ES2335982T3 - Sistema de extincion de fuego con espuma. - Google Patents
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Abstract
Sistema de extinción de incendios con la ayuda de espuma, caracterizado porque incluye: - un tubo (10) destinado a ser colocado encima de un espacio a proteger y que puede ser alimentado con la ayuda de una mezcla de agua a presión y de emulgente; y - al menos una boquilla de extinción (12) constituida por al menos una ranura (24) practicada en la pared de dicho tubo y por una jaula de expansión (26) dispuesta para recibir la mezcla de agua a presión y de emulgente entregada por dicha ranura y producir la espuma que es derramada sobre dicho espacio.
Description
Sistema de extinción de fuego con espuma.
La presente invención se refiere a las
instalaciones de protección contra incendios. Se refiere, más
particularmente, a un sistema de extinción por rociado del incendio
con la ayuda de espuma particularmente bien adaptado a la lucha con
los fuegos en grandes espacios cerrados, tales como los túneles, los
aparcamientos o los almacenes.
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Una instalación de ese tipo debe, en primer
lugar, estar equipada con detectores:
- de respuesta rápida, es decir, que reaccionan
instantáneamente a una elevación anormal de la temperatura, y
- fiables, es decir, tan poco sensibles como sea
posible a los cambios de temperatura (heladas, ...) pero igualmente
al polvo u otras suciedades que amenacen con "cegarlos"
parcialmente o totalmente.
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Una instalación de lucha contra incendios en un
espacio grande debe también ser capaz de responder, de manera
dirigida, a varios incendios separados unos de otros, lo que es
frecuente durante un incendio intencionado o cuando, en un túnel,
un primer incendio provoca colisiones en cadena y nuevos incendios.
Entonces, es vital que la instalación intervenga en este lugar y no
se encuentre prematuramente falto de medios de extinción ya que ha
agotado demasiado rápido sus recursos sobre el primer incendio.
Debido a los progresos realizados en el dominio
de los agentes emulsionantes (generalmente jabones líquidos), los
sistemas de extinción por espuma han conocido recientemente un
fuerte desarrollo. El ataque del incendio por medio de espuma es,
no solamente, más eficaz que el de una simple instalación de agua,
denominada "sprinkler", ya que asfixia el fuego en vez de
aportarle oxígeno, sino que, además, consume mucha menos agua, lo
que es una ventaja considerable en los túneles. Se apuntará, por
ejemplo, que una instalación con medios de expansión, bien adaptada
a este género de espacio, necesita solamente 1 litro de agua para
producir unos 30 a 40 litros de espuma.
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El documento de patente WO 03/041806 describe
una instalación de detección y de extinción de incendios en un
túnel que responde a las exigencias enunciadas más arriba y ataca el
incendio con la ayuda de espuma. Esta instalación incluye una
pluralidad de conjuntos distintos asignados cada uno de ellos a la
protección de un sector del túnel y que comprenden, para cada
sector:
- una pluralidad de detectores térmicos que
obturan, cada uno de ellos, el extremo de una conducción alimentada
con aire comprimido y que reaccionan a una elevación anormal de la
temperatura ambiente haciendo destaparse dicha conducción al aire
libre,
- un sistema de extinción por espuma que se
colocar encima del sector a proteger, y
- medios de mando que responden a una caída de
presión que resulta de la comunicación con el aire libre de la al
menos una de dichas conducciones con la alimentación de dicho
sistema con una mezcla de agua a presión y de emulgente que le
permite derramar la espuma de extinción sobre este sector.
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La presente invención tiene por objeto principal
proveer una versión mejorada de un sistema de extinción por espuma
que pueda equipar, no solamente, la instalación mencionada
anteriormente, sino también cualquier instalación existente ya sea
automática o manual.
\vskip1.000000\baselineskip
De forma más precisa, la invención se refiere a
un sistema de extinción de incendios con la ayuda de espuma, que
incluye:
- un tubo destinado a ser colocado encima del
espacio a proteger y que puede ser alimentado con la ayuda de una
mezcla de agua a presión y de emulgente, y
- al menos una boquilla de extinción que incluye
al menos una ranura practicada en la pared de dicho tubo y de una
jaula de expansión dispuesta para recibir la mezcla de agua a
presión y de emulgente entregada por dicha ranura y producir la
espuma que es derramada sobre dicho espacio.
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Este sistema de extinción presenta además las
principales características siguientes:
- La boquilla es sensiblemente paralela al eje
del tubo y al eje de la jaula.
- La boquilla incluye varias ranuras
paralelas.
- La jaula está realizada de rejilla e incluye
una pared superior con sección en forma de triángulo cuya arista
está enfrentada con la boquilla, en paralelo con ella, y una pared
inferior curvada sensiblemente concéntrica con el tubo.
- El ángulo del vértice superior del triángulo
está sensiblemente comprendido entre 110 y 130º.
- La base de dicho triángulo tiene sensiblemente
la misma dimensión que el diámetro del tubo.
- La base de la parte inferior de la jaula tiene
sensiblemente la misma dimensión que la del triángulo.
- La jaula incluye una pared intermedia entre su
pared superior y su pared inferior.
- Esta pared intermedia se prolonga, más allá de
su unión con la pared superior, por una porción que se termina
sensiblemente al nivel de la arista de aquella.
- La ranura tiene una anchura comprendida entre
0,3 y 1 mm y la arista del vértice superior del triángulo de la
jaula está dispuesta aproximadamente a 1 mm de ella.
- La jaula es solidaria de un collarín que se
coloca alrededor del tubo.
- El sistema incluye una pluralidad de boquillas
dispuestas sobre el tubo de manera que se reparta el rociado en
todo el espacio a proteger.
\vskip1.000000\baselineskip
Otras características de la presente invención
surgirán de la descripción que va a continuación, hecha en relación
con el dibujo anexo, en el cual:
- la figura 1 es una representación esquemática
de una instalación según la invención;
- las figuras 2 y 3 son vistas en sección
longitudinal y transversal de una boquilla de espuma que equipa esta
instalación; y
- la figura 4 ilustra la manera de fijar las
jaulas de las boquillas de extinción al tubo.
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La figura 1 representa muy esquemáticamente,
vista desde el suelo, una porción de la bóveda de un túnel de
carretera equipado con una instalación que utiliza un sistema de
extinción por espuma según la invención.
La instalación propuesta a título de ejemplo no
limitativo se divide en sectores de veinte a treinta metros
aproximadamente, que incluyen cada una de ellas un tubo de rociado
10 dispuesto bajo la bóveda del túnel, paralelamente al eje AA del
sector al que concierne y dotado de boquillas de extinción por
espuma 12 dispuestas cada tres metros aproximadamente. Estas
boquillas están dirigidas hacia el suelo y en el ejemplo
representado, alineadas según el eje AA.
La instalación incluye igualmente un mezclador
14 cuya entrada E1 está conectada a una conducción única de agua a
presión 16 que recorre el túnel y cuya entrada E2 está conectada a
un depósito de emulgente 18 por medio de una válvula de regulación
20. La salida S del mezclador 14 esta conectada a un tubo de rociado
10 por medio de una válvula de mando 22.
Se hará referencia ahora a las figuras 2 y 3 que
muestran, de manera más precisa, el tubo de rociado 10 y las
boquillas de extinción por espuma 12 según la invención.
El tubo 10 es de sección circular. Su diámetro
está comprendido típicamente entre 25 y 150 mm y su longitud es la
del sector, es decir, de veinte a treinta metros en el ejemplo
descrito.
Las boquillas 12 están constituidas cada una por
una ranura 24 practicada en la pared del tubo 10 en la vertical de
su eje AA y paralelamente a éste y por un dispositivo 26, denominado
jaula de expansión de espuma, dispuesta delante de la ranura.
Típicamente, la longitud de aquella está comprendida entre 60 y 100
mm y su anchura es aproximadamente 0,2 a 1 mm en función de la
alimentación de agua y del caudal de espuma necesario para la
extinción.
La jaula de expansión 26 está formada por una
pared superior 28, por una pared inferior 30 y por una pared
intermedia 32, realizadas por medio de una rejilla de acero
inoxidable o de material sintético cuya malla está comprendida
entre 1 y 3 mm.
La pared superior 28 tiene una sección en forma
de triángulo cuya arista está enfrentada con la ranura 24
paralelamente a ella y está dispuesta a 1 mm aproximadamente de
ella. El ángulo en el vértice superior del triángulo está
comprendido entre 110 y 130º, mientras que su base tiene
sensiblemente la misma dimensión que el diámetro del tubo 10.
La pared inferior 30 es curvada, de centro
sensiblemente confundido con el del tubo 10. Su base tiene la misma
dimensión que la de la pared superior 28.
La pared intermedia 32, plana, asegura la unión
entre la pared superior 28 y la pared inferior 30. Se remarcará que
aquella se prolonga más allá de su unión con la pared superior 28,
por una porción 34 que se termina al nivel de la arista de ésta. La
distancia entre la arista y el punto más alejado de la pared
inferior 30 está comprendida, típicamente, entre 30 y 50 mm.
Las paredes de la jaula 26 son unidas
ventajosamente por soldeo o por grapado.
Como se muestra en la figura 4, la arista de la
pared superior 28 se prolonga, en sus dos extremos, por una
lengüeta 36 que esta soldada a un collarín 38 que se coloca
alrededor del tubo y que se abrocha con la ayuda de una hebilla 40
y de un gancho 42.
En funcionamiento, cuando se detecta un
incendio, por cualquier medio que esto sea, la válvula de mando 22
es abierta manualmente o automáticamente. Una mezcla de agua y de
emulgente cuya proporción, típicamente del 2 al 5%, ha sido
previamente ajustada por la válvula de regulación 20, es enviada por
el tubo de rociado 10.
La ranura 24 crea un chorro potente dirigido
sobre la arista de la pared superior 28. Este chorro penetra en la
jaula 26 y la invade al tiempo que engendra una corriente de
aspiración que hace entrar aire que se mezcla íntimamente con las
partículas de líquido.
La mezcla atraviesa a continuación la pared
intermedia 32 y la pared inferior 30 con una presión aún suficiente
como para confinar la emulsión y producir una espuma densa y lo
bastante pesada como para recubrir el suelo del túnel sin ser
arrastrada por las corrientes de aire.
Se notará que el chorro de agua y de emulgente
proyectado es desviado lo suficiente como para que la espuma sea
producida también por encima de la jaula 26 y atraviese la porción
superior 34 de la pared intermedia 32, uniéndose así a la espuma
eyectada de la jaula.
De manera muy interesante y sorprendente, la
experiencia muestra que la jaula 26 tiene también por efecto
desviar 90º el chorro de espuma. Es probable que esta desviación sea
debida a las fuerzas de Coriolis. Así, la espuma forma una pantalla
cuyo plano es sensiblemente perpendicular al eje longitudinal del
túnel y que abate y absorbe los humos del incendio.
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El caudal Q de la espuma producida está dado por
la fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la cual K es un coeficiente de
forma experimental, característico de la boquilla, P es la presión
de la mezcla en el tubo 10 y f es el coeficiente de expansión
definido como la relación entre el volumen de espuma producido y el
volumen de
líquido.
\vskip1.000000\baselineskip
Se tomará, por ejemplo:
- -
- un túnel de 24 m de largo y de 9 m de ancho;
- -
- una instalación dotada de boquillas que comprenden una ranura de 80 mm de largo y 0,6 mm de ancho, que presentan un coeficiente K de 26,2 y una expansión f de 30; y
- -
- una mezcla de agua y de emulgente que circula con una presión de 3 bares.
\vskip1.000000\baselineskip
El objetivo de esta instalación es producir un
espesor de 15 cm de espuma por minuto y por metro cuadrado,
repartido uniformemente sobre la calzada del túnel. Este espesor es
suficiente para extinguir la mayor parte de los incendios.
Teniendo la calzada del túnel una superficie de
9 \times 24 = 216 m^{2}, el caudal de espuma deseado es de 216
\times 0,15 = 32,4 m^{3}/min.
\vskip1.000000\baselineskip
Una sola boquilla, de dimensiones como las
descritas arriba, produce:
Así, la instalación deberá incluir 32,4/1,351 =
24 boquillas.
El caudal de mezcla que circula por el tubo de
rociado será de 26,2 * 3^{1/2} * 24 = 1.089 l/min. Para una
mezcla que comprende un 5% de emulgente, el caudal de agua debe ser
pues de 1.034 l/min.
Se notará que el ejemplo de cálculo dado arriba
no tiene en cuenta las pérdidas de carga caudadas por la red de
tuberías. Para un cálculo mas fino, es posible calcular las
diferencias de presión entre dos boquillas adyacentes causadas por
las pérdidas de carga y con ello diferenciar el caudal de espuma
producido por cada boquilla.
La presente descripción ha sido hecha
refiriéndose a un tubo 10 cuyas ranuras 24 están todas alineadas en
la vertical de su eje AA. Ni que decir tiene que, según las
dimensiones del túnel, puede ser ventajoso, para un mejor reparto
de la espuma, decalar las ranuras al tresbolillo, por ejemplo, a 45º
con respecto al diámetro vertical del tubo. Desde luego, las jaulas
están siempre centradas en las ranuras.
Igualmente, ni que decir tiene que, para un
túnel de gran anchura, la instalación puede incluir dos o tres
tubos paralelos repartidos por la bóveda.
Por otro lado, para aumentar el caudal de espuma
producido, cada boquilla puede incluir una pluralidad de ranuras
centradas en la arista del vértice superior del triángulo de la
jaula, por ejemplo, tres ranuras de 0,2 mm separadas 2 mm.
Así, se propone un sistema de extinción por
espuma poco costoso, fácil de instalar, poco voluminoso y
particularmente eficaz.
Claims (12)
1. Sistema de extinción de incendios con la
ayuda de espuma, caracterizado porque incluye:
- un tubo (10) destinado a ser colocado encima
de un espacio a proteger y que puede ser alimentado con la ayuda de
una mezcla de agua a presión y de emulgente; y
- al menos una boquilla de extinción (12)
constituida por al menos una ranura (24) practicada en la pared de
dicho tubo y por una jaula de expansión (26) dispuesta para recibir
la mezcla de agua a presión y de emulgente entregada por dicha
ranura y producir la espuma que es derramada sobre dicho
espacio.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha ranura (24) es sensiblemente
paralela al eje del tubo (10) y al eje de la jaula (26).
3. Sistema según una de las reivindicaciones 1 y
2, caracterizado porque dicha boquilla incluye una pluralidad
de ranuras paralelas (24).
4. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a
3, caracterizado porque dicha jaula (26) está realizada de
rejilla e incluye:
- una pared superior con sección en forma de
triángulo (28) cuya arista está enfrentada con dicha ranura (24),
en paralelo con ella, y
- una pared inferior curvada (30) sensiblemente
concéntrica con el tubo (10).
\vskip1.000000\baselineskip
5. Sistema según la reivindicación 4,
caracterizado porque el ángulo del vértice superior del
triángulo está sensiblemente comprendido entre 110 y 130º.
6. Sistema según una de las reivindicaciones 4 y
5, caracterizado porque la base de dicho triángulo tiene
sensiblemente la misma dimensión que el diámetro del tubo (10).
7. Sistema según la reivindicación 6,
caracterizado porque la base de dicha parte inferior (30)
tiene sensiblemente la misma dimensión que la de dicho
triángulo.
8. Sistema según la reivindicación 7,
caracterizado porque dicha jaula (26) incluye una pared
intermedia (32) entre la pared superior (28) y la pared inferior
(30).
9. Sistema según la reivindicación 8,
caracterizado porque dicha pared intermedia (32) se prolonga,
más allá de su unión con la pared superior (28), por una porción
(34) que se termina sensiblemente al nivel de la arista.
10. Sistema según una de las reivindicaciones 1
a 9, caracterizado porque dicha ranura (24) tiene una anchura
comprendida entre 0,2 y 1 mm y porque dicha arista está dispuesta
aproximadamente a 1 mm de ella.
11. Sistema según una de las reivindicaciones 1
a 10, caracterizado porque dicha jaula (26) es solidaria de
un collarín de fijación (38) que se coloca alrededor del tubo
(10).
12. Sistema según una de las reivindicaciones 1
a 11, caracterizado porque incluye una pluralidad de
boquillas (12) dispuestas sobre el tubo (10) de manera que se
reparta el rociado en todo el espacio a proteger.
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