ES2623820T3 - Rociadores de protección contra incendios residenciales con bajo contenido en plomo - Google Patents

Abstract

Rociador de protección contra incendios (100), que comprende: un cuerpo (110) que presenta un paso de agua definido en el mismo, e incluyendo el paso de agua un orificio de entrada (115) y un orificio de salida (130); un tapón (135) de sellado para sellar un flujo de fluido desde el orificio de emisión, estando las superficies expuestas al agua de dicho tapón de sellado formadas a partir de un material que libera un bajo contenido en plomo; un elemento termosensible colocado para retener de manera liberable el tapón de sellado; y un deflector (145) soportado sobre dicho cuerpo, en el que dicho rociador de protección contra incendios está caracterizado por que: el paso de agua presenta su superficie interior formada a partir de un material que libera un bajo contenido en plomo.

Description

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DESCRIPCION

Rociadores de proteccion contra incendios residenciales con bajo contenido en plomo.

Antecedentes de la invencion

La presente solicitud se refiere a un procedimiento y sistema de proteccion contra incendios, particularmente para la proteccion de espacios ocupados de uso residencial, aunque tambien puede aplicarse a otros espacios ocupados.

En la larga historia de la tecnologfa de proteccion contra incendios en los Estados Unidos, remitiendose al ano 1800, ha sido convencional disenar y construir sistemas de rociadores de prevencion de incendios que utilizan, como fluido de supresion de incendios, agua suministrada desde un sistema de tuberfas independiente del que suministra agua potable al espacio ocupado.

La patente US n° 4.964.471 presenta un ejemplo de un rociador de este tipo. El sistema es para su utilizacion con conductos que transportan gases corrosivos y presenta una multiplicidad de conjuntos de rociadores, presentando cada uno un adaptador facilmente reemplazable con un cabezal de rociador que presenta un relleno de aleacion fusible. El cabezal esta enroscado en un extremo del adaptador que presenta una brida integral en su extremo opuesto. El adaptador esta insertado en una boquilla con brida que forma parte del conducto. La brida de adaptador esta fijada mediante pernos a la brida de boquilla que presenta una abertura central adaptada para conectarse a una fuente de fluido de extincion.

En el documento US 2002/0011527 se muestra un elemento de un rociador de este tipo. Este documento da a conocer un cabezal de rociador que incluye un cuerpo que presenta un extremo adaptado para conectarse a un suministro de fluido a presion y otro extremo cerrado por un elemento de valvula, y un conjunto sensible a la temperatura para soportar normalmente el elemento de valvula en una posicion cerrada y abrir el elemento de valvula a una temperatura preestablecida para provocar que el fluido a presion fluya hacia fuera por el otro extremo del cuerpo. El conjunto sensible a la temperatura incluye un soporte y una aleacion fusible contenida dentro del soporte y soportada en su sitio mediante un elemento de contencion.

Un elemento posible adicional de este tipo de rociador se muestra en la publicacion Internacional numero WO 03/105962. Este documento da a conocer un tapon de sellado para una boquilla en un sistema de rociador, en el que la boquilla esta conformada como una boquilla pulverizadora de tipo turbo que esta conectada en serie al sistema de rociador, y en el que el tapon de sellado esta ajustado en la boquilla y dispuesto para proteger la boquilla manteniendose dentro.

Hace mucho tiempo que los requisitos impuestos por codigos gubernamentales de proteccion contra incendios y por aseguradoras han hecho que edificios comerciales y otros edificios publicos, incluyendo grandes espacios ocupados multifamiliares, se doten normalmente de un sistema de este tipo cuando se construyen. Sin embargo, al prestar una atencion cada vez mayor a la seguridad contra incendios en viviendas unifamiliares, serfa deseable encontrar un modo de instalar un sistema de este tipo en residencias unifamiliares mas facilmente y a un menor coste. Si tambien puede utilizarse el suministro de agua potable de un edificio para suministrar agua al sistema de prevencion de incendios, es posible desprenderse de una gran cantidad de tuberfas adicionales que de otro modo serfan necesarias. Esto presenta la posibilidad de reducir considerablemente el gasto implicado en una instalacion de este tipo, especialmente en un edificio en el que el espacio para las canerfas es estrecho.

Ademas, unas consideraciones medioambientales tambien pueden conducir a una preferencia por un sistema de rociadores de prevencion de incendios que pueda obtener su agua desde el mismo suministro de tuberfas interior del que proviene el agua de utilizacion domestica del edificio.

Sin embargo, esto no es posible en sistemas de rociadores de prevencion de incendios convencionales. El motivo de ello es que los materiales que, de manera convencional, se encuentran adecuados para su utilizacion en la construccion de un rociador de prevencion de incendios contienen niveles de plomo y diversas otras sustancias que descartan una exposicion del agua potable a estos materiales. Como ejemplo de un requisito que debe cumplirse por un rociador de prevencion de incendios que entra en contacto con agua destinada a beberse, es que tales rociadores deben presentar un contenido en plomo no superior a 0,25% en peso. Otros ejemplos de requisitos que deben cumplirse por un rociador de prevencion de incendios que entra en contacto con agua destinada a beberse son que el rociador debe presentar una concentracion permisible de un producto individual (“SPAC”) de plomo de menos de o igual a 0,5 mg por litro, la concentracion permisible total (“TAC”) de plomo debe ser inferior o igual a 5 mg por litro (0,5 partes por billon), y el estadfstico de prueba del plomo Q debe ser inferior a 5 mg cuando se normaliza para una primera muestra tomada de 1 litro, en el que el estadfstico de prueba Q se define segun la norma NSF/ANSI 61-2010a Anexo F.

Sumario

Por tanto, para abordar este problema, se ha desarrollado la presente invencion con el objetivo de proporcionar

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rociadores de prevencion de incendios que puede permitirse que entren en contacto de manera segura con un suministro de agua potable.

Mas particularmente, la presente divulgacion proporciona un rociador de prevencion de incendios que puede utilizarse con un suministro multifuncion o de utilizacion doble (es decir, cuando el agua en el mismo sistema de tuberfas interior se suministra a salidas domesticas tales como los grifos del bano y la cocina, y es aceptable para beber). En una forma de realizacion, un rociador de este tipo puede comprender un cuerpo de rociador, estructura que define una entrada para recibir el agua en el interior del cuerpo de rociador y una salida mediante la cual el agua puede salir del cuerpo de rociador tras el accionamiento del rociador, y un paso de agua a traves del cuerpo desde la entrada hasta la salida, asf como un deflector para dirigir el agua segun un patron deseado a medida que el agua sale de la salida de rociador, y un dispositivo de accionamiento, que abre al menos la salida de rociador tras la deteccion de una situacion de incendio. La totalidad de la superficie interna del paso de agua esta compuesta por un material tal que impedira la liberacion en el agua en el rociador de sustancias potencialmente daninas, incluyendo como un ejemplo plomo. La totalidad del cuerpo de rociador tambien puede estar compuesta por el mismo material y el/los sello(s) puede(n) estar realizado(s) en el mismo material o de otro que presenta la propiedad mencionada. En las siguientes paginas se muestran y describen varios ejemplos de estructuras de rociador que pueden implementar la presente invencion.

Debe apreciarse que la presente invencion parece poder aplicarse por completo a la construccion de rociadores sin ninguna limitacion con respecto al factor K nominal del rociador, o con respecto a si el rociador es de tipo colgante, montante o de pared, o con respecto a si esta disenado para su utilizacion como un rociador con modo de control, un rociador con modo de supresion o de cualquier otro tipo. Y aunque particularmente se contempla una aplicacion residencial, se considera que la invencion tambien puede aplicarse por completo a rociadores para su utilizacion en otros tipos de espacios ocupados.

Tambien debe apreciarse que, aunque se contempla de la manera mas particular que la invencion se pondra en practica utilizando un material metalico, particularmente una aleacion, como material del interior del paso de agua del cuerpo de rociador, tambien esta comprendido en el alcance de la invencion utilizar otros materiales que exhiban la estabilidad qufmica requerida en cuanto a no liberar cantidades significativas de metales pesados u otros materiales que sean inaceptables en agua potable, en el agua que esta en contacto con el interior del cuerpo de rociador.

Por ejemplo, tambien esta comprendido dentro del alcance de la invencion formar el cuerpo de rociador a partir de un material de plastico o realizarlo a partir de un metal convencional con toda la superficie interior (expuesta al agua) revestida de un material de plastico para prevenir la liberacion en el agua de cualquier plomo u otro material danino presente en el propio metal.

De manera similar, tambien esta comprendido dentro del alcance de la invencion formar el cuerpo de rociador a partir de un material vftreo o realizarlo a partir de un metal convencional con toda la superficie interior (expuesta al agua) revestida de un material vftreo de este tipo para prevenir la liberacion en el agua de cualquier plomo u otro material danino presente en el propio metal.

Los aspectos, objetos, caracterfsticas y ventajas adicionales de la presente invencion se pondran mas claramente de manifiesto a partir de la siguiente descripcion detallada de determinadas formas de realizacion preferidas, junto con los dibujos adjuntos.

Breve descripcion de los dibujos

La figura 1 es una vista lateral de una primera forma de realizacion preferida de un rociador de prevencion de incendios.

La figura 1A es una vista inferior del rociador de prevencion de incendios de la figura 1.

La figura 2 es una vista en seccion parcial tomada a partir de la lfnea de seccion 2-2 en la figura 1.

La figura 3 es una vista como la de la figura 2 pero tomada a partir de la lfnea de seccion 3-3 en la figura 2.

La figura 3A es un detalle de una parte de la figura 3.

La figura 4 es una vista que representa la parte superior de un componente de un rociador de prevencion de incendios segun una forma de realizacion.

La figura 5 es una vista en seccion, tomada a partir de la lfnea de seccion 5-5 en la figura 4.

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Descripcion detallada de las formas de realizacion preferidas

A continuacion se describiran varias formas de realizacion preferidas de la invencion, haciendo referenda a las figuras de los dibujos, en las que los numeros de referencia iguales indican elementos iguales en su totalidad.

Las figuras 1-3 ilustran una primera forma de realizacion de un rociador de prevencion de incendios 100 adecuado para una instalacion residencial. La forma de realizacion ilustrada es un rociador colgante descendente 100, y se muestra en estas figuras con el deflector en su posicion descendida o extendida, tal como se describira. Sin embargo, la estructura ilustrada tambien puede aplicarse igual de bien a configuraciones de rociador colgantes o montantes, ocultas o no ocultas, y horizontales.

Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, un rociador de proteccion contra incendios colgante 100 segun la presente invencion presenta un cuerpo 110 con una base roscada 105 para conectarse a un conducto (no representado) para suministrar fluido de extincion de incendios a presion, tal como agua. El cuerpo 110 presenta un diametro interior axial 125 con un orificio de salida 130 a partir del que se evacua el fluido tras la liberacion de un tapon 135 de sellado. El orificio de evacuacion 130 puede presentar un diametro de, por ejemplo, 9,53 mm (3/8 pulgadas). El

rociador puede presentar un factor K nominal de, por ejemplo, 103,2, definido por ^ ~Q'4P\ en la que Q es la velocidad de flujo en milfmetros por segundo y p es la presion residual en la entrada del rociador en kilopascales (que es igual a un factor K de 4,3, cuando Q se mide en galones por minuto y p se mide en libras por pulgada cuadrada). Sin embargo, tal como se observa, el alcance de la invencion no se limita a este diametro o a este factor K. El cuerpo 110 tambien presenta un saliente hexagonal (no representado) alrededor de su extremo de evacuacion.

Un deflector 145 esta acoplado a dos elementos de soporte de deflector 150 en lados opuestos del cuerpo de rociador 110 (ver la figura 1A para una vista frontal del deflector 145, y la figura 3A para un detalle de la manera en la que esta soportado por el cuerpo de rociador, descrita a continuacion). Cada uno de los elementos de soporte 150 incluye un elemento de alojamiento 155, que se extiende hacia abajo desde el cuerpo de rociador 110, y una varilla 165, que es movil con respecto al elemento de alojamiento 155.

Por ejemplo, el elemento de alojamiento 155 puede ser una estructura en forma de tubo dispuesta dentro de, y extendiendose hacia abajo desde, el cuerpo de rociador 110, y la varilla 165 puede ser un elemento macizo, generalmente cilfndrico, contenido dentro del elemento de alojamiento 155. Sin embargo, tambien son posibles otras numerosas configuraciones para los elementos de alojamiento 155 y las varillas 165. Por ejemplo, la varillas 165 pueden ser elementos en forma de tubo en lugar de elementos macizos, y tambien son posibles otras formas, por ejemplo, cuadrada, hexagonal, cilfndrica, telescopica, etc. Ademas, los elementos de alojamiento 155 pueden ser componentes independientes, tal como se muestra, o pueden estar formados de manera unitaria con otras partes del cuerpo de rociador, por ejemplo.

Durante el funcionamiento, las varillas 165 se deslizan desde una posicion inicial, en la que una gran parte de la longitud de la varilla 165 esta dentro del elemento de alojamiento 155 hasta una posicion desplegada, en la que una parte sustancial de la longitud de la varilla 165 se extiende desde la parte inferior del elemento de alojamiento 155 (tal como se muestra en las figuras). Por lo tanto, en la posicion desplegada, el deflector 145 se desplaza hacia abajo junto con la varilla 165 (vease la figura 2).

La parte superior del cuerpo de rociador 110 presenta una parte roscada 175 en su superficie exterior para permitir que el rociador se conecte con un conducto (no representado) para proporcionar agua a presion a un extremo de introduccion 115 del paso de fluido. (Obviamente, debe apreciarse que el rociador puede utilizarse con otros fluidos de extincion de incendios, pero como el objetivo es proporcionar un rociador que pueda utilizarse con un suministro de agua potable, a continuacion en la presente memoria unicamente se hara referencia al agua como fluido utilizado).

El cuerpo de rociador 110 presenta una salida 130 que, normalmente, se mantiene cerrada mediante un conjunto de tapon que incluye un tapon 135 y una arandela 105 con cinta (no representada) de un material de fluoroplastico tal como el comercializado con la marca comercial Teflon® (marca comercial registrada del DuPont de Nemours Co.). Una horquilla 180 y un tornillo de carga 185 estan dispuestos debajo del conjunto de tapon, presionando el tornillo de carga 185 el tapon 135 hacia arriba al interior de la salida. Dos palancas 190 estan situadas adyacentes a la horquilla 180 y al tornillo de carga 4, una a cada lado. Debajo de la salida 130 el interior del cuerpo de rociador 110 se ensancha, y una estructura de apoyo proporciona una superficie en la que descansa el extremo superior de cada palanca 190. El extremo inferior de cada palanca 190 se engancha de manera elastica a un mecanismo de union 195, que actua conjuntamente con la horquilla 180 y el tornillo de carga 185 y las palancas 190 para presionar el conjunto de tapon en su sitio en el orificio 130, impidiendo que el agua salga del orificio hasta que se accione el rociador.

El rociador tambien presenta un elemento sensible a la temperatura (no representado) que soporta el tapon 135 de sellado en su lugar sobre el orificio de evacuacion. Tales elementos se conocen bien en la tecnica y, por lo tanto, no se describiran en detalle. La union 195 puede comprender placas de metal delgadas (no representadas) de, por

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ejemplo, aleacion de berilio-nfquel, que se solapan de manera que aberturas en cada placa reciben los extremos inferiores de las palancas 190. En una disposicion de este tipo, las placas pueden estar unidas mediante soldadura que se funde a una temperatura predeterminada. La union 195 se separa a la temperatura predeterminada, debido a la fuerza aplicada por las palancas 190, permitiendo a las palancas 190 balancearse hacia atras, liberando el tapon 135 de sellado y permitiendo que el agua se evacue desde el orificio 130. Pueden utilizarse otros tipos de elementos sensibles a la temperatura, incluyendo de manera no limitativa por ejemplo un conjunto de bombilla y palanca rompible o un conjunto de palanca, sosten y sensor.

Pueden encontrarse mas detalles sobre una posible estructura y forma de funcionamiento de la union 195, palancas 190 y elemento sensible a la temperatura en la patente US n° 7.275.603, cocedida con la presente memoria, cuyo contenido en su totalidad esta incorporado en la presente memoria como referencia.

El rociador 100 esta montado en un tapon de soporte 200 que presenta una pared exterior cilfndrica, roscada 175, que rodea una parte del rociador instalado 100 y que permite su instalacion en una cavidad del techo. El tapon de soporte 200 tambien presenta una plataforma de montaje 210 con un agujero en el centro en el que se inserta el cuerpo de rociador 100. El agujero presenta una parte de reborde roscada o lenguetas configuradas para enclavarse en las roscas de la base de rociador.

Tal como se muestra, la varillas 165 de los elementos de soporte de deflector 150, que se deslizan entre una posicion dentro del elemento de alojamientos 155 y una posicion extendida, presentan, cada una, una parte en forma de cono truncado en la parte superior, que forma un angulo pequeno con el eje longitudinal de la varilla. La parte en forma de cono truncado se estrecha desde el extremo superior hasta el extremo inferior.

Cuando se despliega el rociador (ver las figuras), la varilla 165 se aloja en el elemento de alojamiento 155. Al utilizar la configuracion descrita anteriormente, el deflector es mas estable cuando se despliega, permitiendo un patron de pulverizacion del rociador consistente.

Cuando el rociador esta instalado, el agua esta en contacto con varias superficies de la estructura de rociador, tales como la superficie interior del cuerpo de rociador 125 y el tapon 135. Tal contacto dara como resultado que sustancias contenidas en los materiales del rociador se liberen en el agua. En un rociador cuyo factor K es de 67,2 mls'VVkPa (es decir 2,8 gal min-1/^psi ), por ejemplo, el area de superficie en la que existe tal contacto es de

aproximadamente 645 mm2 (es decir 1 pulgada cuadrada), y cuando el factor K es de 105,6 mls"1/VkPa (es decir de 4,4 gal min-1^psi), puede exceder 748 mm2 (es decir 1,16 pulgadas cuadradas), y obviamente para factores K

mayores, sera todavfa mayor. Cuanto mayor sea el area expuesta, mayores seran las probabilidades de que una cantidad inaceptable de plomo o de otra sustancia danina este presente en el agua.

Este problema se aborda mediante la fabricacion de las superficies que entran en contacto con el suministro de agua de un material que no liberara cantidades problematicas de plomo u otras sustancias daninas en el agua. Ejemplos de materiales que se han sometido a prueba de manera satisfactoria incluyen aleacion 2745 y ECO laton (en ingles "ECO brass"), utilizados para los cuerpos de rociador y tapones de sellado. (Por motivos de conveniencia, estos y otros materiales similares se denominaran de manera colectiva “materiales que liberan un bajo contenido en plomo”).

Los materiales descritos anteriormente dan como resultado una liberacion de cantidades mucho menores de plomo y otras sustancias daninas o posiblemente daninas en el agua con la que entra en contacto el rociador. Se observa que otros materiales daninos o posiblemente daninos de este tipo incluyen antimonio, arsenico, berilio, cobre, mercurio, talio, bario y talio. De hecho, se ha descubierto que es posible reducir la liberacion de tales sustancias en el agua con la que esta en contacto el rociador hasta tal punto en el que una prueba convencional de agua para detectar plomo (por ejemplo) muestra la presencia de un nivel inferior al 0,25% (contenido en plomo promedio ponderado), tal como se requiere por diversas normativas que entraran o podrfan entrar en vigor en un futuro proximo. Varios rociadores realizados segun la presente invencion se han sometido a unas pruebas rigurosas requeridas de productos que entraran en contacto con agua potable, y se han incorporado en el directorio de NSF International. En particular, el cesionario de la presente invencion ha encontrado que los rociadores que presentan sustancialmente la estructura de sus productos actuales RFC49, RFC43 y F1-RES 30, 44, 49 y 58 pueden realizarse satisfactoriamente utilizando tales materiales, y que se han sometido a prueba satisfactoriamente segun la norma NSF 61 45 Anexo G (esta normativa comprende pruebas para detectar niveles inaceptables o problematicos de otros materiales aparte del plomo, incluyendo los indicados anteriormente, en este parrafo).

Resulta preferido realizar las partes relevantes del rociador a partir de una de las aleaciones identificadas anteriormente, ya que al hacerlo se permite que esas partes se fabriquen utilizando tecnicas no muy diferentes de las utilizadas en la fabricacion de rociadores convencionales, permitiendo por tanto la fabricacion de un rociador con bajo contenido en plomo sin un coste injustificadamente alto. Sin embargo, pueden utilizarse otros materiales. Como ejemplo, las superficies que entraran en contacto con el agua pueden estar revestidas de una capa de material polimerico (PTFE y FEP, por ejemplo), formada mediante deposicion en las superficies del paso de agua en el

cuerpo de rociador y el tapon de sellado, o esas partes pueden estar compuestas en su totalidad por un material polimerico. De nuevo, esas partes pueden estar compuestas por un material vftreo, o revestidas de un material vftreo. Como otro ejemplo, esas partes pueden estar compuestas por metales o aleaciones que de otro modo tambien son deseables para su utilizacion debido a su resistencia, fiabilidad, bajo coste u otras propiedades, con un 5 revestimiento de una de las aleaciones anteriores aplicadas a las superficies que entraran en contacto con el suministro de agua.

Aunque la presente invencion se ha descrito con respecto a lo que actualmente se considera que son las formas de realizacion preferidas, debe apreciarse que la invencion no se limita a las formas de realizacion dadas a conocer.

10 Por el contrario, se pretende que la invencion comprenda diversas modificaciones y disposiciones equivalentes comprendidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

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   REIVINDICACIONES

   1. Rociador de proteccion contra incendios (100), que comprende:

   un cuerpo (110) que presenta un paso de agua definido en el mismo, e incluyendo el paso de agua un orificio de entrada (115) y un orificio de salida (130);

   un tapon (135) de sellado para sellar un flujo de fluido desde el orificio de emision, estando las superficies expuestas al agua de dicho tapon de sellado formadas a partir de un material que libera un bajo contenido en plomo;

   un elemento termosensible colocado para retener de manera liberable el tapon de sellado; y

   un deflector (145) soportado sobre dicho cuerpo, en el que dicho rociador de proteccion contra incendios esta caracterizado por que:

   el paso de agua presenta su superficie interior formada a partir de un material que libera un bajo contenido en plomo.
2. 2. Rociador de proteccion contra incendios segun la reivindicacion 1, en el que el material que libera un bajo contenido en plomo es una aleacion 2745.
3. 3. Rociador de proteccion contra incendios segun la reivindicacion 1, en el que el material que libera un bajo contenido en plomo es el ECO laton.
4. 4. Rociador de proteccion contra incendios segun la reivindicacion 2, en el que unicamente dichas superficies de dicho paso de agua y de dicho tapon de sellado estan realizadas en aleacion 2745.
5. 5. Rociador de proteccion contra incendios segun la reivindicacion 3, en el que unicamente dichas superficies de dicho paso de agua y de dicho tapon de sellado estan realizadas en ECO laton.
6. 6. Rociador de proteccion contra incendios segun la reivindicacion 2, en el que la totalidad de dicho cuerpo esta realizada en aleacion 2745.
7. 7. Rociador de proteccion contra incendios segun la reivindicacion 3, en el que la totalidad de dicho cuerpo esta realizada en ECO laton.
8. 8. Rociador de proteccion contra incendios segun la reivindicacion 2, en el que la totalidad de dicho tapon de sellado esta realizada en aleacion 2745.
9. 9. Rociador de proteccion contra incendios segun la reivindicacion 3, en el que la totalidad de dicho tapon de sellado esta realizada en ECO laton.
10. 10. Rociador de proteccion contra incendios segun la reivindicacion 1, en el que dicho rociador de proteccion contra incendios es un rociador de proteccion contra incendios residencial.
11. 11. Rociador de proteccion contra incendios segun la reivindicacion 1, en el que dicho rociador de proteccion contra incendios presenta un factor K en un intervalo de 67,2 a 139,2 mls'VVkPa (2,8 a 5,8 gal min'1/^psi), incluidos.
12. 12. Rociador de proteccion contra incendios segun la reivindicacion 1, en el que el material que libera un bajo contenido en plomo es un material polimerico.
13. 13. Rociador de proteccion contra incendios segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el rociador esta configurado de manera que el agua potable con la que esta dispuesto en contacto el rociador retiene un contenido en plomo inferior a 0,25% en peso.
14. 14. Rociador de proteccion contra incendios segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el tapon de sellado esta adaptado para estar en contacto con agua cuando el rociador esta instalado.
15. 15. Sistema de proteccion contra incendios que comprende un suministro de agua potable y un rociador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores.