INSTALACIONES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA CONTRA INCENDIOS

INSTALACIONES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA CONTRA INCENDIOS

En los centros de producción donde se trabaja con líquidos inflamables o combustibles, o donde por la naturaleza y cantidad de los materiales almacenados o manipulados sea necesario diseñar una instalación de protección de agua contra incendios, se plantea el problema de proyectar un abastecimiento de agua adecuado para cada caso.

La normativa existente no desarrolla soluciones específicas para cada caso, limitándose a señalar las condiciones mínimas de obligado cumplimiento. Esta NTP pretende complementar lo legislado basando su aportación en el propio análisis del riesgo de incendio. Por tanto, respetando lo indicado en la norma correspondiente, se trata de exponer las soluciones más idóneas desde el punto de vista práctico, teniendo en cuenta que la protección contra el fuego tiene como objetivo asegurar la vida de las personas, las instalaciones y el medio ambiente con un costo razonable y que dicha protección habría de ser considerada como una conjunción de medidas tales como el diseño del proceso, los sistemas de drenaje, el control de medidas contra el fuego, la distribución en planta del proceso, la prevención del inicio y propagación del fuego, etc. ... así como sus aspectos organizativos, siendo todas estas medidas complementarias, de tal manera que al faltar alguna de ellas o no haber sido valorada como le corresponde hará perder la eficacia del sistema.

Análisis del riesgo de incendio

Para determinar las necesidades de abastecimiento de agua contra incendios, debería iniciarse el estudio dividiendo la planta en bloques de incendio que se habrían de representar, bien delimitados, sobre el plano de distribución de la planta. Cada bloque de incendio representa un área definida con peligros potenciales de incendio o explosión, encontrados tras un proceso de inventariado sobre tanques de almacenamiento y posibles fuentes de fugas en general. La selección de los bloques requiere cierta experiencia y para determinarlos, se puede tener en cuenta que las instalaciones de la planta podrían tener límites materiales que ayudarían a elegir una subdivisión lógica constitutiva de los mencionados bloques. Ejemplos de dichos límites son los cubetos de tanques, las instalaciones lejanas (p. ej.: pantanales), taludes y bordillos, carreteras, conducciones de tuberías, etc. Dentro de cada bloque de incendio se deberá describir el correspondiente escenario de incendio que será el suceso más relevante dentro del bloque considerado. Ver figura 1.

Fig. 1: Representación de dos típicos bloques de incendio en una planta química

El análisis de riesgo de incendio debería incluir a efectos del consumo de agua y otros medios de actuación una clasificación por categorías de todos los escenarios identificados, basada fundamentalmente en una estimación de la duración del incendio y del área total afectada por el incendio.

La duración del incendio puede ser estimada aplicando cualquier método garantizado de cálculo de caudal de fuga que se puede encontrar en fuentes especializadas. Existen distintas metodologías y programas informáticos de apoyo para fugas de gas, líquido y el caso de dos fases. En dichos programas la duración del incendio depende del diámetro del orificio, caudal de fuga, tiempos de fuga basados en bancos de datos experimentales sobre recipientes, duración de la fuga según las cantidades almacenadas y emplazamiento de válvulas de cierre, velocidad de combustión (no aplicable al caso de dardo de fuego, jet fire) y extensión de la superficie del incendio (no aplicable para dardo de fuego ni para incendio con llamarada, flash fires).

Los escenarios de incendio podrían ser clasificados en tres categorías:

Categoría I. Duración del incendio hasta 10 minutos.

Categoría II. Duración del incendio del orden de 15 a 60 minutos.

Categoría lII Duración del incendio más de 60 minutos.

Otro parámetro a determinar es el área total afectada por el incendio. Para estimarla se pueden considerar los "Niveles Máximos de Exposición de la Radiación Térmica" de la norma del Institute of Petroleum (IP - Codes). En ella se encuentra el valor umbral de 32 kW/m2 para los daños estructurales producidos por radiación de calor. Con la base de este valor se puede realizar una ordenación de los escenarios de incendio según la siguiente clasificación:

Categoría A - El contorno de los 32 kW/m2 afecta a otro bloque cercano de incendio, por ejemplo: unidad de proceso, instalaciones de almacenamiento, almacén, etc.

Categoría B - El contorno de los 32 kW/m2 afecta a más del 25% del equipo localizado dentro del bloque de incendio considerado.

Categoría C - El contorno de los 32 kW/m2 afecta al 25% o menos del equipo localizado dentro del bloque de incendio considerado.

Cada escenario individual de incendio puede ser analizado y clasificado dentro de las correspondientes categorías ya descritas. También se pueden considerar dos grupos, de acuerdo con la estimación de la duración del incendio y los niveles de exposición a la radiación del calor, como puede verse en el resumen de la Fig. 2:

Grupo 1 de escenarios de incendio: Representa los peores casos de incendio que requieren unas medidas de protección especial. Los casos típicos de este Grupo 1 son los incendios de larga duración, por ej.: incendios de tanques y también aquellos incendios que son consecuencia de una fuga de líquido, formándose grandes áreas de líquido derramado e incendiado (pool fires).

Grupo 2 de escenarios de incendio: Son incendios con una duración del orden de diez minutos o también los que solamente afectan a una parte del bloque de incendio seleccionado. Estos casos de incendio no suelen requerir ninguna medida de protección adicional.

Fig. 2: Cuadro resumen de grupos de escenarios de incendio

Protección contra incendios

El nivel requerido para los equipos de protección contra incendios y el tamaño de la brigada contra incendios serán determinados por los escenarios de incendio clasificados en el Grupo 1.

El equipo y medios de lucha contra incendios y su aplicación para la primera intervención manual con el fin de controlar los incendios más pequeños corresponden a los escenarios de incendio clasificados en el Grupo 2.

La estrategia de protección contra incendio y explosión en las plantas químicas, refinerías y terminales de carga o descarga puede estar basada en tres etapas consecutivas:

Detección y alarma en caso de una fuga de producto peligroso o producción de una situación de incendio.

Prevención de cualquier daño a las estructuras y progreso de la situación de incendio.

Consecución del control y la extinción final del incendio.

Esta última etapa es la más importante a considerar para la previsión del agua de abastecimiento. Se puede citar que el control del incendio depende de: los posibles tiempos de respuesta, las acciones que deban tomar los operadores de proceso, el grupo de personas y su equipo requerido para la intervención en los primeros diez minutos del incendio y en su etapa posterior, la necesidad de hidrantes, monitores y/o sistemas de rociadores de agua fijos para enfriar estructuras/recipientes críticos, la confinación del fuego alrededor del área de incendio, y la posible extensión del incendio a otras áreas por desbordamiento y excesivo uso del agua contra incendio (esto último afecta solamente a los escenarios de incendio del Grupo 1).

La extinción final del incendio puede ser obtenida después de aislar la fuente de fuga y de haberse asegurado que toda la instalación crítica expuesta es enfriada eficientemente.

Para los escenarios de incendio del Grupo 2, el control del incendio y su extinción puede ser realizado al mismo tiempo.

Abastecimiento de agua contra incendios

Como se ha expuesto anteriormente, los peores casos de escenarios de incendio corresponden a los clasificados como Grupo 1 (fig. 2), en el análisis del riesgo de incendio.

Son situaciones típicamente controlables unos caudales másicos de 1 kg/s para dardos o chorros de fuego (jet fires) y 2 kg/s para incendios de charco los cuales corresponden a dardos o chorros (jet) de 10-15 m de longitud y a charcos (pool) de 50 m2 de superficie respectivamente.

Para el cálculo del agua contra incendios requerida para enfriamiento se puede hacer una distinción básica entre tres situaciones de exposición al incendio, cada una con su propia recomendación de cantidad de agua de aplicación, (ver Tabla 1).

Tabla 1: Agua contra incendios requerida para enfriamiento (según NFPA-15)

Los caudales de aplicación de agua contra incendios están expresados por m2 de recipiente o por m2 de área de su superficie proyectada.

La Tabla 1 se puede usar para estimación del número de hidrantes y monitores requeridos para proveer el agua de enfriamiento del escenario de incendio. También se puede aplicar para establecer el criterio de proyecto para sistemas fijos de difusores de agua y de diluvio.

Los manuales guías generales proponen un caudal mínimo de agua de extinción de 4-20 litros/min/m2 (expresado por m2 del área de la superficie proyectada). Los caudales de aplicación serán evaluados para cada escenario de incendio

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