGONITE

CO2

9.8.2.1. Agente extintor Argón.

Gas inerte que se encuentra de forma natural en la atmósfera. Es químicamente neutro, no conductor, no causa daño a los  productos más delicados, incoloro, inodoro e insípido. El argón no es corrosivo y puede ser utilizado a temperaturas normales con materiales tales como níquel, acero, acero inoxidable, cobre, latón, bronce y plásticos elastómeros.

Los sistemas de extinción con argón se basan en el principio de reducción de oxígeno en el incendio: el oxígeno es desplazado por el argón hasta un punto tal en que el incendio no puede continuar por falta de comburente.

Cada sistema se diseña para reducir el oxígeno hasta un nivel específico, para lo cual la concentración de diseño debe ser alrededor del 40%. La mayoría de los incendios necesitan una concentración de oxígeno de 14-16% para mantener la combustión. El argón reduce esta concentración hasta el 12% lo cual es suficiente para extinguir la mayoría de los incendios, no obstante algunos requieren concentraciones más altas.

Aunque el método de extinción de los sistemas argón sea el mismo que el de los sistemas de CO2, el argón es seguro para su uso en áreas ocupadas. Durante la descarga se mantiene una buena visibilidad y la mayoría de los incendios con este agente se extinguen en menos de 45 segundos.

Este agente es aplicable para proteger salas de ordenadores, archivos de cintas informáticas, equipos de centrales telefónicas, instalaciones eléctricas, electrónicas y para la protección de archivos, museos, bibliotecas y cualquier otro riesgo que contenga bienes únicos o de alto valor.

Está especialmente indicado para grandes volúmenes.

9.8.2.2. Agente extintor Inergén.

Es una mezcla equitativa de nitrógeno y argón. No deja residuo, es no conductor, no corrosivo, no tóxico y no produce productos de combustión secundarios.

Cuando se inicia un fuego se inyecta rápidamente reduciendo la concentración de oxígeno del 21 % normal a un nivel entre 11% y 13%, para lo que se emplea una concentración extintora del 36%.

Algunas aplicaciones son: salas de control y de informática, archivos, armarios eléctricos y alrededor de equipos de telecomunicaciones.

9.8.2.3. Agente extintor Nitrógeno.

El proceso principal de extinción, es por sofocación ya que desplaza el oxígeno y rebaja su concentración. El mecanismo secundario es por inhibición y enfriamiento del incendio.

Es utilizado en riesgos con componentes líquidos, de tipo B. Aunque no es de uso mayoritario en extinciones mediante agentes gaseosos, se puede utilizar en combinación de agua, para realizar extinción mediante nebulización de la misma, a través de la presión aportada por el Nitrógeno, se pulveriza el agua para su uso como agente extintor.

9.8.2.4. Agente extintor CO2.

A presión atmosférica el dióxido de carbono (CO2)  es incoloro, inodoro, no conduce la electricidad  y se caracteriza por su penetración rápida y  eficaz en el área a proteger.

Su densidad es  aproximadamente un 50% más alta que la del aire.  El CO2 se almacena en estado líquido en cilindros  de alta presión. 

El CO2 se ha estado aplicando con  mucha eficacia durante años no solamente en el área de protección contra incendios sino también  en otros usos comerciales. Aunque el uso del CO2  como agente extintor se redujo con la aparición de  los halones, todavía se está aplicando en muchas  protecciones, especialmente después de la firma  del Protocolo de Montreal (donde se fijaron las bases para el fin de la utilización de los halones  de extinción).

El CO2 extingue el fuego por medios físicos según  dos mecanismos principales. El primero es por  reducción de la concentración de oxigeno dentro  del local desde el 21% hasta por debajo del 15%,  nivel en el que la mayoría de fuegos no pueden  mantener la combustión. El segundo mecanismo es por enfriamiento y absorción de calor. 

Cuando se trata de proteger riesgos ocupados,  debe considerarse el hecho de que la inhalación  de CO2, aun en bajas concentraciones, puede  provocar asfixia. 

Con las precauciones necesarias  para la seguridad, el CO2 ha sido aplicado con  eficacia durante más de 50 años para proteger áreas tales como transformadores, archivos,  riesgos eléctricos, archivos de cintas y salas de  ordenadores.

Control de carga por célula:

Los sistemas de extinción mediante CO2, pueden incluir sistemas de control de carga del agente extintor, este control asegura el paso total estipulado para los cilindros y la carga de agente extintor, en caso de pérdida de peso por fugas del sistema. En caso de pérdida de peso, el sistema de básculas da aviso a través de la central contra incendios que activa una alarma de peso bajo en el cilindro afectado.

El control de carga por célula posee unos módulos específicos los cuales se hacen cargo de la variación de carga que pueda tener el cilindro. 

Posee un software el cual le permite tener información de cada uno de los cilindros del sistema centralizado y ajustar el nivel de peso al cual dar la señal de alarma, Así si el peso del cilindro disminuye por debajo del nivel ajustado el sistema envía una señal luminosa y acústica, el cual identifica el cilindro. 

Con este sistema es posible comprobar visualmente el peso de cada cilindro.

En algunos países las normativas prohíben la automatización de los sistemas de CO2 en áreas ocupadas, en otros se encuentra permitido, siempre que el área a inundar pueda ser desalojada mientras suenan sirenas de evacuación.

9.8.2.5. Sistemas Firetrace.

El funcionamiento del sistema de extinción FIRETRACE se basa en la detección del incendio por medio de su tubo de polímero, que se va a romper al quedar expuesto a una llama. Este tubo especial tiene gran hermeticidad, es flexible y duradero, y posee una sensibilidad de alta precisión a la temperatura, por lo cual reacciona rápidamente ante el calor intenso.

El tubo detector está conectado a la válvula de un depósito liviano que contiene el agente de extinción más eficaz para el riesgo involucrado.

El sistema FIRETRACE se instala fácilmente, casi siempre cerca del punto de mayor riesgo de inicio de incendio. Es un sistema de extinción auto-activado que extingue en sólo segundos el inicio de un incendio.

Esta es una solución económica y de reducido mantenimiento para la protección contra incendios en espacios reducidos como armarios eléctricos, racks de comunicación y riesgos de especial interés para la protección contra incendios.

Este sistema es totalmente autónomo, sin necesidad de alimentación interna o externa, cubre las necesidades de detección y extinción en espacios no vigilados permanentemente.

Además, es posible incorporar un presostato en la válvula del cilindro, con lo que se puede tener lectura en remoto del estado del sistema.