Protecció contra incendis amb ruixadors automàtics avançats per l'emmagatzematge

1.- Introducció

Les matèries primeres i els productes acabats tenen la necessitat de ser emmagatzemats degudament per mantenir les seves propietats i que permetin el seu consum.

L’acumulació de grans quantitats de producte obliga a disposar habitualment de construccions, magatzems, on es realitza l’estucatge amb una disposició que permeti l’ocupació òptima dels espais.

A mesura que el consum augmenta degut a l’increment. de la població i del nivell de vida, la disponibilitat dels productes obliga a crear magatzems reguladors cada vegada més grans, tant en superfície com en alçada.

Aquesta acumulació de materials origina molts tipus de risc però un dels més importants es el risc d’incendi. El motiu fonamental d’aquest risc ve de la consideració que encara que el producte en si, productes vegetals per exemple, no tinguin risc d’incendi sí el tenen les bosses de plàstic i les caixes de fusta o plàstic en les que estan envasats.

Per tant, hi ha productes que en si mateixos tenen un gran risc, per exemple totes les matèries primeres del món del petroli, (gas natural, cru de petroli i els seus derivats, etc.) però d’altres sense risc aparent, molts productes d’alimentació, tenen una consideració de risc degut a dos fets fonamentals : embalatge i disposició en l’emmagatzematge.

Per a completar el concepte de risc d’incendi en un emmagatzematge hem de considerar :

  •                     Risc del material propi
  •                     Tipus d’embalatge (cartró, fusta, plàstic, qualsevol altre )
  •                     Alçada i disposició de l’emmagatzematge

Per a poder valorar quantitativament aquest risc d’incendi ens referirem a l’avaluació de la CÀRREGA TÈRMICA per metre quadrat de la superfície ocupada. Com es natural a mesura que augmentem l’alçada de l’emmagatzematge quedarà incrementada la Càrrega Tèrmica i directament el risc d’incendi. Per a obtenir la valoració de la Càrrega Tèrmica tenim a la nostra disposició Reglaments Nacionals i Internacionals que permeten calcular els valors en Quilocalories per metre quadrat. Cada tipus de producte i el seu embalatge poden ser consultats en Taules que relacionen el pes amb la producció de Quilocalories en cas d’incendi i per tant establir la Càrrega Tèrmica.

Però hi ha un altre element importantíssim per considerar de forma adient el risc d’incendi : la disposició de l’emmagatzematge.

No és el mateix tenir caixes de cartró, de fusta, etc.... emmagatzemades una sobre l’altra que disposar les caixes en palets sobre estanteries ja que en aquest cas l’incendi s’incrementarà per la circulació d’aire. Igual Càrrega Tèrmica però diferent comportament en cas de sinistre. Està clar que l’alçada de l’emmagatzematge contribuirà a l’augment de la càrrega tèrmica i al desenvolupament de l’incendi ja que els corrents d’aire facilitaran la velocitat de propagació en vertical.

2.- Reglamentació

No cal dir que l’Administració Central i les Autonòmiques disposen de Reglaments que regulen les mesures contra incendis per a qualsevol tipus d’emmagatzematge tenint en compte el material, l’embalatge, l’alçada, la disposició i d’altres elements que puguin contribuir a l’agreujament del risc.

El més important és el Reglament d’Instal·lacions de Protecció Contra Incendis (R.I.P.C.I.)  que justament acaba d’estrenar edició el 12 de Desembre de 2017. Correspon al R.D. 513/2017 del Ministeri d’Indústria.

Des de l’any 2004 existeix el Reglament de Seguretat Contra Incendis en Establiments Industrials (R.S.C.I.E.I.), R.D. 2267, del Ministeri d’Indústria que tracta de forma detallada els emmagatzematges industrials amb les indicacions corresponents per a emmagatzematge a l’exterior i a l’interior en magatzems pròpiament.

L’any 2006 el Ministeri de Foment va aprovar el Codi Tècnic de l’Edificació (C.T.E.), R.D. 314/2006 el qual estableix les condicions de protecció contra incendis en tot tipus de construcció des de vivenda, oficines, hotels, locals de pública concurrència, aparcaments, centres comercials, etc incloent els emmagatzematges corresponents.

Les Administracions Autonòmiques estan obligades a l’acompliment de aquests Reglaments Nacionals però també poden decretar mesures  complementàries que s’han de tenir en compte a l’hora d’elaborar els Projectes corresponents.

Així  que la Reglamentació determina ON i QUINES  mesures contra incendis s’han de preveure en un determinat risc d’emmagatzematge però falta decidir COM s’implantaran. Per tant hi ha una necessitat de regular, millor normalitzar, uns sistemes que permetin establir que amb igualtat de risc les instal·lacions contra incendis tindran un tractament similar amb l’objectiu de combatre el risc amb garanties d’èxit.

Estem parlant de NORMES Contra Incendis que per a Europa, i per tant, per a Espanya estan editades per Organitzacions Europees, EN, i que son de obligat compliment per a tots els Estats de la Unió.

Cada país, desenvolupa les seves pròpies Normes contra incendis i adopta les d’origen europeu amb l’obligació d’aplicar-les. Per a Espanya i les seves Comunitats Autonòmiques un organisme depenent del Ministeri d’Indústria, AENOR, és l’encarregat d’editar les Normes Contra Incendis amb la denominació U.N.E. (Una Norma Espanyola) i quan ha d’incloure la norma europea corresponent la denominació és UNE EN.

Totes les Normes Espanyoles de caràcter local estan aprovades pels Organismes Europeus corresponents i la seva aplicació es d’un ús totalment exclusiu per a Espanya. El mateix passa amb d’altres països de la Unió.

Europa es una regió molt important dins del món i per tant exerceix les seves influències en d’altres països però també rep d’altres regions les corresponents informacions i normes.

Per descomptat  des d’USA, país pioner en la creació de Normes contra incendis, de Mútues i Companyies d’Assegurances, d’empreses de producció de materials contra incendis, les influencies sobre el mercat mundial de protecció contra incendis és totalment definitiu a l’establir no solament les Normes més avançades si no a més els productes, i amb l’assegurança dels riscos.

L’entitat més important és Factory Mutual, F.M., que treballa no solament en la definició de la tipologia de riscos si no que homologa els productes contra incendis de més qualitat i exerceix l’assegurança. Per descomptat té les seves pròpies Normes contra incendis, entre d’altres, que són no solament exigides als seus assegurats si no que moltes vegades son utilitzades pel mercat en general.

Com es pot preveure les Normes estan basades en conceptes tècnics físics i químics, estadístiques de sinistralitat d’incendis i proves reals realitzades. La companyia líder amb recerca i proves és també Factory Mutual. Molts dels avenços introduïts en el mercat de protecció contra incendis son deguts a l’aportació d’aquesta companyia.

Però a USA existeix una organització formada per tècnics especialistes en protecció contra incendis, bombers professionals, companyies d’assegurances, companyies de producció de materials contra incendis, etc de nom  NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION, N.F.P.A.,  que edita la més completa i extensa col·lecció de Normes contra incendis i que és revisada anualment pels comitès especialistes en cada secció. Com és natural juntament amb Factory Mutual son la referència mundial com a Normes Contra Incendis.

Per completar el panorama de Normes del mercat també es pot parlar de les que les companyies asseguradores, especialment a Europa, han establert.

Aquestes Normes s’engloben com a Normes del Comitè Europeu d’Asseguradores (C.E.A.) i a cada país tenen el seu representant, que a Espanya és l’organització C.E.P.R.E.V.E.N.

Resumint, tenim les següents normatives aplicables als emmagatzematges :

  • Obligatòria Europea : Normes EN, Espanya UNE EN
  • Opcional Europea : C.E.A., Espanya Normes CEPREVEN
  • Opcional mundial : N.F.P.A. i F.M.

Notes : A Espanya la norma aplicable per excel·lència d’acord amb el Reglament

           és la norma UNE EN. L’aplicació de la Norma CEPREVEN pot estar

  permesa ja que té la força de les Cies. Asseguradores i les diferències

  amb l’UNE EN son mínimes.

  La utilització de normes NFPA i/o F.M. es fa pràcticament indispensable

  ja que aquestes normes recullen els avenços de la investigació en la

  protecció contra incendis de forma permanent.

  Els Reglaments espanyols expressen clarament la utilització de NFPA i

  FM sempre i quan els objectius de la protecció contra incendis

  s’assumeixi de forma completa.

3.- PROTECCIÓ CONTRA INCENDIS D’EMMAGATZEMATGES

Les mesures de protecció emprades per a la protecció contra incendis dels emmagatzematges estan perfectament definides als Reglaments i són molt similars a tot arreu.

Degut a la seva pròpia constitució hi ha els sistemes de protecció de tipus manual i els considerats com a automàtics. Entre els primers s’hi troben els Extintors manuals de diverses categories i mides, les Boques d’incendi equipades per a utilització d’equips entrenats i els Hidrants per serveis professionals, Bombers.

Entre els sistemes automàtics podem optar per instal·lacions de Detecció també de diferents tecnologies i capacitats i amb sistemes pròpiament d’aigua   o amb additius. Sota la comú utilització a base d’aigua trobem instal·lacions de Ruixadors Automàtics, d’aigua polvoritzada i d’Escuma física si bé també son possibles de ruixadors automàtics i d’aigua polvoritzada amb escuma física.

En realitat els sistemes automàtics per excel·lència son els de Ruixadors Automàtics ja que és el considerat més efectiu i més segur de tots tant per les Cies. d’Assegurances com pels usuaris. Les estadístiques demostren que l’efectivitat de aquests sistemes correctament dissenyats i mantinguts és del 99%.

Un ruixador automàtic  es un dispositiu termo-sensible que reacciona a una temperatura determinada i produeix de manera automàtica l'alliberament d'un raig d'aigua. Per tant té un element sensor (ampolla o fusible) tarat a una temperatura determinada, un cos amb un forat calibrat de constant hidràulica K i un deflector per aconseguir la dispersió de l’aigua.

Les funcions dels ruixadors automàtics son bàsicament detectar tèrmicament els incendis, controlar o extingir els mateixos i transmetre l’alarma d’incendi. Serveixen per a la protecció de les estructures dels edificis i magatzems, del contingut (bens i mercaderies) i fonamentalment per a la protecció de les persones millorant la seva evacuació.

Una instal·lació de ruixadors automàtics (sprinklers) està formada per un control amb vàlvules específiques, canonades de diferents diàmetres i els propis ruixadors.

La fabricació dels primers ruixadors automàtics amb aplicació comercial es va fer a finals del segle XIX si bé la utilització basada en Normes es pròpia del segle XX.

Avui en dia el seu ús és d’aplicació mundial i dintre del mon controlat pels Organismes adients es pot assegurar que s’instal·len uns 50 milions de unitats per any si bé no seria massa arriscat parlar de 80 milions considerant mercats ignorats.

La fabricació de sprinklers va néixer a USA i es va estendre amb patents per la GB i per Alemanya si bé avui en dia la màxima producció es pròpia d’empreses americanes. La producció a països de l’extrem orient, Xina, Japó, Corees, etc no és massa coneguda ni controlada.

4.- APLICACIÓ DE RUIXADORS AUTOMÀTICS (SPRINKLERS)

Per aplicar instal·lacions de ruixadors automàtics (sprinklers) als emmagatzematges fa falta utilitzar les Normes de disseny en vigor que estableixen les condicions tècniques obligatòries que han de reunir per ser acceptades pels Organismes Competents i les Cies. d’Assegurances.

Actualment en el mercat nacional, europeu i mundial es fan servir les següents Normes :

  • Espanya :  UNE EN12845 : 2016 Obligatòria

                        C.E.A. (Espanya : CEPREVEN Opcional)

                                   N.F.P.A. : 13, 30, 30B, Opcional

                                 F.M. : 2-0, 2-5, 2-8, 2-10R, 8-9 Opcional

          -     Europa   :  EN 12845 : 2016 Obligatòria, C.E.A., NFPA i FM acceptades

          -     U.S.A. :   N.F.P.A i F.M.

          -     Resto del Mundo : N.F.P.A. i F.M.

Les diferències entre Normes son significatives però la més important és que les revisions de les Normes americanes, NFPA i FM, són molt actives i inclouen qualsevol variació sigui en el producte, sprinklers, sigui amb l’aplicació a variants en la construcció, de forma immediata generant noves edicions o documents complementaris per a mantenir-se al dia.

La casuística per a protecció de riscos de les Normes americanes es variadíssima i s’adapta pràcticament a totes les situacions d’estructura constructiva, de tipologia de materials a protegir i de la disposició d’aquests últims (emmagatzematge). Per tant sistemàticament s’ha de mirar de relacionar la Norma europea, moltes vegades insuficient, amb normes americanes per a resoldre la situació.

Quan es tracte de la protecció amb sprinklers els conceptes bàsics son molt similars però els valors qualitatius i quantitatius son diferenciats.

Així per exemple, en la classificació dels riscos, 5 tipus en Normes americanes, (Lleuger, Ordinari 1 i 2, Extra 1 i 2) passem á 9 tipus en Normes europees (Lleuger, Ordinari 1,2,3 i 4, Extra 1,2,3 i 4). 

Els corresponents a Emmagatzematge son completament diferents en pràcticament la majoria de les situacions.

Quan es tracta de l’aplicació dels ruixadors “avançats”, és a dir, les últimes creacions de sprinklers assajats i produïts per la indústria americana solament utilitzen les Normes americanes podem arribar a fer el disseny. Les Normes europees poden tenir una transcripció, de vegades no total, de la corresponent Norma americana. Com el mercat dels sprinklers “avançats” és amb un 99% americà la seva utilització està basada  en Normes NFPA i FM.

5.- DISSENY RUIXADORS AUTOMÀTICS (SPRINKLERS)

En principi no hi ha moltes diferencies entre Normes a l’hora d’establir les bases de disseny de les instal·lacions de ruixadors automàtics (sprinklers).

En funció de la tipologia del risc en forma de procés o emmagatzematge es determina la seva classificació i les Normes ens diuen la densitat d’aplicació d’aigua (mm/min) i l’àrea mínima considerada (m2). Amb aquests valors es determina el cabal de la instal·lació i a continuació es defineixen les canonades i els punts de sortida de l’aigua : Sprinklers.

Com ha quedat dit els ruixadors tenen dues funcions claus com són la detecció tèrmica i el control del foc. La primera funció es bàsica per poder obrir el ruixador i per aquest motiu l’sprinkler s’ha de situar prop del sostre per a aconseguir que l’aire calent de l’incendi escalfi el fusible o l’ampolla fins la temperatura de graduació.

Per tant els ruixadors automàtics formen una xarxa prop del sostre amb l’objectiu de donar una densitat de disseny. Com és evident a mesura que incrementem la càrrega tèrmica del contingut o del procés farà falta més densitat i per tant, o incrementem la quantitat d’aigua per ruixador ( K hidràulica) o disminuïm la cobertura en metres quadrats del ruixador.

Totes aquestes variants estan contemplades a les Normes i s’assignen valors de densitats i cobertura dels sprinklers en funció del risc del procés i/o de l’alçada i classificació de la mercaderia.

Totes les normes tenen unes limitacions amb relació a l’alçada de l’emmagatzematge i el tipus de producte classificat quan es tracta de protegir-lo solament des del sostre. Aquestes limitacions son diferents segons la Norma emprada, europea/americana, però en general per productes classificats amb Categories I, II, III i IV (segons UNE EN 12845 : 2016) i amb disposicions d’emmagatzematge lliure o amb prestatges van des d’un màxim de 7,6 metres en Categoria I fins a un màxim de 4,4 metres en Categoria IV.

Totes aquestes Categories estan basades en taules establertes en les Normes i definides normalment per la quantitat de plàstic inclòs a les mercaderies o al seus embalatges.

Les densitats d’aplicació varien amb l’alçada i la Categoria de producte començant per 7,5 mm/min i arribant fins el 30 mm/min el que significa cabals i pressions importants i l’ús de sprinklers amb K hidràuliques de valors fins a 115.

Utilitzant Normes americanes les alçades possibles en l’emmagatzematge amb protecció sol des del sostre són també limitades i amb valors similars però s’ha de tenir en compte que les classificacions de les mercaderies es substancialment diferent i per tant les comparacions no son recomanables.

La pregunta seria si estem limitats per les alçades de l’emmagatzematge i naturalment la resposta és no.

És possible la protecció de qualsevol alçada però les instal·lacions requereixen, quan es passa dels valors enunciats, la protecció al sostre i a nivells intermedis de les prestatgeries amb el problema de crear unes servituds, ja que les canonades que suporten els ruixadors intermedis necessiten el pas corresponent. Aquestes instal·lacions limiten la versatilitat del tipus de càrrega i de risc ja que un canvi amb els palets o la mercaderia implica una modificació substancial de la instal·lació. No obstant es fan moltes instal·lacions d’aquests tipus des de fa temps ja que el valor del terreny implica fer uns emmagatzematges més alts per aconseguir rendibilitzar la inversió.

6.- RUIXADORS AUTOMÀTICS (SPRINKLERS) AVANÇATS

Als anys 70 del segle XX una companyia americana amb l’ajuda de FM va fer uns assajos per a combatre incendis amb materials cel·lulòsics o similars empaquetats, compreses, bolquers,  emmagatzemats en prestatgeries amb protecció sol des del sostre.

Van dissenyar un sprinkler anomenat LARGE DROP (gota grossa) que va revolucionar la protecció de aquest tipus d’emmagatzematge. El seu efecte estava basat en la producció de gotes grosses, mitjançant un deflector especial, amb un moment d’inèrcia més gran que les normals i per tant amb el seu poder de penetració en les mercaderies que poden produir brases.

El seu disseny consisteix amb el funcionament simultani de 15 sprinklers amb una pressió determinada i amb ruixadors amb una K hidràulica de valor 160. Per tant ja no parlem de densitat estrictament si no bàsicament de cabal.

Van passar anys per despertar l’interès de tots i mentrestant sortien al mercat nous ruixadors que bàsicament augmentaven la K hidràulica per aconseguir que les pressions de funcionament fossin més baixes i per tant reduir la màxima pressió als abastaments.

Finalment cap els anys 90 del segle XX les investigacions i els assajos de TYCO i FM amb escenaris reals van posar al mercat el primer sprinkler amb un compromís mai vist.

En primer lloc va ser el primer ruixador amb la propietat de suprimir els incendis i a més amb una instal·lació solament al sostre.

Les limitacions de l’alçada del edifici i de les mercaderies protegides era per descomptat molt superior a les contemplades per les normes americanes i europees fins al moment i van arribar a valors de 13,7 metres d’alçada del edifici i 12,2 metres d’alçada de mercaderies.

Naturalment l’impacte al mercat va ser definitiu ja que la tipologia dels productes inclosos era pràcticament tots amb poques limitacions.

Tots el fabricants es van preparar per produir i homologar ruixadors automàtics i avançar amb assajos que poguessin superar els límits establerts.

Avui arribem a alçades de 14,6 metres i de productes fins els 12,2 metres.

Els nous ruixadors reben el nom de Early Supression Fast Sprinkler (E.S.F.R.) ja que son ruixadors de resposta ràpida (uns 45 segons) i el seu Compromís és l’extinció.

El seu disseny es força complex i requereix unes condicions a l’edifici i l’emmagatzematge especials però que a la fi no son difícils d’assolir.

El principi de càlcul es bassa en el funcionament dels 12 sprinklers més desfavorables amb una pressió definida en funció de l’alçada de l’edifici i de les mercaderies.

Pràcticament des de començaments del segle XXI tots els magatzems es construeixen amb alçades que no superin els valors enunciats perquè tenen garantida una protecció amb sprinklers solament al sostre i per tant amb una versatilitat més gran.

Si els magatzems son més alts la solució passa per protecció al sostre i als nivells intermedis.

La gran  novetat de les Normes europees és que des de l’any 2016 inclouen la transcripció de les americanes i des de llavors es poden utilitzar sprinklers d’origen USA amb les nostres Normes.

Uns altres ruixadors automàtics basats en l’objectiu de control dels incendis també s’inclouen amb el nou UNE EN 12845 : 2016 i són els anomenats sprinklers de Control Mode Special Aplicattion (C.M.S.A.).

Aquests últims representen una alternativa als ruixadors clàssics millorant les pressions de les instal·lacions i la seguretat.

S’ha entrat de forma accelerada en la producció i la millora dels ruixadors automàtics creant aplicacions específiques per a riscos diferenciats degut a la introducció al mercat de nous materials i tipus d’emmagatzematge.

 

Autor 1:

Publicat: 23/05/2018

Etiquetes:Incendis emmagatzematge riscs ruixadors automàtics evolució innovació tecnologia

Comparteix a
Cap vot de moment

Articles relacionats

L’única guia reconeguda per la Direcció General de Prevenció, Extinció d’Incendis i Salvaments

  • 24/11/2015

La Guia per a la validació documental contra incendis és una eina per... Llegir més

“És un reconeixement personal a una trajectòria que va començar a Bombers l'any 1983”

  • 23/11/2015

Té 63 anys i porta tota la vida professional dedicat a l'enginyeria de la... Llegir més