SEGURIDAD DE LOS AGENTES LIMPIOS

La seguridad de los agentes limpios usados en la supresión de incendios es un concepto relativo al nivel de toxicidad en condiciones de exposición a estos, basado en un concepto llamado “dosing” que es la relación entre la concentración mínima de exposición sin efectos adversos a la salud y el tiempo de exposición máxima a dicha concentración, o dicho de otro modo, una concentración dañina de un determinado agente en el ambiente no necesariamente es mortal sin un tiempo mínimo de exposición.

Para entender cuán seguro es un agente de supresión de incendios se deben entender algunas definiciones preliminares.

Primero, la definición de Agente Limpio de acuerdo a la NFPA 2001, para no confundir con otras sustancias supresoras, y que se entiende como un agente extintor volátil o gaseoso que no es conductor de la electricidad y que no deja residuos al evaporarse. El CO2 (dióxido de carbono) no se considera un agente limpio por cuanto no está contenido en la NFPA 2001, y se rige por la NFPA 12. Tampoco se consideran agentes limpios los aerosoles a base de sales (como el bromuro de potasio) ni los sistemas de inundación con polvo químico (a bases de fosfato monoamónico, bicarbonato de sodio, o similares).

Luego, los tipos de agentes limpios, que de acuerdo a la NFPA 2001 se dividen en dos clases esencialmente, los halocarbonados, que es un agente que contiene como componentes primarios uno o más compuestos orgánicos que contienen uno o más de los elementos flúor, cloro, bromo o yodo, llamados también “agentes químicos” y los gases inertes, y los gases inertes que son agentes que contienen uno o más de los siguientes gases como componentes: helio, neón, argón o nitrógeno, y que también puede contener dióxido de carbono como componente menor (menos del 8% de éste último).

Entre los agentes limpios halogenados más conocidos se encuentra (en sus nombres comerciales) el FM200, el Ecaro 25, el Novec 1230 y sus moléculas químicas fabricadas por terceros, y entre los gases inertes, el Inergen, el Argonite, y similares, que son mezclas de nitrógeno, argón y eventualmente CO2 (menos del 8% de este último).

El siguiente concepto de interés es el mecanismo de extinción o supresión. En el caso de los halogenados, dependiendo de la sustancia, el incendio se extingue o bien por enfriamiento (los agentes halogenados son esencialmente gases refrigerantes) o por inhibición de la reacción en cadena del fuego, o ambos. El FM200, por ejemplo, extingue el fuego por inhibición de la reacción en cadena del fuego y enfriamiento, mientras el Novec 1230, solo por enfriamiento. Ningún agente halogenado controla el incendio por desplazamiento de oxígeno o disminución de la concentración de este, por lo tanto, no producen asfixia. En el caso de los gases inertes, el mecanismo de extinción es por inertización del ambiente, es decir, reduciendo la concentración de oxígeno por debajo de la mínima que sostiene la combustión (típicamente 15%). En algunos casos como el Inergen, que ha sido probado en humanos, su mezcla de gases permite la extinción y la atmosfera creada por este agente es respirable por los humanos.

La otra es la concentración de diseño, o concentración del agente, la cual es la proporción de dicho agente en volumen del recinto protegido.  Para el caso de los halogenados, la concentración de extinción es la mínima relación en porcentaje de volumen (% Vagente/Vrecinto) que logra a extinción. En el caso de los gases inertes, se habla de concentración de inertización que es aquella donde una mezcla estequiométrica del gas con el aire no permite la combustión o la inhibe.

Otra definición de interés es la de los espacios o recintos donde se usan los agentes, que es de suprema importancia para la selección de un agente de extinción (sea agente limpio, CO2 u otro). En este sentido, las clasificaciones son las siguientes:

• Recinto o espacio ocupable. Recinto o espacio cuyas dimensiones y características físicas permiten la entrada de una persona. Cualquier ambiente, asi sea un túnel de cables, o debajo de una máquina, donde quepa una o más personas, aun cuando sea un ambiente confinado, se considera ocupable.
• Recinto o espacio normalmente ocupado. Recinto o espacio en el que se encuentran una o más personas en condiciones normales. Un ejemplo de estas sería un sala de control o un data center.
• Recinto o espacio normalmente no ocupado. Recinto o espacio que normalmente no está ocupado pero en el que pueden entrar ocasionalmente una o varias personas durante breves períodos. Esto podría incluir cuartos eléctricos, salas de bombas, túneles de cables, el interior de un generador, entre otros.
• Recinto o espacio no Ocupable. Recinto o espacio que tiene unas dimensiones y características físicas tales que no podría entrar en él una persona. Un ejemplo podría ser un gabinete eléctrico, o la trinchera o cárcamo debajo de una máquina por donde pasan los cables o tuberías de proceso pero no alcanza a entrar una persona ni parada o acostada. Podria también referirse a un ambiente o recinto inaccesible.

Con las definiciones anteriores, se puede entrar a mencionar los aspectos relacionados con la seguridad de los agentes limpios. Para ello se deben mencionar dos definiciones de importancia que son el NOAEL y el LOAEL

Nivel de Efectos Adversos no Observados (NOAEL). Es la concentración máxima a la cual no se ha observado ningún efecto adverso de carácter fisiológico o toxicológico en las personas expuestas al agente. Para entender este concepto, se puede usar como analogía la máxima cantidad de una sustancia, considerada tóxica, que puede ingerir alguien si mostrar signos de intoxicación, por ejemplo, un veneno, que requiere de una dosis mínima para ser mortal, luego, la máxima concentración de veneno que una persona puede tolerar sin presentar signos de envenenamiento sería el “NOAEL” (no aplica para el veneno, es solo una analogía).

Nivel Mínimo de Efectos Adversos Observables (LOAEL). Es la concentración mínima a la cual se ha observado un efecto adverso de carácter fisiológico o toxicológico. Esto sería el mínimo valor de la concentración del agente que comienza a ser tóxico. La confusión entre los términos NOAEL y LOAEL se deriva que en el primero se habla de una concentración máxima que no es tóxica y en la segunda de la mínima que empieza a ser tóxica. Usando la analogía anterior del veneno, el LOAEL sería la mínima concentración que se requiere para que el veneno tenga efecto en la persona (aun sin matarlo eventualmente, recuerde, es una analogía).

Para comprender el concepto de NOAEL y LOAEL usaremos el siguiente gráfico donde se muestran las concentraciones típicas del NOVEC 1230 y sus valores de toxicidad. Un valor de concentración de extinción típica de NOVEC 1230 (esto puede variar de acuerdo con la versión de la NFPA 2001 o el manual del fabricante) es de 4.70 % en volumen de Novec respecto al volumen total del cilindro. En el caso mostrado, el NOAEL del Novec 1230 es de 10%, es decir, una persona dentro de un recinto donde se libere este agente podrá soportar hasta el 10% de concentración sin mostrar signos de intoxicación (típicamente mareos), y si la concentración sigue subiendo, hasta el LOAEL, 10,5%, empezará a sentir signos de intoxicación.

El rango de concentración entre el valor de diseño (4,70%) y el NOAEL (10%) se llama “factor de seguridad” y expresa cuanta sobreconcentración máxima puede tolerar una persona en un recinto con un agente determinado. En el caso del NOVEC es de más del 100% (es decir, una persona puede tolerar más del doble de la concentración de diseño sin presentar efectos de intoxicación). Estos valores de concentración de diseño y finales del agente se calculan mediante software y no empíricamente, por lo tanto, es poco probable que en un ambiente exista una sobre concentración tóxica por un agente limpio. Se muestra un ejemplo de la salida de un software de cálculo mostrando los valores de concentración calculada para un recinto en particular.

Como se observa, en este cálculo se determina cual es la concentración esperada de agente (cuadro rojo) de 4.74% y cual es la máxima concentración esperada (cuadro azul) de 4.89%, estando por debajo del 50% del NOAEL. Si el lector está leyendo una versión digital de este documento, puede acceder al siguiente enlace para ver una prueba de descarga de NOVEC donde hay personas y no presentan signos de intoxicación: https://www.youtube.com/watch?v=NZoZNWuGjTw

Cada agente posee un valor de concentración, NOAEL y LOAEL asociados. En el caso del FM200, la concentración de diseño típica (puede variar si el sistema es listado UL para diseño por NFPA 2001 o aprobado FM para diseño por Fm Global Data Sheet 4-9) es de 7% y su NOAEL es del 9% y su LOAEL es de 10%, por lo que a su concentración de diseño no es tóxico para las personas. Un cuadro resumen de estos dos agentes se muestra a continuación, comparándolo con el INERGEN, que es un gas inerte.

En líneas generales, un agente supresor que tenga un NOAEL por encima de su concentración de diseño, se considera seguro para los ocupantes de un recinto (bajo ciertas consideraciones de seguridad como alarmas de evacuación previas a la descarga, por ejemplo) si éste se libera en forma accidental y las personas se exponen al agente.

La NFPA 2001 establece que se permiten los sistemas de agentes halogenados (como el FM200 o el Novec 1230 para espacios normalmente ocupados hasta las concentraciones de hasta el NOAEL sin ningún límite de exposición (o dosing), y sobre el NOAEL (sin sobrepasar el LOAEL) hasta 5 minutos. Dicho en otras palabras, en el peor de los casos de concentración para un agente dado, dependiendo de cual agente se usa, una persona se podría exponer hasta por 5 minutos a éste sin que le cause efectos adversos (mareos por ejemplo) y nunca le producirá la muerte.

Un ejemplo de un agente supresor cuyo NOAEL está por debajo de su concentración de diseño es el CO2. Las concentraciones típicas de diseño del CO2 están entre 30% y 65% (depende de la aplicación) mientras que su NOAEL está alrededor del 10% al 15%, esto implica que en el evento de una descarga accidental (no una descarga secuenciada por el sistema de detección que incluya alarmas de evacuación previas a la liberación del CO2, por ejemplo) sería mortal para los ocupantes.

Por lo anterior expuesto, cuando un ambiente es ocupable, bien sea normalmente ocupado o no ocupado, deben usarse para el sistema de supresión agentes seguros para las personas (NOAEL mayor a la concentración de diseño) y serán más seguros aquellos que por su naturaleza o ensayos hayan demostrado ser seguros. Un agente no seguro (como el CO2) debe usarse solo en aplicaciones de ambientes no ocupables (donde no pueden entrar personas por las características físicas del recinto, por ejemplo, un gabinete eléctrico inaccesible para una persona) y nunca en ambientes ocupables. Se deja al lector una tabla comparativa de diferentes agentes limpios con sus características más importantes, incluyendo lo referente a la seguridad en humanos.

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