ES2193902T7 - Método de inertización para la prevención y extinción de incendios en espacios cerrados - Google Patents

Método de inertización para la prevención y extinción de incendios en espacios cerrados Download PDF

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Abstract

Procedimiento de inertización para la reducción de riesgos y para la extinción de fuegos en espacios cerrados, caracterizado porque abarca los siguientes pasos: a) el contenido en oxígeno en el recinto encerrado es rebajado hasta un determinado nivel básico de inertización. b) en caso de un fuego se sigue reduciendo rápidamente el oxígeno hasta un nivel total de inertización.

Description

La presente invencion se refiere a un procedimiento de inertizacion para la reduccion del riesgo y para apagar incendios en recintos cerrados, asi como un dispositivo para la ejecucion del procedimiento.
En recintos cerrados que solamente de vez en cuando son penetrados por seres humanos o animales y cuyas instalaciones reaccionan sensiblemente a los efectos del agua se sabe como hacer frente al peligro de incendio reduciendo la concentracion de oxigeno en la zona afectada a un valor de en promedio aproximadamente 12%. Con esta concentracion de oxigeno, la mayoria de las materias ya no pueden arder. Los campos de aplicacion principales son las zonas de proceso de datos, recintos con para conmutadores y distribuidores electricos, instalaciones cerradas asi como zonas de almacenamiento de mercancia valiosa. El efecto de extincion resultante de este metodo se basa en el desplazamiento del oxigeno. Como es sabido, el aire normal de ambiente se compone en un 21% de oxigeno, en un 78% de nitrogeno y en un 1% de otros gases. Para la extincion se incrementa aun mas mediante induccion de nitrogeno puro la concentracion de este en el recinto afectado y con ello se logra la reduccion del oxigeno. Se sabe que comienza el efecto de extincion del fuego cuando la proporcion de oxigeno se reduce a por debajo del 15% de volumen. En funcion de los materiales ignifugos que se encuentren en el recinto afectado puede ser necesaria una reduccion mas acusada de hasta los mencionados 12% vol.
En esta "tecnica de extincion por gas inerte", como la inundacion del local en peligro de incendio o en situacion de incendio con gases que desplazan el oxigeno como son el nitrogeno, dioxido de carbono, gases nobles y mezclas de estos, por regla estos gases se almacenan en recintos auxiliares contiguos en unas botellas de acero. En caso necesario este gas es conducido mediante un sistema de tuberia a las toberas de salida en el local en cuestion. Sin embargo, la extincion mediante esta tecnica con gas inerte conlleva algunos problemas, y muestra respecto al tamano del local unos claros limites. En locales grandes, como por ejemplo con un superficie de base de 20 " 50 m y 6,5 m de altura, resulta un volumen de 6.500 m3. Como botellas de acero se utilizan a nivel estandar las que tienen una capacidad de 80 l.n instalaciones de extincion con gas inerte estas se llenan a una presion de 200 bar, lo que debido a la capacidad limite de carga de los soportes disponibles, la magnitud arriba mencionada representa el limite actual. Con 200 bar de presion en la botella, 80 l abarcan por ejemplo 18,3 kg de nitrogeno, lo que en estado relajado entonces resulta en 16 m3 de nitrogeno a una presion de entorno de 1 bar. Para inundar de gas inerte el local mencionado con un volumen de 6.500 m3 seria necesario aproximadamente el contenido de 300 botellas de acero. Una botella de estas pesa llena aproximadamente 100 kg., lo que con 300 botellas daria un peso de 30 t.. A esto habria que anadir el peso de los tubos, las armaduras, etc, de modo que esto presentaria muchas exigencias a la capacidad de carga de soporte de los recintos de almacenamiento. Ademas, se necesitaria una gran superficie para ubicar en ella tal cantidad de botellas. Con ello se hace evidente, que la tecnica de extincion de incendios con gas inerte topa en el caso de locales de mayor tamano con un problema respecto a la capacidad de almacenamiento y soporte de los recintos de almacenamiento. Almacenar las botellas en un recinto en el sotano tampoco es una solucion satisfactoria, aunque alli no es importante la capacidad de soporte. Se tendrian que instalar una serie de largas tuberias que saliesen del sotano, lo que a plantearia un esfuerzo adicional de construccion que a posteriori en muchos casos no es factible de superar y que ademas prolonga inadecuadamente el tiempo de induccion del gas inerte.
La US-A-3 830 307 discute un dispositivo de extincion de incendios en recintos cerrados con un dispositivo de deteccion de incendios para detectar una magnitud caracteristica de incendios en el aire del recinto, y un recipiente con nitrogeno gaseoso o liquido como gas inerte. Este es conducido a traves de una tuberia al recinto a vigilar, llegando el nitrogeno a penetrar el recinto en forma de gotas muy pequenas y bien difundidas a traves de una tobera reduciendose asi rapidamente el contenido de oxigeno a un nivel determinado de plena inertizacion. En ello se propone como prevencion tambien reducir el contenido de oxigeno a un 11%.
Como objetivo de la presente invencion se propuso la indicacion de un procedimiento de inertizacion para reducir el riesgo de incendio y para la extincion de los mismos en locales cerrados que facilite una extincion efectiva de un incendio con una reducida capacidad de almacenamiento de botellas de gas inerte.
Este objeto se logra mediante el metodo de inertizacion descrito con los siguientes pasos de procedimiento. En primer lugar se reduce el contenido de oxigeno en el local cerrado a un nivel de inertizacion basico de por ejemplo 16%, in en el caso de un incendio se sigue reduciendo el contenido de oxigeno a un determinado nivel de inertizacion total de por ejemplo 12% Vol. o mas por debajo. Un nivel de inertizacion basico de 16% de concentracion de oxigeno no significa peligro alguno para personas o animales, de modo que estos pueden aun penetrar en el recinto sin problema alguno. El nivel de inertizacion total de puede ajustarse o bien de noche, cuando ninguna persona o animal entra en el local, o directamente como reaccion a un incendio avisado. Con un 12% Vol. De concentracion de oxigeno, el punto de inflamacion de la mayoria de materiales se ha rebajado tanto que estos ya no pueden arder.
Las ventajas de este metodo segun la invencion estan especialmente en que la cantidad de recipientes requeridos en caso de incendio se reduce claramente. Con ello se reducen los costes totales de las instalaciones de prevencion y extincion de incendios. Ademas de esto, se necesita a nivel de construccion un dispositivo de descarga de presion mas pequeno, ya que en caso de un incendio solamente debe entrar un volumen de gas mas reducido dentro del corto periodo de tiempo disponible, para el cual debe de haberse previsto una descarga a nivel de construccion.
El problema antes mencionado se soluciona ademas mediante un dispositivo de ejecucion de este metodo, que muestra los siguientes componentes: Un dispositivo de medicion de oxigeno en el local a vigilar; una primera instalacion para produccion de gases que desplazan oxigeno o para la extraccion del mismo del recinto a vigilar; una segunda instalacion para la introduccion subita de un gas que desplaza oxigeno en el local a vigilar, y un dispositivo de deteccion de incendios para detectar una magnitud caracteristica de incendio en el aire del local. Para solucionar este problema se ha previsto un control, que en funcion del contenido de oxigeno del aire del recinto a vigilar da una senal de inertizacion basica al primer equipo para la produccion del gas que desplaza oxigeno o para la extraccion de oxigeno, y que en funcion de una senal de deteccion del dispositivo de deteccion de incendios da una senal de inertizacion completa al segundo equipo.
Este dispositivo segun la invencion realiza de modo ideal la union del procedimiento segun la invencion con un dispositivo de deteccion de incendios. El control segun la invencion para dar la senal de inertizacion basica y la senal de inertizacion completa contempla en ello las condiciones caracteristicas del recinto a vigilar cuyo nivel de inertizacion basico se han calculado previamente segun tamano y tipo del local.
Unos desarrollos ventajosos del procedimiento se indican en las sub-reivindicaciones 2 -9, y para el dispositivo en las reivindicaciones 10 - 13.
Preferentemente, el procedimiento de inertizacion conlleva los demas pasos de procedimiento siguientes que se ejecutan antes del primer paso, la reduccion del contenido de oxigeno a un determinado nivel de inertizacion basica: Tras este desarrollo ulterior en primer lugar se mide el contenido de oxigeno en el recinto que hay que vigilar y tras esto en un segundo paso se realiza la reduccion al nivel de inertizacion basico en funcion del valor de medicion del oxigeno. Con ello, el procedimiento de inertizacion se ajusta a ciertas fugas en el recinto, llevandose a cabo una regulacion clasica del contenido de oxigeno del recinto a vigilar.
En particular se integra en el procedimiento un detector de magnitudes de incendio, que en caso de incendio da una senal de inertizacion total.
En relacion con ello, al aire del local a vigilar se le extrae continuamente antes de la reduccion a un nivel determinado de inertizacion total unas muestras representativas, que se llevan a un detector de magnitudes de incendio, que en caso de incendio da una senal para la inertizacion total. Este aspecto es una interpretacion tecnica de procedimiento de la union de un conocido dispositivo de deteccion de incendios a base de aspiracion, con la tecnica de extincion de incendios con gas inerte. En ello se entiende por dispositivo de deteccion de incendios a base de aspiracion, un dispositivo de deteccion de incendios que en una cantidad de puntos aspira activamente a traves de un sistema de tuberias o canales una porcion representativa del aire del recinto, conduciendo seguidamente esta muestra a una camara de medicion con un detector para captacion de una magnitud caracteristica de incendio.
Bajo el concepto de "magnitud caracteristica de incendio" se entiende las magnitudes fisicas que en el entorno de un incendio recien formado estan sometidas a unos cambios mensurables, por ejemplo, la temperatura de entorno, la proporcion de material solido, gaseoso, o liquido en el aire del entorno (creacion de humo en forma de particulas o aerosoles o vapor) o la radiacion del entorno.
El metodo se deja llevar a cabo de manera especialmente ventajosa cuando el nivel de inertizacion basico mediante produccion mecanica y ulterior introduccion de gases que desplazan el oxigeno o no obstante tambien mediante una extraccion mecanica del oxigeno. Esto es factible en tanto este disponible mas tiempo para la reduccion al nivel de inertizacion basico, de modo que baste una reduccion progresiva del contenido de oxigeno en el correspondiente local mediante una maquina, Frente a ello se ha previsto para alcanzar rapidamente el nivel de inertizacion basico preferentemente una introduccion de gases que desplazan oxigeno en el local cerrado, para lo que fundamentalmente pueden emplearse todos los 1gases inertes. Preferentemente, estos pueden estar disponibles para su aplicacion en unos envases de gas, los cuales incluso en locales de mayor tamano el volumen a llenar entre el nivel de inertizacion basico y el nivel de inertizacion total ya no cause mas problemas. Ademas de eso un produccion mecanica de gases que desplazan oxigeno, por ejemplo por un maquina de nitrogeno es de gran ventaja, ya que con ello tambien los recipientes de gas que se ocupan de la inertizacion completa no pueden rellenarse tras su utilizacion.
Finalmente se ha previsto preferentemente que la introduccion de los gases que desplazan oxigeno se realiza en funcion del contenido de oxigeno medido en el recinto cerrado. Con ello se logra que solamente se aplique siempre la cantidad necesaria para la inertizacion completa.
Se ha mencionado antes que una de las ventajas del procedimiento segun la invencion puede verse en que este se deja combinar con los dispositivos detectores de incendios conocidos. En los asi denominados dispositivos de deteccion de incendios de aspiracion es necesario un control continuado de la velocidad de flujo de las cantidades parciales representativas. Segun un desarrollo del dispositivo segun la invencion se ha previsto que el dispositivo de medicion de oxigeno este integrado en la carcasa del detector del dispositivo de deteccion de incendios, en donde tambien ha sido dispuesto el dispositivo de control de flujo del aire.
Preferentemente, la produccion de gases que desplazan oxigeno para alcanzar el nivel de inertizacion completo se lleva a cabo de modo mecanico mediante una maquina de nitrogeno o similar. Ya se ha dicho que con ello se pueden rellenar de modo ventajoso los recipientes de gas, una vez vaciados.
Mas abajo se describe en mayor detalle el procedimiento segun la invencion, basandose en un diagrama de flujo:
Esta por vigilar un local cerrado con aire normal con las habituales proporciones de oxigeno de 21% Vol. Para aminorar el riesgo de incendio se reduce el contenido de oxigeno en el local encerrado mediante introduccion de nitrogeno desde una maquina de nitrogeno, hasta alcanzar un determinado nivel de inertizacion basico. Previa-y simultaneamente a la reduccion al nivel de inertizacion basico se mide continuamente el oxigeno en el aire del local a vigilar. Esta indicacion nominal ha sido previamente calculada en base a las caracteristicas del recinto y usando equipamiento con aparatos de procesamiento de datos y similares. Un dispositivo en base a la aspiracion de deteccion de incendios que esta equipado con un detector de magnitudes caracteristicas de un incendio aspira continuamente a traves de un sistema de tuberias o canales unas porciones representativas del aire del local y las lleva hacia un detector de magnitudes caracteristicas de incendio. Si se detecta una magnitud caracteristica de incendio y es reconocida tras pasar por filtros de seguridad efectivamente como un incendio, entonces rapidamente se inunda el recinto de gas proveniente de las botellas de nitrogeno, hasta que se logra la concentracion de oxigeno deseada. Esta ha sido previamente determinada en base a los materiales ignifugos existentes en el local.
En tanto no exista incendio se comprueba continuamente con el dispositivo de medicion de oxigeno, si se ha alcanzado un pico bajo de una concentracion de oxigeno perjudicial para la salud. Si esto aun no es el caso, la maquina de oxigeno sigue recibiendo la senal de nivel de inertizacion basico y sigue inundando el recinto con nitrogeno. Si se alcanza el pico bajo danino para la salud se realiza una consulta del valor predeterminado de si se deben crear las condiciones para funcionamiento nocturno o las condiciones para funcionamiento diurno. Si el recinto no tiene ya porque ser penetrado por personas o animales, entonces se da a la maquina de nitrogeno la senal para el nivel de inertizacion total, a lo que en funcion del contenido medido de oxigeno se lleva a cabo otro desplazamiento de oxigeno, hasta que se llegue a alcanzar la concentracion predeterminada apta para la extincion del local y de los materiales en el existentes. Si no obstante el local no debe ser penetrado, se mantiene mediante el dispositivo de medicion de oxigeno la concentracion de oxigeno en un valor no perjudicial para la salud de aproximadamente 16%.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un metodo de inertizacion para la reduccion del riesgo de y para la extincion de incendios en locales cerrados caracterizado�oorque comprende los siguientes pasos:
    a) reducir el contenido de oxigeno en el recinto encerrado hasta alcanzar un nivel especifico de inertizacion basica. y b) en caso de un incendio, reducir rapidamente el contenido de oxigeno aun mas desde el nivel de inertizacion basica hasta un nivel especifico de inertizacion total
    caracterizado�oo�
    el siguiente paso adicional de metodo antes del paso b) del metodo:
    b1) alimentar muestras de aire representativas extraidas continuamente del aire del local a vigilar a un detector de magnitudes caracteristicas de incendio, el cual en caso de incendio emite una senal para la inertizacion total.
  2. 2.
    El metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado oor los siguientes pasos adicionales del metodo antes del paso a) del metodo:
    a1) medicion del contenido de oxigeno en el local a vigilar: a2) la reduccion al nivel de inertizacion basica se realiza en funcion del valor medido del oxigeno.
  3. 3.
    El metodo segun la reivindicacion 1 o 2,
    caracterizado�oorqu�
    la reduccion a y el mantenimiento de los niveles deseados de inertizacion basica se lleva a cabo mediante produccion y / o introduccion de gases que desplazan el oxigeno.
  4. 4. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
    caracterizado�oorqu�
    la reduccion a y el mantenimiento de los niveles deseados de inertizacion basica se lleva a cabo mediante un dispositivo de extraccion de oxigeno.
  5. 5.
    El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado�oorque la rapida reduccion del contenido de oxigeno hasta el nivel de inertizacion total se lleva a cabo mediante introduccion en el recinto cerrado de un gas que desplaza oxigeno.
  6. 6.
    El metodo segun la reivindicacion 5, caracterizado�oorque el gas que desplaza oxigeno se suministra desde unos depositos de gas.
  7. 7.
    El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado�oorque la introduccion del gas que desplaza oxigeno se lleva a cabo en funcion del contenido medido de oxigeno.
  8. 8.
    Un dispositivo de ejecucion del metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende:
    -
    un dispositivo de medicion de oxigeno en el espacio a vigilar,
    -
    un primer sistema para produccion de gas que desplaza oxigeno o para extraccion de oxigeno del espacio a vigilar,
    -
    un segundo sistema de introduccion rapida de gas que desplaza el oxigeno en el espacio a vigilar, y
    -
    un dispositivo detector de incendios para detectar una magnitud caracteristica de incendio en el aire del espacio, en el que se provee un controlador que emite una senal de inertizacion basica al primer sistema en funcion del contenido de oxigeno del aire del espacio a vigilar, y una senal de inertizacion total al segundo sistema en funcion de una senal de deteccion proveniente del dispositivo detector de incendios.
    caracterizado�oorqu�
    el dispositivo detector de incendios es un dispositivo detector de incendios por aspiracion.
  9. 9.
    El dispositivo segun la reivindicacion 8, caracterizado oorque el dispositivo de medicion de oxigeno esta integrado en la caja del detector del dispositivo detector de incendios.
  10. 10.
    El dispositivo segun la reivindicacion 8 o 9, caracterizado�oorque
    la produccion de gas que desplaza oxigeno para alcanzar el nivel de inertizacion basica se efectua mecanicamente, por ejemplo por medio de una maquina de nitrogeno.
  11. 11.
    El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado�oorque
    5 se conmuta entre el nivel de inertizacion basico y el nivel de inertizacion completa en funcion de la necesidad de hacer accesible el espacio cerrado a los seres vivos, y en funcion de los requisitos sobre los momentos en los que debe ser posible una accesibilidad de los seres vivos al espacio cerrado, en donde el nivel de inertizacion basica se establece cuando debe permitirse la accesibilidad y en donde dicho nivel de inertizacion basica es luego mantenido durante el periodo requerido para la
    10 accesibilidad.
  12. 12. El dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado�oorque el controlador conmuta entre el contenido de oxigeno del nivel de inertizacion basica y el del nivel de inertizacion completa del espacio a vigilar, por ejemplo entre modos de funcionamiento diurno y
    15 nocturno, teniendo en cuenta los requisitos de si debe ser posible el acceso de seres vivos al espacio, en donde el controlador conmuta el contenido de oxigeno al nivel de inertizacion basica cuando debe garantizarse accesibilidad al espacio y luego mantiene este nivel durante el periodo de tiempo requerido.
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