Preguntas frecuentes acerca de Sistemas de Rociadores – Rociadores en techos muy inclinados
Una pregunta común entre los diseñadores de sistemas de rociadores es qué pasa cuando el techo de la ocupación (ejemplo una bodega de almacenaje) o un área determinada que requiere rociadores tiene una pendiente de techo mayor al 16% (aproximadamente unos 10° de pendiente), que es la restricción por naturaleza en la NFPA 13. Antes de dar posibles soluciones a esta situación, es oportuno mencionar que estos artículos no pretenden ser exhaustivos sino plantear en manera rápida las respuestas, mucha de ellas referenciadas (ejemplo, ver NFPA 13 articulo xxxx).
Lo primero es entender qué pasa con los rociadores en techos inclinados. Para ello nos apoyaremos en una imagen de la Asociación Brasileña de Rociadores, que se muestra a continuación.
Como se muestra en la figura, un incendio (o un fuego) en un punto bajo del techo, hará que el calor (los gases calientes del penacho del incendio) se muevan o trasladen hacia el punto más alto del cuarto. Así, aun cuando el fuego se origine debajo de los rociadores ubicados en la parte baja del techo (1) los rociadores que se activarán primero son los que están en la cumbrera o parte más alta del techo. El agua de esos rociadores no llegará al incendio, sino que se debe esperar a que el techo se llene de gases calientes hasta que alcancen los rociadores ubicados en (1). Esto implica, primeramente, que existirá un retraso en la activación de los rociadores que deberían actuar para controlar el incendio, es decir, se activarán mucho tiempo después de iniciado el incendio, y por ende habrá crecido más de lo esperado, y por ende el HRR del incendio requerirá más agua para controlarlo. Lo otro que podría pasar (aun cuando hay estudios que revelan que el efecto solo es notorio a partir de pendientes de 18°) es que el patrón de agua del rociador se deformará, haciéndolo menos efectivo en el control del incendio.
¿Cuales son las posibles soluciones?
Lo primero es que hay que separar las aplicaciones del sistema de rociadores en dos posibles: sistemas para riesgo de ocupación, también llamadas de no almacenamiento (riesgo ligero, ordinario, extra) , y riesgo de almacenamiento.
Para ambas aplicaciones, la solución simple es instalar un techo falso con pendiente de 0%, al menos en las áreas del techo donde hay una pendiente superior al 16% (o en toda el área, depende del caso).
Si un techo falso no es la solución, entonces las opciones que da la NFPA 13 (ojo, en FM Global podrían haber otras soluciones) son las siguientes:
Para aplicaciones de riesgo de ocupación, también llamadas de no almacenamiento (riesgo ligero, ordinario, extra), la NFPA 13 permite, si está haciendo uso de ciertos tipos de rociadores, aumentar el área de diseño en 30%. Esto por cuanto el retraso en la activación de los rociadores aumentará el consumo de agua del sistema para extinguir un fuego del mismo tamaño con un techo sin pendiente, como establece la sección 19.2.3.2.4 Cielorrasos con pendiente.
El área de funcionamiento del sistema debe ser aumentada en un 30 por ciento sin modificar la densidad cuando se usen los siguientes tipos de rociadores en cielorrasos con pendiente con una inclinación que exceda de 1 en 6 (un incremento de 2 unidades en un tramo de 12 unidades, una pendiente del techo del 16.7 por ciento) en aplicaciones que no sean de almacenamiento:
(1) Rociadores pulverizadores, entre los que se incluyen rociadores de cobertura extendida listados de acuerdo con 11.2.1(4), y rociadores de respuesta rápida
(2) Rociadores CMSA
El aumento del área de diseño del 30 por ciento para techos inclinados con una pendiente superior a 2 en 12 (16,7 por ciento) se basa en los ensayos de FM Global. En esas pruebas, las pendientes superiores al 16,7 por ciento dieron lugar a patrones erráticos de funcionamiento de los rociadores que podrían afectar negativamente a los rociadores que funcionan fuera del área de diseño. Es probable que el calor del incendio se acumule cerca del pico de la pendiente y active los rociadores que se encuentran a cierta distancia del incendio. El artículo 19.2.3.2.4 compensa el hecho de que se espera que funcionen más rociadores bajo superficies de pendiente pronunciada. El modificador se aplica a todos los rociadores permitidos bajo un techo inclinado, incluidos los rociadores de respuesta rápida.
El aumento del 30% del área de diseño no se aplica a los rociadores que utilizan métodos distintos del método densidad/área para determinar sus criterios de descarga, como los rociadores residenciales o los ESFR. Además, su aplicación no permite el uso de rociadores limitados a pendientes no superiores a 2 en 12, como los ESFR (al menos en la NFPA 13)
El aumento del área de diseño está pensado para aplicarse únicamente a techos o tejados con pendiente continua. El aumento no se aplica a techos en diente de sierra u otras situaciones similares en las que la inclinación es pequeña en relación con el área de diseño del rociador.
Para las aplicaciones de almacenamiento, hay en si misma 2 posibles soluciones. La primera es que si el almacenamiento es misceláneo o de baja altura (por favor no confundir ambos términos) dependiendo de la mercancía, su arreglo de almacenamiento, la altura de almacenamiento y la altura del techo, ese almacenamiento se puede considerar como un riesgo de ocupación (considerar, no es que se convierte en un riesgo de ocupación), en cuyo caso se podría analizar la aplicación de la Tabla 4.3.1.7.1.1 Criterios de descarga para el almacenamiento misceláneo de hasta 12 pies (3.7 m) de altura, previo análisis por el capitulo 20 (es el ritual cuando se trabaja con almacenamiento de baja altura), y por ende si el techo tiene una pendiente superior al 16%, se puede aplicar la sección 19.2.3.2.4 Cielorrasos con pendiente.
Si el almacenamiento supera las alturas y condiciones para aplicar la tabla Tabla 4.3.1.7.1.1 (y las secciones relacionadas, por favor, revise siempre el contexto en la norma) entonces, la opción actual en la NFPA 13 es aplicar métodos de protección alternativos, como lo establece la sección 20.9.1 Pendiente del cielorraso:
Salvo sea permitido por 20.9.1.1, los criterios para sistemas de rociadores especificados en los Capítulos 20 a 25 sean aplicados a edificios con pendientes del cielorraso que no excedan de 2 en 12 (16.7 por ciento).
20.9.1.1 Las siguientes situaciones permitirán el almacenamiento bajo techos con pendiente superior a 2 en 12 (16.7 por ciento):
(1) Donde una sección específica en el Capítulo 20 a 25 permita una pendiente de cielorraso en exceso de 2 en 12 (16.7 por ciento).
(2) Donde el almacenamiento esté protegido por rociadores en estanterías de acuerdo con una de las opciones de la Sección 25.6, siempre que no se coloque almacenamiento por encima del nivel más alto de los rociadores en estanterías.
La sección 25.6 es la referida a las Opciones de protección de rociadores en estanterías independientes de los rociadores de techo, donde se introduce el concepto de “piso virtual”. Bajo este concepto, agregar rociadores en estanterías (in-reck) con los criterios de la sección 25.6, convierte el último nivel de rociadores in-rack en una suerte de “piso virtual”, por cuanto las barreras sólidas o los niveles de rociadores ESFR que alli se diseñan, no permiten el crecimiento vertical del incendio. Si no se deja mercancía por encima del último nivel de rociadores, es como si los racks “desaparecen” dejando el resto de la ocupación solo con riesgo de ocupación. Esto se explica en la sección 25.6.3.2 Requisitos del sistema de rociadores a nivel de techo y su anexo.
25.6.3.2.1*. Cuando los rociadores en estante se ajusten a lo dispuesto en la Sección 25.6, el nivel superior de los rociadores en estante se considerará un piso a efectos de diseño del sistema de rociadores de cielorraso.
25.6.3.2.2 . El sistema de rociadores a nivel del techo deberá ajustarse a las directrices descritas en los Capítulos 20, 21, 22, o 23, en función del riesgo de la mercancía y del rociador a nivel del techo, excepto en los casos modificados en la Sección 25.6.
A.25.6.3.2.1 El diseño para el sistema de rociadores del cielorraso puede tratar el nivel superior de rociadores en estanterías como un piso, permitiendo así alturas de almacenamiento por encima del nivel superior de rociadores en estanterías que excedan de 10 pies (3 m). Por ejemplo, si un almacenamiento en estanterías abiertas de plásticos del Grupo A en cajas de cartón estaba a 70 pies (21.3 m) de alto debajo de un cielorraso a 80 pies (24.4 m) y se instaló un nivel de rociadores en estanterías según la Opción 2 de la Tabla 25.6.2.2 en el nivel de 40 pies (12.2 m), el sistema de rociadores de cielorraso podría ser diseñado basándose en un almacenamiento a una altura de 30 pies (9.1 m) que se mantenga debajo de un cielorraso a 40 pies (12.2 m) de alto.
Luego, a partir de estas consideraciones mencionadas, el lector podrá profundizar un poco más en los temas tratados, pero allí están, en forma esquematizadas, las posibles soluciones al problema de los sistemas de rociadores en techos inclinados.
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