GASES PARA EXTINCIÓN CONTRA INCENDIOS
Para elegir el gas de extinción de incendios a utilizar tenemos que tener en cuenta 3 parámetros básicos:
- Debe de proteger la vida humana
- Debe de proteger los bienes materiales
- Debe de proteger el medido ambiente.
INSTALACIONES INICIALES CON CO2 ( DIÓXIDO DE CARBONO ) (ANHÍDRIDO CARBÓNICO ) ,
COMO GAS DE EXTINCIÓN CONTRA INCENDIOS
El uso de gas Co2 como agente extintor tiene una limitación en la protección de bienes materiales debido a la temperatura de salida del gas durante la descarga , alcanzando una temperatura de -70 ºC en la tobera de descarga del gas contra incendios, esta situación puede generar una condensación de humedad perjudicial para los bienes materiales protegidos.
La acumulacion del gas se genera en la parte inferior de la zona protegida , dificultando el mantenimiento de la concentración de diseño de extinción del incendio.
TIPO DE GAS CONTRA INCENDIOS | CO2 | OBSERVACIONES |
1. Debe de proteger la vida humana | MAL |
|
2. Debe de proteger los bienes materiales | REGULAR |
|
3. Debe de proteger el medido ambiente. | SI |
Usado por tanto para sitios cerrados sin presencia de personas y con descarga superior .
DESAPARICIÓN DE INSTALACIONES DISEÑADAS CON HALÓN 1301 ,
COMO GAS DE EXTINCIÓN CONTRA INCENDIOS
Debido a estas limitaciones del co2 hasta finales de los años 80 el sustituto natural de CO2 fue el Halón 1301 , gas considerado como ideal para proteccion de centro de proceso de datos , servidores, salas de material electrónico , material aeroespacial, laboratorios, debido a la posibilidad de disparo y extinción en zonas y usos con presencia de personal y en áreas normalmente ocupadas, cumpliendo con las dos premisas de protección de vida humana y de bienes materiales.
La tercera premisa , de protección del medio ambiente , dejo de cumplirse a raíz de descubrimientos del daño causado en el Capa de Ozono por ciertos gases halogenados , en 1987 se firma el Protocolo de Montreal que limitara la fabricación de halones debido a su daño al medio ambiente, posteriormente en 1992 se prohíbe que a partir del 2000 la fabricación de halones.
APARICIÓN GASES SUSTITUTOS – AGENTES LIMPIOS
UTILIZADOS COMO GASES DE EXTINCIÓN CONTRA INCENDIOS
DEFINICIONES IMPORTANTES:
- Agentes limpios – Productos extintores, gaseosos y volátiles , que no conducen la electricidad , y que no dejan residuo después de su utilización.
- ODP – reducción potencial de Ozono
- GWP – Potencial de efecto invernadero
- Tiempo de vida atmosférico
-
Toxicidad LC 50 es la concentración letal para el 50% de una población de ratas, durante 4 horas de exposición Sensibilización cardíaca Los niveles de sensibilización cardíaca están basados en la observación o la no observación de serias arritmias cardíacas en animales de laboratorio (perros). El protocolo visual es una exposición de 5 minutos seguida por un reto con epinefrina. Presión devapor Los agentes alternativos, tanto de alta presión como de baja presión, requieren que el agente sea contenido en cilindros de almacenamiento de anhídrido carbónico de alta presión o de halon de baja presión modificados. Productos dedescomposi-ción térmica Los agentes sintéticos propuestos, son derivados de la química Halocarbono. Las composiciones del agente son tanto HFC, HCFC como PFC. A diferencia del Halon, no contienen Br. Los sintéticos analizados, están compuestos por flúor y por lo tanto emiten al descomponerse altas concentraciones de fluoruro de hidrógeno (5 a 20 veces mayores que el Halon 1301) y requieren un tiempo de descarga de 10 segundos o menos.
AGENTES QUÍMICOS O HALOCARBONADOs
-
- Tienen un ODP ( destrucción de capa de ozono ) muy bajo
- Efecto invernadero GWP diverso comportamiento.
- HFCs Hidrofluorocarbonos
- HClFCs Hidroclorofluorocarbonos
- PFCs Perfluorocarbonos
- CEA-410 (C4F10) ODP NULO GWP ALTO , solo utilizable para casos excepcionales sin otro opción. Fabricado por 3M
- FM 200 ODP NULO GWP BAJO Es un HFC ( Heptafluoropropano) ( CF3CHFCF3 ) . Fabricado por Great Lakes Corporation, por tanto perfecto pero detectados ciertos compuestos toxicos que se forman al entrar en contacto con el fuego por descomposición térmica. Restricciones en Rusia y Alemania.
- NAF-SIII ODP Relativamente BAJO GWP Relativamente BAJO Formado por una mezcla de HCFCs ( CHCl2CF3, CHClF2, CHClFCF3, Isopropenil-1-metil cicloexano ) , fabricado por Hort American Fire Guardian. Su uso fue autorizado únicamente y en forma transitoria por el Protocolo de Montreal, hasta el 1° de julio de 1995.
- FE-13 ODP NULO GWP Relativamente ALTO , Fabricado por Dupont .
-
Agente N.Comercial Fórmula Fabricante PFC CEA-410 C4F10 3M HFC FM-200 CF3CHFCF3 Great Lakes Corp. HClFC NAF-S III 4,75% CHCl2CF382% CHClF29,5% CHClFC33,75% Isopropenil-1-metilcicloexano North American Fire HFC FE-13 CHF3 Dupon
GASES INERTES
Mezclas compuestas de ARGÓN Y NITRÓGENO , utilizados como agentes sustitutivos del HALON 1301 , sin daño a la capa de ozono y sin producir efecto invernadero
Agente | N. Comercial | Fórmula | Fabricante | Observaciones |
IG-541 | Inergen | (52%) N2 + (40%)Ar + (8%)CO2 | Wormald | La EPA permite su utilización en áreas ocupadas siempre que la concentración de oxígeno sea superior al 12% y la de CO2 inferior al 5%.No tóxicos y en caso de descargas accidentales no presenta peligro personas.. |
IG-55 | Argonite | 50% N2 + 50% Ar | Ginge-Kerr | |
IG-01 | Argon | 100 %Ar | Pressag |
EXTINCIONES CON GAS IG-55 , excelente comportamiento.
Es adecuado y muy utilizado para protección de riesgos con posibilidad de personal en el interior en en momento del inicio del incendio, facilitando una evacuación segura de los ocupantes por no limitar la visibilidad durante la evacuación y la ausencia de sustancias químicas en la descarga, consultar tablas de características del ARGONITE IG-55
Funciona reduciendo la concentración de oxigeno durante la extinción del fuego , respetando unos porcentajes de oxigeno aptos para las personas del recinto . Garantiza una perfecta distribución del agente al estar compuesto por un 50% de Argón y 50% de Nitrógeno. La mezcla de agentes consigue igualar la densidad del aire, por tanto estos pesarán igual mezclándose homogéneamente en el recinto a proteger.
Su mecanismo de extinción ante un fuego se debe a la reducción de la concentración de oxígeno en el área de riesgo por debajo de los límites requeridos para la combustión, siendo seguro para su uso en áreas ocupadas porque mantiene los niveles necesarios para seguridad de las personas.
En la mayoría de los casos los incendios se extinguen cuando la concentración de oxígeno baja del 21 % al 14%.
Apto para todo tipo de fuegos, Clase A , B y C , de combustibles , sólidos , líquidos y gaseosos , inundando la sala por INUNDACIÓN TOTAL del gas IG-55 garantizando la descarga en menos de 60 segundos.
Se trabaja con dos variantes de cilindros de gas 200 bar y 300 bar, de esta forma se adapta la cantidad de agente extintor necesario con el espacio de almacenamiento disponible para los cilindros.
Argonite / GAS IG-55
- Es una mezcla al 50% de nitrógeno y argón
- No deja restos ni residuos
- Mezcla de gases incoloros , inodoros e insípidos.
- Químicamente neutros
- No es conductor
- No es un gas corrosivo
- No es un gas tóxico
- No produce productos de combustión secundarios
-
Cuando se inicia un fuego se inyecta rápidamente reduciendo la concentración de oxígeno del 21 % normalaun nivel entre 11% y 13%, para lo que se emplea una concentración extintora del 36%
- Valido para salas de informática , salas de archivos , salas de componentes electrónicos , equipos de telecomunicación.
APLICACIONES IG-55
- Estaciones y aeropuertos
- Sistemas de telecomunicaciones
- Salas de ordenadores
- Instalaciones de gas
- Plataformas Offshore
- Hospitales
- Aerogeneradores
- Instalaciones petroquímicas
- Laboratorios
- Armarios eléctricos y subestaciones
- Archivos y bibliotecas
- Centros educativos
- Industria farmacéutica
- Museos y galerías de arte
- Oficinas
- Edificios residenciales
VENTAJAS GAS IG-55
- Fácil de adquirir en cualquier parte del mundo.
- Recargas muy económicas.
- Permite largos recorridos de tuberías.
- Visibilidad excelente después de la descarga.
- Ahorro económico utilizando válvulas direccionales.
- Apto para áreas ocupadas.
- Cero deterioro de la capa de ozono y nulo efecto invernadero.
- Certificación FM, UL y VdS.
COMPARACIÓN DE AGENTES EXTINTORES CONTRA INCENDIOS
Fabricante | AnsulIncorporated | E.I. DupontCompany | Great LakesChemical | 3 M | North AmericanFire Guard |
Nombre comercial | Inergen | FE-13 | FM-200 | CEA-410 | NAF-S-III |
Nombre químico | Mezcla de gases atmosféricos | Trifluorometano | Heptanofluoro- propano | Perfluorobutano | Combinación de HCFC |
Fórmula química | 52% Nitrógeno40% Argón8% CO2 | CHF3 | CF3CHFCF3 | C4F10 | CHCl2CF3CHClF2CHClFCF3Isopropenil-1-Metil cicloexano |
Mecanismo de extinción | Disminución del oxigeno | Inhibe reacción en cadena | Inhibe reacción en cadena | Inhibe reacción en cadena | Inhibe reacción en cadena |
Presión de vapor (77° F) | 2207 psi (Gas alta presión) | 686 psi (Gas alta presión) | 66.4 psi (Gas baja presión) | 42.0 psi (Gas baja presión) | A determinar |
Potencial reduc-ción de ozono | Ninguno | Ninguno | Ninguno | Ninguno | 0,05% |
Potencial decalentamientoatmosférico | Ninguno | 100 años – GWP de 9.000 | 100 años – GWP de 3.300 | 100 años – GWP de 5.500 | 100 años – GWP de 1.600 |
Tiempo de vida atmosférico | Cero-Derivado de la atmósfera | 235/280 años | 31/42 años | 2.600 años | 16 años |
Toxicidad (LC50) | No tóxico | >650.000ppm | >800.000ppm | >800.000ppm | >320.000ppm |
Productos por descomposición térmica | Ninguno | Altas concentrac. de HF | Altas concentrac. de HF | Altas concentrac. de HF | Altas concentrac. de HF |
Nivel desensibilizacióncardíaca | Sin sensibiliza-ción a ninguna concentración | 50.0% | 10.5% | 40.0% | 10.0% |
Concentración de diseño mínima | 35.0% | 14.4% | 7.0% | 6.6% | 8.6% |
Tiempo de descarga | 60 segundos a concentración de diseño | en 10 segundos el 95% de la descarga | en 10 segundos el 95% de la descarga | en 10 segundos el 95% de la descarga | en 10 segundos el 95% de la descarga |
Disponibilidad | Permanente – Se fabrica en el país | Importado – de 1 a 2 millones de libras por año | Cantidades desconocidas | Cantidades desconocidas | Cantidades desconocidas |
Costo relativo | $1 por pie cúbico | $30/40 por libra | $50/60 por libra | $40/60 por libra | $30/40 por libra |
Valor dieléctrico relativo (N2=1) | 1.03 | 1.04 | 2.00 | 5.25 | Dato no disponible |
Cumple norma NFPA 2001 | Si | Si | Si | Si | Si |
Aprobación UL | Si | No | Si | Si | Dato no disponible |
Aprobación FM | Si | No | Si | Si | Dato no disponible |
SEGURIDAD DE LAS PERSONAS EN SALAS CON INSTALACIÓN DE EXTINCIÓN DE INCENDIOS
Existen riesgos para los ocupantes de las salas protegidas con un sistema de extinción de incendios con agentes químicos o halocarbonados, derivados del propio gas y de las descomposiciones térmicas durante el incendio, es por esto que los sistemas de extinción automática de extinción de incendios disponen de tiempos de evacuación y avisos de prealarma para garantizar la seguridad de los ocupantes. ( normalmente entre 30 y 60 sg)
TOXICIDAD DE ESTOS PRODUCTOS
El NOAEL (No Observed Adverse Effect Level), que es la concentración más alta a la que ningún efecto psicológico o toxicológico adverso ha sido observado.
El LOAEL (Lowest Observed Adverse Effect Level), que es la concentración mas baja a la que ha sido observado algún efecto psicológico o toxicológico adverso.
El LC (Lethal concentration), que es la concentración a la que sometida una población de ratas, resulta mortal para el 50% de las mismas en una exposición de 4 horas. Cuanto más alto es el valor de LC, menos tóxico es el producto.
TABLA RESUMEN DE TOXICIDAD DE AGENTES EXTINTORES – INFORMACIÓN TOXICOLÓGICA
Agente | LC | NOAEL | LOAEL |
CEA-410 | > 80% | 40% | > 40% |
FM-200 | > 80% | 9% | 10,5% |
NAF-S III | 64% | 10% | > 10% |
FE-13 | > 65% | 30% | >50% |
INERGEN | No tóxico | 43% | 52% |
ARGONITE | No tóxico | 43% | 52% |
ARGON | No tóxico | 43% | 52% |
¿ QUE TIPO DE AGENTE EXTINTOR UTILIZAR EN ÁREAS NORMALMENTE OCUPADAS ?
Dependerá del análisis de su cardiotoxicidad , comparándola con la concentración de diseño de extinción , teniendo que ser esta inferior o igual a NOAEL
¿ QUE CANTIDAD DE GAS UTILIZAR EN LA EXTINCIÓN ?
Se pretende inundar totalmente el riesgo protegido , la sala a proteger, por tanto se descarga el gas por INUNDACIÓN TOTAL en todo el volumen de la sala.
Las concentraciones de extinción de cada agente limpio se miden mediante la prueba normalizada del “cup burner”. La concentración de diseño, según el standad NFPA 2001, debe ser como mínimo un 20% superior al valor de “cup burner”.
TABLA CONCENTRACIONES DE EXTINCIÓN INFERIORES AL NOAEL Y SUPERIORES A CUP BURNER
Agente | Conc. cup burner | Conc. diseño | NOAEL |
CEA-410 | 5,9% | 7,2% | 40% |
FM-200 | 5,9% | 7,2% (1) | 9% |
FE-13 | 12% | 15% | 30% |
NAF-S III | 7,2% | 8,6% | 10% |
INERGEN | 30% | 36% | 43% |
ARGONITE | 30% | 36% | 43% |
ARGON | 30% | 36% | 43% |
(1) En el Reino Unido, el ente de aprobación (LPBC – Loss Prevention Certification Board), considera que la concentración de extinción apropiada no es del 7% como recomiendan los fabricantes pues en tal proporción no extingue en todos los casos, sino que sus pruebas de laboratorio indicaron como concentración adecuada la del 8,6% lo que lo deja en el límite del NOAEL del 9%.
¿ CUAL DEBE DE SER EL TIEMPO DE PERMANENCIA DE LA CONCENTRACIÓN DE EXTINCIÓN ?
Tiempo de permanencia superior a 10 min
La masa de agente extintor-aire después de la descarga, resulta más densa que el aire exterior al recinto, con lo que el agente extintor tenderá a vaciarse rápidamente por todas las aberturas que existan en el recinto, especialmente por aquellas que se encuentren en la parte inferior.
Cuando se utilizan gases inertes, este efecto se aminora debido a la similitud de las densidades de la atmósfera extintora y la del aire exterior al recinto.
CONCLUSIONES
En consideración a todo lo expuesto hasta aquí, pudo determinarse que la utilización de compuestos provenientes de la mezcla de gases atmosféricos es la opción que ofrece la mejor prestación para los requerimientos de EDESUR, ya que:
- no poseen potencial de reducción del ozono (ODP)
- no ofrecen potencial de calentamiento atmosférico (GWP)
- su tiempo de vida atmosférico es cero
- no son tóxicos
- no poseen nivel de sensibilización cardíaca
- se fabrican en el país
- bajo valor dieléctrico relativo
- cumplen los standards internacionales fijados por la NFPA (National Fire Protection Asociation), UL (Underwriters Laboratories) y FM (Factory Mutual)
TABLA COMPARATIVA INERGEN / GASES TRADICIONALES
Agente | Anhídrido carbónico | Halon 1311 | Inergen |
Propiedades físicas | Incoloro e inodoro | Incoloro e inodoro | Incoloro e inodoro |
Condición física almacenado a temperatura ambiente | Líquido | Líquido | Gas |
Concentración de diseño | 34-75% volumen | 6-7% volumen | 35-50% volumen |
Características extintoras | Reducción de oxígeno | Inhibidor de la reacción química en cadena | Reducción de oxígeno (CO2 aumentado para estimular la respiración) |
Oxígeno final en ambiente | Desciende de 21% a 15% | Desciende de 21% a 20% | Desciende 21% a 12% |
Visibilidad durante la descarga | Severa reducción | Depende de la humedad ambiental | Normal (no produce efectos que la disminuyan) |
Seguridad del personal | La atmósfera resultante no podrá mantener la vida | Seguridad de vida con las condiciones de diseño | Seguridad de vida con las condiciones de diseño |
Caída de temperatura | Golpe frío | Despreciable | Despreciable |
Eliminación post-descarga | Ventilación cruzada o extracción de aire de suelo | Ventilación cruzada o extracción de aire de suelo | Ventilación normal o cruzada |
Verificación del agente en el cilindro | Peso de cada cilindro | Chequeo de peso y presión de cada cilindro | Chequeo de presión de cada cilindro |
Fuegos clase C | No conductivo | No conductivo | No conductivo |
Requisitos de alarma | Debe ser audible, visual u olfativa | Debe ser audible y visual | Debe ser audible y visual |
Tipos de demora | Mecánica o electrónica | Panel de control electrónico | Panel de control electrónico |
Tiempo de descarga | 60 segundos | 10 segundos | 60 segundos |
Efecto ambiental | Ambientalmente compatible | Afecta la capa de ozono | Ambientalmente compatible |
Como característica destacable de la tabla precedente merece citarse que, de acuerdo a lo señalado en el punto correspondiente a condición física de almacenado a temperatura ambiente, el Inergen posee estado gaseoso, por lo cual no presenta restricciones de uso en cuanto a la distancia que debe existir entre la batería de almacenamiento del gas y el lugar protegido, lo cual no ocurre con los extintores almacenados en forma de líquido. Esta cualidad permite una mayor versatilidad en las condiciones de diseño de la instalación.
Pero también, debe señalarse que esta misma característica se transforma en una cualidad negativa al considerar que hace necesario una inversión inicial mayor en instalaciones y equipos por cuanto requiere de una mayor cantidad de cilindros de almacenamiento (aproximadamente un 150% más que los correspondientes a una instalación de CO2).
LIMITES DE TIEMPO DE TRABAJO CON CONCENTRACIÓN AUMENTADA DE CO2
% CO2 inspirado | Tiempo | Comentarios al alcanzar el límite |
0,03 | Toda la vida | Respiración normal |
0,051,00 | Toda la vidaToda la vida | Ningún efecto detectable |
1,502,002,50 | > 1 mes> 1 mes> 1 mes | Principio de profundización de la respiración |
3,003,50 | > 1 mes> 1 semana | Claro aumento de la respiración |
4,004,50 | >1 semana> 8 horas | Mayor aumento de la respiración, con fácil adaptación |
5,005,50 | > 4 horas> 1 hora | Respiración difícil, dolor de cabeza, pulso acelerado. Tolerable con adaptación |
6,006,50 | > 30 minutos> 15 minutos | Respiración difícil, tolerable con adaptación, disminución de capacidades, principios de mareo, coordinación difícil |
7,00 | > 6 minutos | Miedo por la respiración, síntomas más acentuados |
8,00 | > 6 minutos | Fuerte incremento en la respiración y pulso, vómitos, piel azul, riesgo para la vida |
MAS INFORMACIÓN Y DESCARGAS :
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http://www.fluorocarbons.org/chemical-families/hfcs/hfc-products-applications
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