Aquí tenemos una broma en las industrias de rociadores y almacenamiento que dice que no se diseña un sistema de rociadores de respuesta rápida y supresión temprana (ESFR) en torno a un edificio – sino que se diseña un edificio en torno al sistema de rociadores ESFR.

La broma ilustra la importancia de los sistemas de rociadores ESFR para proteger una serie de entornos de almacenamiento que plantean un gran desafío, así como numerosas consideraciones que deben tomarse al instalar estos sistemas en instalaciones de almacenamiento – especialmente cuando la instalación se enfrenta a posibles obstrucciones de los rociadores. Los sistemas de rociadores ESFR utilizan rociadores de rápida acción, y elevado volumen diseñados para proteger los más desafiantes bienes almacenados, incluso artículos que contienen grandes cantidades de plásticos altamente combustibles. La edición actual de NFPA 13, Norma para la instalación de sistemas de rociadores, incluye una serie de restricciones que aplican a las instalaciones de rociadores ESFR, incluyendo la proximidad de los rociadores a obstrucciones cercanas que pueden incluir elementos estructurales, sistema de conductos e iluminación. Esas restricciones han generado preocupaciones entre las partes interesadas con el correr de los años, muchas de estas focalizadas en una pregunta central: ¿exactamente qué tanto afectan las obstrucciones cercanas en el desempeño de los sistemas de rociadores ESFR?

Un nuevo informe de la Fundación de Investigación de Protección contra Incendios (FPRF) ofrece respuestas. El informe de 160 páginas, "Obstrucciones y rociadores de respuesta rápida y supresión temprana" (disponible en inglés únicamente), publicado en agosto, resume seis años de investigación a cargo de Wiss, Janney, Elstner Associates, Inc., la firma mundial de ingeniería/ arquitectura que se asoció con FPRF para este proyecto. La investigación evaluó el posible impacto de las obstrucciones sobre el desempeño de los rociadores ESFR durante incendios. El proyecto asimismo sirvió como una herramienta analítica que puede simplificar el proceso de toma de decisiones para la ubicación de rociadores ESFR en relación a diferentes configuraciones y dimensiones de obstrucciones.

Los hallazgos podrían presentar importantes ramificaciones para NFPA 13 y para las partes interesadas que la utilizan. Los datos recopilados de la investigación sobre obstrucciones de rociadores ESFR están siendo repasados por el Comité Técnico de NFPA 13 como parte de sus debates para posibles cambios en la edición 2022 de la norma. El comité ha analizado la modificación de los requisitos existentes y el agregado de nuevas disposiciones en el Capítulo 14 para abordar obstrucciones aisladas y continuas debajo de rociadores ESFR.

CREANDO PRUEBAS

Los rociadores ESFR son el peso pesado del mundo de los rociadores por tres razones: están diseñados para activarse rápidamente a fin de lograr una plena supresión del fuego; crean grandes gotas de agua que resisten la evaporación en su camino al origen del fuego; y liberan una inmensa cantidad de agua para asistir en la supresión. Imagínese conduciendo debajo de una lluvia que puede ser fácilmente controlada por sus limpias parabrisas: ese sería el rendimiento de un rociador típico. Ahora imagínese conduciendo bajo el tipo de diluvio en el que apenas puede ver más allá de su parabrisas, uno tan intenso que se vea obligado a detenerse y esperar a que pase: ese es un rociador ESFR. Dependiendo del tipo de almacenamiento, los rociadores ESFR pueden eliminar la necesidad de contar con rociadores en estanterías.

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 En junio, un incendio destruyó un extenso almacén de distribución de Amazon en Redlands, California – un recordatorio del potencial peligro planteado por muy extensas instalaciones de almacenamiento con mercancías densamente almacenadas. AP/WIDE WORLD

 

A pesar de ese poder, NFPA 13 contiene una serie de estrictas disposiciones para la instalación de sistemas de rociadores ESFR, en parte debido a la peligrosa naturaleza de los materiales que serán protegidos por dichos sistemas, y debido a que los sistemas pueden ser diseñados para lograr una plena extinción del fuego. Una serie de componentes del edificio, desde elementos estructurales incluyendo vigas y columnas hasta elementos tales como sistemas de conductos, ventilaciones de humo, iluminación y claraboyas, pueden todos influir en la posición y espaciamiento de los rociadores ESFR. Según NFPA 13, las opciones para instalar rociadores ESFR cerca de obstrucciones se limitan al agregado de otro rociador por debajo de la obstrucción o a la eliminación de toda la obstrucción – de ahí la broma de que es más fácil construir un edificio en torno al sistema de rociadores. Como escriben los autores en el nuevo informe de la FPRF, los requisitos en la edición actual de NFPA 13 "se consideran conservadores y han creado dificultades en la aplicación práctica".

Para abordar las preocupaciones sobre las limitaciones percibidas impuestas por NFPA 13, la FPRF propuso un ambicioso proyecto de investigación para estudiar el impacto de diversas obstrucciones sobre la eficacia de los rociadores ESFR. El proyecto, que comenzó en el 2014, estaba compuesto de múltiples fases, incluso un repaso de la literatura, una fase de planificación y desarrollo de investigación, y una extensa fase de prueba que incluyó nueve pruebas a escala real realizadas en las instalaciones de prueba de incendios a gran escala de Underwriters Laboratories en Northbrook, Illinois.

En junio, un incendio destruyó un extenso almacén de distribución de Amazon en Redlands, California – un recordatorio del potencial peligro planteado por muy extensas instalaciones de almacenamiento con mercancías densamente almacenadas. AP/WIDE WORLD El proyecto definió un alcance de prueba que los investigadores determinaron sería el más útil para el rango más amplio de ocupaciones de almacenamiento en almacenes. Según el informe, los resultados de la encuesta a usuarios de NFPA 13 a nivel mundial indicaron que las vigas de acero de armazón abierta son el sistema de techo estructural más comúnmente utilizado, y que los miembros de puenteo, que brindan el soporte lateral para mantener la estabilidad debajo de las cargas verticales, son la obstrucción más problemática para los rociadores ESFR. La encuesta asimismo encontró que las profundidades de las vigas de acero más comúnmente utilizadas oscilan de 22 pulgadas a 36 pulgadas. La cuerda superior de los soportes de acero de armazón abierta está por lo general ubicada por encima de la descarga del patrón del rociador y no presenta tanta preocupación como la cuerda inferior, que se asemeja a una obstrucción horizontal plana no adosada de 4.5-5.5 pulgadas de ancho.

Para las pruebas se seleccionaron rociadores ESFR estilo colgante, ya que son más populares que los rociadores ESFR verticales. Se seleccionaron rociadores K-17 – el factor k hace referencia a la dimensión del orificio del rociador, que determina la cantidad de agua que será liberada – para las pruebas, y el fundamento fue que los resultados de las pruebas con K-17 podían aplicarse a rociadores K-22 y K-25, que son también utilizados en sistemas de rociadores ESFR. Se realizaron también las pruebas utilizando un rociador apenas más pequeño, el K-14.

Un método de prueba conocido como densidad real emitida, o ADD por sus siglas en inglés – una herramienta comúnmente utilizada para listados y aprobaciones de rociadores – fue utilizado para evaluar aspectos específicos de los rociadores ESFR y el modo en que estos se vieron afectados por obstrucciones. Utilizando el aparato de prueba ADD, una fuente de incendio simuló un incendio en un almacenamiento en estanterías, y se utilizaron contenedores para recolectar el agua en cilindros debajo del aparato. Los rociadores podían posicionarse directamente por encima, centrados en el medio, o inclinados desde la línea central de la fuente del incendio. La posición vertical del rociador en relación a la parte superior del aparato ADD replicó la distancia desde la parte superior del almacenamiento hasta la ubicación del rociador sobre el cielorraso. Una vez que el fuego alcanzó una condición de combustión estable, se activó la bomba que controla el flujo de agua hacia el rociador abierto para producir la presión de descarga del rociador deseada. Se recopilaron y registraron datos para cada contenedor de recolección, y se estimaron los promedios en base a las áreas de interés y la obstrucción asociada. Se realizaron sesenta y cinco pruebas de ADD como parte de esta investigación.

Si bien las pruebas de ADD no representan cada variable, la metodología identificó tendencias tales como el modo en que diferentes factores K, así como las inclinaciones horizontales y verticales de los rociadores ESFR, impactan la cantidad de agua que puede alcanzar el fuego. Estos factores fueron entonces utilizados para seleccionar nueve escenarios de prueba a escala real para los rociadores K-17, que analizaron obstrucciones de vigas con diferentes profundidades y distancias al deflector del rociador, así como miembros de puenteo y obstrucciones planas.

Las pruebas a escala real presentaron cuatro conclusiones clave citadas en el informe:

  • La obstrucción creada por un soporte de acero de armazón abierta de 22-36 pulgadas de profundidad, ubicado a un mínimo de 6 pulgadas horizontalmente desde un rociador ESFR (K-14 o K-17), no reducirá significativamente el desempeño del rociador.
  • La obstrucción creada por un miembro de puenteo u otra obstrucción de 1.5 pulgadas cuadradas o menos, ubicada a un mínimo de 12 pulgadas directamente por debajo de un rociador ESFR (K-14 o K-17), no reducirá significativamente el desempeño del rociador. Esto aplica también a miembros de puenteo adosados a soportes de acero de armazón abierta.
  • La obstrucción creada por una obstrucción plana o redonda inferior o igual a 12 pulgadas de ancho, ubicada a un mínimo de 6 pulgadas horizontalmente desde un rociador ESFR (K-14 o K-17), no reducirá significativamente el desempeño del rociador.
  • La obstrucción creada por una obstrucción plana o redonda inferior o igual a 24 pulgadas de ancho, ubicada a un mínimo de 12 pulgadas horizontalmente desde un rociador ESFR (K-14 o K-17), no reducirá significativamente el desempeño del rociador.

Estos hallazgos podrían afectar las disposiciones de NFPA 13 en relación a las instalaciones de rociadores ESFR, que a su vez podrían generar un punto de inflexión en las partes interesadas de toda la industria.

Si bien el Comité Técnico de NFPA 13 no ha completado oficialmente el ciclo de revisión para la edición 2022 de la norma, si se aplican estos hallazgos a NFPA 13 mejorarían algunas de las restricciones de la instalación y permitirían que los rociadores ESFR estén ubicados más cerca de las obstrucciones. Tales cambios reducirían los desafíos actualmente enfrentados por los diseñadores al mantener un espaciamiento apropiado entre rociadores al mismo tiempo que ofrecen nuevos enfoques para obstrucciones comunes. Uno de los autores del informe de la FPRF realizó recientemente una presentación virtual sobre los hallazgos ante el Comité Técnico de NFPA 13, y los miembros del comité indicaron que están de acuerdo con la investigación.

Para seguir el progreso de la próxima edición de NFPA 13, visite nfpa.org/13next.

JACQUELINE R. WILMOT es gerente de proyecto de investigación para la Fundación de Investigación de Protección contra Incendios.