Dean Kamen, el célebre ingeniero e inventor, dijo que "De tanto en tanto, una nueva tecnología, un antiguo problema, y una gran idea se convierten en una innovación". Una innovación que ha florecido en los últimos años son los sistemas de almacenamiento de energía, o SAE, que utilizan nuevas tecnologías tales como baterías de ion de litio para crear sistemas que almacenan energía que podrá ser utilizada como electricidad más adelante. En respuesta a esas innovaciones en almacenamiento de energía y los riesgos que esto conlleva, NFPA ha desarrollado una nueva norma: NFPA 855, Norma para la Instalación de Sistemas de Almacenamiento de Energía.
Existen varios tipos de sistemas de almacenamiento de energía, cada uno con sus propias características: SAE con bombeo hidráulico, SAE a batería, SAE a volante, SAE de aire comprimido, y SAE térmicos. El denominador común entre estas tecnologías es que todos almacenan energía e incluyen componentes que convierten esa energía en electricidad. Según la Base de Datos Global de Almacenamiento de Energía, los SAE electroquímicos o a batería constituyen una amplia mayoría de las nuevas instalaciones alrededor del mundo, y es por ello que gran parte de la reciente atención sobre los SAE ha estado puesta sobre esta tecnología en particular.
Los SAE presentan varias aplicaciones útiles que permiten reducir costos, tales como complementar las energías renovables, balancear la carga, y nivelar los picos de voltaje. Complementar las energías renovables permite a los usuarios almacenar el exceso de energía generada por turbinas eólicas o paneles solares. El balanceo de la carga permite que las compañías de energía eléctrica aprovechen las reservas de los SAE durante horas pico de uso eléctrico, evitando que las compañías de servicios públicos tengan que realizar un brusco aumento en la producción de energía. De manera similar, la nivelación de picos de voltaje les permite a los usuarios de SAE recurrir a la energía de reserva durante las horas del día cuando el costo de la energía es más alto, y recargar durante la noche cuando las tasas son más bajas. Este tipo de flexibilidad ha convertido a los SAE en una opción cada vez más atractiva para una gama de partes interesadas; según la Base de Datos Global de Almacenamiento de Energíadel Departamento de Energía, la cantidad de proyectos de sistemas de almacenamiento de energía estadounidenses aumentó un 174 por ciento entre el 2013 y el 2018.
Si bien la tecnología es atractiva, también conlleva riesgos. Innovaciones recientes permiten almacenar mayor cantidad de energía en un menor espacio, aumentando la densidad de la energía y a su vez aumentando los riesgos de incendio y seguridad humana asociados con ciertos SAE. A pesar de que actualmente existen requisitos publicados para SAE en NFPA 1, Código de Incendios, y NFPA 70®, Código Eléctrico Nacional, las autoridades competentes están buscando pautas adicionales cuando se les presenta un pedido de instalación de SAE.
Es allí cuando entra en escena NFPA 855. La edición 2020 de NFPA 855 se comenzó en el 2016 cuando el Consejo de Normas de NFPA aprobó una solicitud para que NFPA desarrolle una norma sobre SAE estacionarios, y se publicó un llamado a los miembros para formar un comité. La solicitud original fue presentada en nombre de la Alianza de Almacenamiento de Energía de California a fin de abordar las brechas en la reglamentación identificadas en los talleres realizados por el Departamento de Energía estadounidense y la Fundación de Investigación de Protección contra Incendios. Más adelante en el 2016, el Consejo de Normas nombró al primer Comité Técnico sobre Sistemas de Almacenamiento de Energía de NFPA. El borrador inicial de la norma fue desarrollado por el comité durante tres reuniones y se puso a disposición del público en el 2017. Durante los dos años siguientes el comité se reunió varias veces para repasar los comentarios del público y para perfeccionar la norma. La primera edición de NFPA 855 se publicará en septiembre.
Ya que la redacción de NFPA 855 está casi completa, gran parte de su contenido probablemente no sufra cambios al pasar por el proceso de desarrollo de las normas.
Se han presentado varias notificaciones de intención para formular una moción (NITMAM) para eliminar a las empresas de servicio públicos del alcance de la norma y aumentar la capacidad de las categorías de SAE que deben estar espaciadas. Con esos posibles cambios en mente, se presentan a continuación algunos de los aspectos clave de NFPA 855:
Alcance, fin y aplicación
Frecuentemente, la importancia de las declaraciones sobre el alcance, fin y aplicación al principio de la norma son pasadas por alto. Los usuarios por lo general asumen que conocen la aplicación de la norma simplemente por leer el título, pero esto no es siempre así. Una presunción con NFPA 855 es que aplica únicamente a los SAE de batería de ión de litio, pero eso es incorrecto – su alcance es mucho más amplio.
El alcance de NFPA 855 aplica a varias tecnologías y sistemas de almacenamiento de energía de una cierta dimensión o capacidad. El umbral al aplicar NFPA 855 es diferente para cada tecnología. Por ejemplo, la norma aplica a SAE de batería de plomo ácido con una capacidad combinada de 70 KWh (kilovatio-hora) o más, mientras que los SAE que utilizan baterías de ion de litio requieren de un umbral de 20 KWh para que NFPA 855 aplique. Para aquellos que no están familiarizados con las unidades de KWh, un teléfono celular inteligente típico cuenta con una batería de 5 vatios-hora (0.005 KWh), una computadora portátil cuenta con una batería de 50 vatios-hora (0.05 KWh), y un vehículo eléctrico cuenta con una batería de 75 KWh.
Ubicación de las instalaciones de SAE
Otro aspecto clave de NFPA 855 es que tiene en consideración la ubicación de la instalación de SAE al aplicar sus requisitos – la norma reconoce que existen diferentes riesgos para diferentes ubicaciones. Por ejemplo, un sistema de SAE en medio de un campo vacío presentará una menor cantidad de requisitos y serán menos rigurosos que un SAE dentro de un centro comercial.
NFPA 855 inicialmente divide las ubicaciones en categorías de interior y exterior. Las ubicaciones interiores consideran si el edificio será utilizado solo a los fines de contener un SAE. La norma utiliza los términos “edificio de uso exclusivo” y “edificio de uso no exclusivo” para describirlos. Si uno se encuentra en un edificio de uso no exclusivo, la norma exige la utilización de una separación con certificación de resistencia al fuego de otras ocupaciones, como con un muro con una certificación de una o dos horas, en base a las ocupaciones que se estén separando. Otro importante requisito que aplica a la instalación interior es que las instalaciones de SAE deben estar aprobadas por la autoridad competente si se instalan por debajo del nivel más bajo de descarga de salida, por encima de las capacidades de las escaleras externas de los cuerpos de bomberos, o sobre azoteas no combustibles.
Si una instalación es exterior, entonces se clasifica según presente exposiciones remotas o cercanas. Si una instalación es remota, debe estar alejada a 100 pies o más de cualquier exposición como podrían ser otros edificios, senderos peatonales o materiales combustibles. Si la instalación no es una instalación remota, entonces se considera que presenta exposiciones cercanas. Otras instalaciones exteriores aceptables con requisitos específicos son las azoteas, los garajes de estacionamiento abiertos y las unidades independientes en las que se puede ingresar como contenedores para envío.
Dimensión y separación de Instalaciones de SAE
Otro requisito clave en NFPA 855 aplica a la dimensión y separación de las instalaciones de SAE. Se requieren tres pies de espacio libre entre cada categoría de SAE de 50 KWh, así como entre categorías de 50 KWh y los muros de una habitación.
El fin de este requisito es evitar una propagación horizontal del fuego por la instalación del SAE. La propagación horizontal del fuego puede oprimir al sistema de supresión de incendios y que éste se vuelva ineficiente. Este fue un tema controversial, ya que uno de los beneficios de algunas tecnologías de SAE es que se pueda concentrar una gran cantidad de energía en una pequeña área, y este requisito podría expandir el espacio ocupado de una instalación. No obstante, esto no es necesario para ubicaciones remotas porque, en caso de un incendio, es menos probable que éste se propague hacia exposiciones adyacentes.
Control y supresión del fuego
Se debe instalar un sistema de rociadores de conformidad con NFPA 13, Norma para la Instalación de Sistemas de Rociadores, con una densidad de 0.3 galones por minuto por pie cuadrado sobre un área de diseño de 2,500 pies cuadrados. Esta información ha sido extrapolada de una investigación, prueba y comprensión existentes del desempeño del sistema de supresión para este riesgo. Además, un proyecto de la Fundación de Investigación de Protección contra Incendios está actualmente evaluando esta exacta densidad de descarga sobre un SAE y en breve estará disponible en nfpa.org/foundation [vea “Entendiendo los SAE”].
Si bien se permiten utilizar métodos alternativos de supresión de incendios si las pruebas demuestran su eficacia, no existen demasiados datos de prueba disponibles al público sobre extinción de incendios en SAE. Una de las mayores preocupaciones en la extinción de un incendio en SAE es el hecho de tener que enfriar el sistema de almacenamiento de energía hasta alcanzar una temperatura inferior a la temperatura de auto ignición de los gases inflamables que el SAE pudiera descargar en un evento de fuga térmica. El agua es un efectivo agente de extinción para la mayoría de los incendios de SAE que involucran SAE de batería de ion de litio, y esto es lo que el comité acordó es un requisito.
Aplicación en servicios públicos y telecomunicaciones
Se ha debatido mucho sobre la aplicación de NFPA 855 en compañías de servicios públicos de energía eléctrica (centrales eléctricas) e instalaciones de telecomunicaciones. Existe bastante preocupación sobre instalaciones de SAE en subestaciones no remotas que pudieran estar próximas a áreas residenciales o comerciales. Ya que el comité no estaba conforme con contar con una exención completa para estas aplicaciones en su alcance, varias declaraciones en la norma permiten que las instalaciones de servicios públicos o telecomunicaciones no cumplan con ciertos requisitos. El razonamiento es que ambas sirven como infraestructura crítica y ya están reguladas por varios organismos, entre estos otras normas y prácticas recomendadas de NFPA. Asimismo, éstas por lo general se encuentran en áreas en las que los socorristas no ingresarían sin estar acompañados por alguien de la compañía de servicios públicos.
Estos son solo algunos de los pocos requisitos críticos en NFPA 855 – otros abordan la ventilación, detección, señalización, listado, planes de emergencia, entre otros. No es tampoco la primera norma en abordar la seguridad contra incendios en SAE – ediciones actuales de NFPA 70 y NFPA 1 ambas contienen abarcativos requisitos para SAE y pueden ser adoptadas en la actualidad. La información en NFPA 855 refleja con precisión la información en NFPA 1, Capítulo 52, sobre sistemas de almacenamiento de energía.
A pesar de los requisitos en dichos códigos, NFPA 855 es necesaria para poder abordar información detallada adicional sobre seguridad de los SAE como parte de la compleja infraestructura de energía de la actualidad. Los sistemas de almacenamiento de energía son una tecnología cada vez más popular, muy beneficiosa y con cada vez más aplicaciones. Si bien los SAE llegaron para quedarse, NFPA 855 asegurará que se instalen de forma segura de modo que esta tecnología pueda ser adoptada por una serie de aplicaciones en todo el mundo.
Brian O'Connor es un ingeniero certificado en protección contra incendios en NFPA y vicepresidente del Capítulo de Nueva Inglaterra de la SFPE (Sociedad de Ingenieros en Protección contra Incendios).
