Sistemas Especiales de Extinción de Incendios

PDVSAMANUAL DE INGENIERIA DE RIESGOSVOLUMEN 1

PDVSA N

TITULO

IRM05

SISTEMAS ESPECIALES DE EXTINCION DE INCENDIO

2 1 0REV.

NOV.97 MAY.93 DIC.85FECHA

REVISION GENERAL REVISION GENERAL APROBACIONDESCRIPCION FECHA OCT.97

21 21 21PAG. APROB. Carlos Corrie

L.T.

J.J.

O.A. J.R. J.R.

REV.

APROB. APROB. FECHA OCT.97

APROB. Luis Hernndez

E1994

ESPECIALISTAS

MANUAL DE INGENIERIA DE RIESGOS

PDVSA IRM05 REVISION FECHA

PDVSAMen Principal

SISTEMAS ESPECIALES DE EXTINCION DE INCENDIOSIndice manual

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Pgina 1Indice norma

Indice1 OBJETIVO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 ALCANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 REFERENCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 DEFINICIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.1 4.2 4.3 Densidad de Llenado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dixido de Carbono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Polvo qumico Seco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 2 2 33 3 3

5 CONCEPCION BASICA DEL DISEO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 SISTEMAS DE DIOXIDO DE CARBONO (CO2) . . . . . . . . . . . . . . . .6.1 6.2 6.3 6.4 7.1 7.2 7.3 7.4 8.1 8.2 8.3 Aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Usos y Limitaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Componentes del Sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tipos de Sistemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Limitaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Componentes del Sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tipos de Sistemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Limitaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tipos de Sistemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 33 5 5 7

7 SISTEMA DE POLVO QUIMICO SECO (PQS) . . . . . . . . . . . . . . . . .

1414 15 15 16

8 SISTEMAS DE VAPOR DE AHOGO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1818 19 19



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OBJETIVOEsta Gua establece los requerimientos mnimos de diseo que debern cumplir los sistemas fijos de extincin de incendio a base de dixido de carbono, polvo qumico seco y vapor de agua, a fin de garantizar un nivel razonable de proteccin para el personal y las instalaciones, frente a los riesgos potenciales de incendio y/o explosin que puedan originarse en instalaciones de la Industria Petrolera y Petroqumica Nacional (IPPN).

2

ALCANCESe proveern sistemas especiales de extincin de incendios conforme a los criterios establecidos en la presente Gua, en instalaciones de produccin, proceso, almacenamiento, mercadeo y edificios administrativos. Otras instalaciones de la IPPN, podrn protegerse con los sistemas especiales de extincin mencionados en la presente Gua, cuando un anlisis de riesgos as lo justifique. Los requerimientos establecidos por leyes, reglamentos, decretos, o normas oficiales vigentes, prevalecern sobre lo contemplado en la presente Gua, excepto cuando sta sea ms exigente. En general, la Gua est basada en la aplicacin de las ltimas tcnicas y prcticas de extincin de incendios, establecidos por organizaciones reconocidas a nivel nacional e internacional y en la experiencia propia de la IPPN. La mencin a cualquier otro cdigo o norma se refiere a su ltima edicin. Esta Gua es de carcter obligatorio en las nuevas instalaciones de la IPPN y en instalaciones existentes donde se realicen modificaciones o ampliaciones o en cualquier instalacin existente donde se proponga la colocacin de un sistema especial de extincin de incendios que haya sido justificado por un anlisis cuantitativo de riesgos basado en el documento PDVSA IRS02.

3

REFERENCIASCOVENIN Comisin Venezolana de Normas Industriales COVENIN 187 COVENIN 823 Definiciones y Clasificacin de los Colores y Seales de Seguridad. Gua Instructiva sobre Sistemas de Deteccin, Alarma y Extincin de Incendios. Definiciones Criterios para el Anlisis Cuantitativo de Riesgo Sistema de Deteccin y Alarma de Incendio.

PDVSA Petrleos de Venezuela, S.A IRS00 IRS02 IRI01



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NFPA National Fire Protection Association NFPA 12 NFPA 17 NFPA Carbon Dioxide Extinguishing Systems. Dry Chemical Extinguishing Systems. Fire Protection Handbook.

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DEFINICIONESPara cualquier otra definicin no indicada en esta seccin, ver el documento PDVSA IRS00 Definiciones.

4.1

Densidad de LlenadoLa densidad de llenado de un cilindro, es la cantidad de agente extinguidor expresada en kilogramos (libras) por metro cbico (pie cbico) de volumen del cilindro que lo contiene.

4.2

Dixido de CarbonoEl dixido de carbono (CO2) es un gas, incoloro e inodoro, de densidad 1,5 veces la del aire, el cual no es combustible y no reacciona con la mayor parte de las sustancias, lo que lo convierte en un agente til para la extincin de incendios.

4.3

Polvo qumico SecoAgente extinguidor obtenido de la mezcla de un compuesto bsico (bicarbonato sdico, bicarbonato potsico, cloruro potsico, bicarbonato de reapotasio y fosfato amnico) y aditivos para mejorar sus caractersticas de almacenamiento.

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CONCEPCION BASICA DEL DISEOLa decisin de instalar sistemas especiales de extincin de incendios deber obedecer a un anlisis de riesgos de cada situacin particular basados en los requerimientos establecidos en el documento PDVSA IRS02. La presente Gua concibe los requerimientos mnimos de diseo para los sistemas especiales de extincin de incendios, considerando que las instalaciones a proteger, han sido proyectadas y erigidas cumpliendo con los principios bsicos de ingeniera y con la mejor experiencia prctica acumulada hasta la fecha en la IPPN.

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SISTEMAS DE DIOXIDO DE CARBONO (CO2)6.1 AplicacionesEl CO2 como agente no conductor de la electricidad puede emplearse en incendios de equipos elctricos energizados. El CO2 no deja residuos ya que se



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vaporiza al estar en contacto con el aire, eliminando la necesidad de limpieza que otros agentes pueden causar. El mecanismo de extincin del CO2 se basa en la reduccin de la concentracin del oxgeno y/o de los vapores inflamables, hasta el punto en que la combustin no puede continuar. El CO2 influye sobre varias funciones vitales de los organismos vivos tales como la respiracin, dilatacin del sistema vascular y el PH de los fluidos corporales. En particular, la concentracin de CO2 en el aire que respiramos, gobierna el intercambio de oxgeno en los pulmones. Al aumentar la concentracin de CO2 en el aire, se reduce notablemente el proceso de oxigenacin de la sangre. Concentraciones de CO2 entre el 6 y 7% en el aire es considerado el valor lmite en el cual comienzan a notarse efectos dainos en los seres humanos. Concentraciones de CO2 en el orden del nueve por ciento (9%) en el aire, provocan prdida de conciencia en pocos minutos. Concentraciones mayores, pueden ser mortales al producir la asfixia por deficiencia de oxgeno. An cuando existen sistemas de CO2 de baja y alta presin, se recomienda la utilizacin de los sistemas de alta presin dada su versatilidad operacional y fcil mantenimiento. La instalacin de sistemas fijos de CO2, se basar en la realizacin de un anlisis de riesgo fundamentado en los criterios sealados en el documento PDVSA IRS02. Algunos ejemplos de los equipos e instalaciones a proteger se mencionan a continuacin: Salas de transformadores Casetas de interruptores Centros de control de motores Equipos rotativos Venteos y alivios de gases inflamables a la atmsfera Lquidos inflamables y combustibles contenidos en recipientes abiertos Mquinas que utilizan como combustibles gasolinas u otros lquidos inflamables Depsitos de lquidos inflamables y/o combustibles, o slidos combustibles ordinarios. Pisos falsos que dispongan de instalaciones elctricas.

6.26.2.1

Usos y LimitacionesUsos Estos sistemas se instalarn con preferencia sobre otros tipos de sistemas de extincin, cuando se requiere un agente de extincin no conductor de la corriente elctrica y que no ocasione daos en los equipos protegidos.



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6.2.2

Limitaciones El dixido de carbono, no es efectivo para la extincin de incendios donde los siguientes materiales estn envueltos activamente en el proceso de combustin: a. b. c. Compuestos qumicos que contienen su propio aporte de oxgeno, tal como la nitrocelulosa. Metales reactivos, tales como: sodio, potasio, magnesio, titanio y zirconio. Hidruros metlicos, ya que descomponen el dixido de carbono al igual que los metales reactivos.

La descarga en recintos cerrados del CO2 en concentraciones necesarias para la extincin, crea riesgos serios para el personal, tal como se seala en la seccin 6.1 de la presente Gua. Por lo tanto, no se recomienda la utilizacin de estos sistemas en reas ocupadas permanentemente por personal. En estos casos se recomienda evaluar sistemas alternativos de extincin. En recintos protegidos con sistemas fijos de CO2, se considerar la posibilidad de que el personal pueda encontrarse en dicho lugar en el momento de la descarga. En consecuencia, se tomarn previsiones adecuadas de seguridad para desalojar el rea antes de producirse la descarga de CO2, tales como alarmas de predescarga del sistema, temporizador retardador, equipos de proteccin respiratoria y entrenamiento del personal para evacuacin o rescate. Para determinadas condiciones de humedad del aire, la descarga del CO2 pudiera producir condensacin de agua sobre los equipos protegidos, lo cual pudiera estar contra indicado por el fabricante de dichos equipos.

6.3

Componentes del SistemaUn sistema fijo de extincin con CO2 est constituido fundamentalmente por los elementos que se describen a continuacin:

6.3.1

Equipos de Almacenamiento y Distribucin a. Cilindros de almacenamiento, principal y de reserva, para CO2 lquido, a una presin nominal de 58,6 kg/cm2 (850 lb/pulg2) a 21 C (70 F), dotados con un cabezal de descarga. Dispositivos de disparo de activacin elctrica o neumtica. Normalmente, estos dispositivos se conectan a los cilindros piloto, donde se inicia la descarga del sistema. Manguera de descarga entre el cabezal de descarga y el mltiple de distribucin, o entre el cabezal y la tubera de descarga, para sistemas con varios cilindros, o con un solo cilindro, respectivamente. Mltiple de descarga.

b.

c.

d.



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e. f.

Selector entre el sistema principal y de reserva, que permite seleccionar la fuente de almacenamiento a descargar. Vlvulas de retencin en el mltiple de descarga, una para el sistema principal y otra para el de reserva, ambas ubicadas antes de la conexin con la lnea principal de descarga. Tuberas de distribucin con sus respectivos soportes. Boquillas o toberas de descarga.

g. h. 6.3.2

Dispositivos de Activacin o Disparo Los sistemas de extincin a base de CO2, se debern activar en forma manual y/o automtica.

a.

Activacin Manual La activacin manual se efecta a travs de estaciones manuales de disparo y/o en el propio cabezal de descarga de los cilindros de CO2.

b.

Activacin Automtica La activacin automtica de un sistema de CO2, se efecta a travs de una seal proveniente del tablero de control de un sistema automtico de deteccin de incendio, la cual es enviada al cabezal de descarga de los cilindros. Los elementos de deteccin de incendio, debern disearse de acuerdo a lo indicado en la Norma PDVSA IRI01 Sistema de Deteccin y Alarma de Incendio.

6.3.3

Dispositivos de Control y Alarma Los dispositivos bsicos de control y alarma de un sistema de extincin a base de CO2, se sealan a continuacin: a. b. c. d. e. f. Tablero o panel central de control Dispositivo retardador de descarga con prealarma Alarmas audibles en el lugar de descarga del sistema Estaciones manuales de disparo en cada puerta o acceso al sitio del riesgo Detectores de incendio. Interruptores de disparo de otros sistemas asociados (ventilacin)

El tablero o panel central de control, alarmas audibles, estaciones manuales de disparo y detectores de incendio, se describen en la Norma PDVSA IRI01 Sistema de Deteccin y Alarma de Incendio. No se permitirn los interruptores de aborto en los sistemas de CO2.



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6.3.4

Sealizacin de seguridad Las sealizaciones de advertencia para los sistemas de CO2 debern cumplir con lo establecido en la NFPA 12.

6.46.4.1

Tipos de SistemasSistema de Inundacin Total Consisten en una fuente de suministro de dixido de carbono, permanentemente conectada a una red de tuberas fijas de distribucin provistas de boquillas, que descargan dentro de un espacio cerrado. a. Aplicaciones En la aplicacin de sistemas de inundacin total de CO2 para extincin de incendios, se tomarn en consideracin los siguientes aspectos: 1. 2. No se recomienda su uso en recintos ocupados permanentemente por personal. Podrn usarse para proteger instalaciones que contengan mquinas con cerramientos, tales como turbinas y compresores de gas, en salas de transformadores, casetas de interruptores, centros de control de motores donde normalmente no haya personal trabajando y en pisos falsos que contengan instalaciones elctricas.

b.

Criterios Generales de Diseo El diseo de los sistemas de inundacin total con dixido de carbono, se regir por el Cdigo NFPA 12. A continuacin se indican los aspectos principales que deben observarse en el diseo de estos sistemas: 1. Caractersticas de los recintos Debern mantenerse al mnimo las aberturas no selladas de los recintos protegidos con sistemas de inundacin total con CO2. En todo caso, se debern compensar las prdidas del agente a travs de tales aberturas, mediante cantidades adicionales consideradas en el diseo. Si las cantidades adicionales requeridas exceden a la resultante del clculo sin prdidas, deber considerarse la alternativa de un sistema de aplicacin local. Para prevenir las prdidas de agente a travs de comunicaciones con otras reas adyacentes, se debern mantener permanentemente selladas dichas comunicaciones, o se instalarn cierres automticos, los cuales debern operar simultneamente con el sistema de descarga. Se deber considerar la parada o cierre de los sistemas de ventilacin forzada, simultneamente con el disparo del sistema de CO2.



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Para la determinacin del requerimiento de CO2 se deber considerar el volumen neto del recinto o proteger, del cual se deducirn los volmenes ocupados por equipos, moviliarios, estructuras, etc. A efectos de extincin con sistemas de inundacin total, los incendios pueden considerarse divididos en dos categoras: Incendios Superficiales Son los ms adaptables a la extincin con sistemas de inundacin total y se presentan en gases y lquidos inflamables o combustibles, as como en algunos materiales slidos (plsticos). Incendios nosuperficiales Son los que se establecen bajo la superficie de un material slido y que normalmente contina an cuando se hayan extinguido las llamas superficiales. Es el tipo de incendio que se produce en materiales slidos fibrosos, o polvorientos (madera, caucho, etc) o equipos elctricos. 2. Requerimientos de CO2 Incendios Superficiales La cantidad de CO2 requerida, est basada en concentraciones promedio para una rpida extincin del incendio. En la Tabla 1 se presentan las concentraciones mnimas de diseo requeridas para algunos gases y lquidos inflamables. Estos valores de concentracin incluyen un factor de seguridad del veinte por ciento (20%), respecto a las concentraciones mnimas tericas. En ningn caso se usarn concentraciones de diseo inferiores al treinta y cuatro por ciento (34%). Para materiales no especificados en la Tabla 1, la concentracin mnima terica deber obtenerse de fuentes de informacin reconocidas o mediante pruebas de laboratorio. La cantidad de CO2 requerida para proteger un determinado recinto, se establecer en base a la concentracin mnima de diseo mencionada, multiplicada por un factor denominado factor de volumen, el cual tiene en cuenta un razonable margen de fugas en el recinto. Para materiales que requieran una concentracin mnima de diseo superior al 34%, la cantidad de CO2 resultante del clculo mencionado previamente, deber incrementarse multiplicndola por un factor de material. En el cdigo NFPA 12, se encuentran tabulados los valores del factor de volumen y del factor de material, para diversos volmenes y concentraciones de diseo, respectivamente.



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TABLA 1. CONCENTRACION MINIMA DE DISEO PARA EXTINCION CON CO2 MATERIALAcetileno Acetona Aceites de Lubricacin Alcohol Etlico Alcohol Metlico Benzol y Benceno Butano Dicloruro de Etileno Etano Etileno Gas Natural Gasolina Hidrgeno Isobutano, Propano y Propileno Kerosene Monxido de Carbono Metano Pentano

CONCENTRACION MINIMA DE DISEO (%)66 34 34 43 40 37 34 34 40 49 37 34 75 36 34 64 34 35

Otras condiciones especiales pueden aumentar todava ms las cantidades de CO2 requeridas, que podran presentarse si en el recinto protegido existen aberturas no selladas, sistemas de ventilacin que no pueden pararse y temperaturas mayores de 93 C (200 F). Estas condiciones especiales, debern compensarse con



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cantidades adicionales del agente, tal como se detalla en el Cdigo NFPA 12. La concentracin mnima de diseo, deber alcanzarse en un tiempo mximo de un (1) minuto. Incendios NoSuperficiales En el caso de materiales combustibles que pueden arder internamente, la concentracin mnima de diseo requerida no puede establecerse fcilmente, por cuanto depender no slo del material, sino tambin del estado de agregacin o porosidad. Por esta razn, los factores de inundacin para este tipo de materiales, se determinan mediante pruebas en equipos o recintos tpicos. En la Tabla 2, se sealan las concentraciones de diseo y factores de inundacin para algunos riesgos especficos. Adicionalmente, debern considerarse las prdidas por condiciones especiales tales como las mencionadas en el punto anterior Incendios Superficiales. TABLA 2. CONCENTRACION DE DISEO Y FACTOR DE INUNDACION PARA RIESGOS ESPECIFICOS CONCENTRACI FACTOR DE INUNDACION ON DE DISEO m3/kg CO2 kg CO2/m3 (%) (pie3/lb CO ) (lb CO /pie3)2 2

RIESGO ESPECIFICO

Riesgos generales elctricos Recinto mayores de 56,6 m3 (2000 pies3) Riesgos generales elctricos Recinto menores de 56,6 m3 (2000 pies3) Archivos, ductos y canales cubiertos 50

0,75 (12)

1,33 (0,083) No menos de 91 kg (200 lb de CO2) 1,60 (0,100) 2,0 (0,125)

50 65

0,62 (10) 0,50 (8)

La concentracin mnima de diseo, deber alcanzarse en un tiempo mximo de siete (7) minutos, pero el caudal de descarga deber permitir alcanzar una concentracin del treinta por ciento (30%), en un tiempo de dos (2) minutos. 3. Sistema de Distribucin Las tuberas y accesorios del sistema de distribucin de CO2 sern de acero al carbono, segn ASTM A106 Gr. B, ASTM A53 Gr. B, o API 5L Gr. B. No se permite el uso de tuberas no metlicas o de hierro fundido. El schedule requerido en las tuberas variar segn lo indicado:



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Tuberas hasta 20 milmetros (3/4 pulgadas) de dimetro, schedule 40. Tuberas entre 20 y 100 milmetros (3/4 a 4 pulgadas), schedule 80. Las tuberas flexibles, mangueras y sus conexiones, sern del material adecuado para el ambiente en que vayan a instalarse y para la presin de trabajo requerida. Se recomienda preveer proteccin contra la intemperie para garantizar la vida til de estos equipos. En ambientes corrosivos, las tuberas debern recubrirse adecuadamente, o galvanizarse. El acabado final de las tuberas y accesorios ser de color rojo, conforme a la Norma COVENIN 187. Las uniones de tuberas y conexiones, podrn ser soldadas o roscadas y debern cumplir con lo indicado en el Cdigo NFPA 12. 4. Consideraciones de Venteo (Alivio de Presin) En algunos casos, podrn ser necesarios venteos para aliviar el incremento de presin originado por la descarga de grandes cantidades de CO2 en recintos cerrados. En el Cdigo NFPA 12, se indican los criterios y consideraciones de diseo que deben adoptarse para compensar estos efectos, en un sistema de inundacin total. 5. Boquillas de Descarga Las boquillas de descarga sern del tipo aprobado por laboratorios reconocidos de certificacin, para la aplicacin requerida y su instalacin ser tal que la descarga de CO2 no afecte adversamente la instalacin o equipo a proteger. La seleccin de una boquilla aprobada para una aplicacin especfica, deber basarse en los siguientes parmetros: Resistencia a la corrosin Resistencia a la presin de trabajo Resistencia a las temperaturas esperadas en el rea protegida sin deformarse. Los aspectos especficos relativos a dimetro del orificio y ngulo de descarga, debern seleccionarse conforme a lo recomendado por los fabricantes. 6. Reserva de CO2 Todo sistema de CO2, tendr cilindro(s) de reserva en igual nmero y capacidad que los cilindros principales. Cuando en una misma instalacin existan varias instalaciones independientes, protegidas con sistemas de CO2 que utilicen cilindros similares, esta exigencia podr obviarse, manteniendo una reserva comn para todos los sistemas instalados. En este caso, la cantidad de cilindros de



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reserva ser la que satisfaga los requerimientos del riesgo mayor. El mismo criterio puede ser utilizado para distintas instalaciones relativamente cercanas y que operacionalmente garantice la reposicin de los cilndros en un lapso no mayor de 24 horas. 7. Cilindros de Dixido de Carbono (Principales y de Reserva) Los cilindros de CO2 se ubicarn tan cerca como sea posible de las instalaciones que protegen, en lugares donde no estn expuestos a incendios y/o explosiones. 8. Dimensionamiento de Tuberas y Orificio de Descarga Los dimetros de las tuberas y orificios de las boquillas, se seleccionarn en base a los clculos para proporcionar la tasa de flujo requerida en cada boquilla. El mtodo de clculo ser el indicado en el Cdigo NFPA 12. Para sistemas de alta presin, el flujo de CO2 se calcular en base a una presin promedio de almacenamiento de 52,7 kg/cm2 (750 lb/pulg2 absoluta, durante toda la descarga, a la temperatura de 21 C (71 F)). La presin de diseo en las boquillas, no deber ser menor que 21 kg/cm2 (300 lb/pulg2), a la temperatura de 21 C (71 F). 6.4.2 Sistema de Aplicacin Local Los sistemas de aplicacin local, consisten en un suministro permanente de CO2, conectado a un sistema de tuberas fijas de distribucin, dotadas de boquillas que descarguen directamente sobre el material o equipo incendiado. a. Aplicaciones Estos sistemas, podrn usarse para extinguir incendios superficiales en lquidos y gases inflamables, as como slidos de poco espesor, en recintos no confinados o donde el cerramiento no cumple los requerimientos necesarios para un sistema de inundacin total. Algunos de los equipos que pueden protegerse adecuadamente mediante sistemas de aplicacin local de CO2, son los siguientes: a. b. c. b. Transformadores y generadores elctricos Puntos crticos de equipos rotativos Venteos de vapores inflamables

Criterios Generales de Diseo El diseo de los sistemas de aplicacin local con CO2, se regir por el Cdigo NFPA 12.



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A continuacin se indican algunos aspectos importantes, que se deben observar en el diseo de estos sistemas: 1. Extensin del rea a proteger El rea de riesgo deber ser aislada de otras reas de riesgos o materiales combustibles, de tal forma que el incendio no se extienda fuera del rea protegida. Cuando una serie de reas de riesgos no aisladas sean divididas en pequeos grupos o secciones, los sistemas se disearn para proveer proteccin adicional e independiente a los grupos o secciones adyacentes. Si el riesgo se encuentra en reas completamente descubiertas, es esencial que la descarga de dixido de carbono no sea interferida por corrientes de aire. En la determinacin del rea de riesgo a proteger, es importante efectuar un plano a escala del rea de riesgo indicndose las dimensiones, as como las limitaciones para la ubicacin de las boquillas de descarga. Los lmites del rea de riesgo deben ser cuidadosamente definidos, as como las obstrucciones o bloqueos que pudiesen impedir la descarga adecuada del CO2 sobre el incendio. 2. Requerimientos de CO2 La cantidad de dixido de carbono requerida, se basar en la tasa de aplicacin necesaria para cubrir completamente el rea o volumen a ser protegido y el tiempo que esa descarga debe mantenerse, para asegurar y garantizar la completa extincin del incendio. La cantidad de CO2 calculada para un riesgo en particular, deber incrementarse en un cuarenta por ciento (40%) para determinar la capacidad nominal total de almacenaje en cilindros, debido a que nicamente la porcin lquida de la descarga es efectiva, en este tipo de aplicacin. Cuando se utilicen tuberas de gran longitud, o cuando stas puedan estar expuestas a temperaturas ms altas que la temperatura ambiente, la cantidad de CO2, deber incrementarse en cantidad suficiente para compensar el CO2 lquido que se vaporiza, debido a la absorcin de calor en las tuberas. Consideraciones tcnicas y formas de clculo se presentan en el Cdigo NFPA 12. 3. Tasa de Descarga La tasa total de descarga de CO2 para el sistema, ser la sumatoria de las tasas de aplicacin individuales de todas las boquillas de descarga. La tasa de aplicacin de las boquillas de descarga, ser determinada en base a una tasa por unidad de rea, para incendios en superficies planas, o de poco



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espesor, o mediante una tasa por unidad de volumen, en caso de incendios en materiales o equipos tridimensionales. Ambos mtodos de clculo se describen en el Cdigo NFPA 12. 4. Duracin de la descarga El tiempo mnimo efectivo de descarga ser de treinta (30) segundos. Sin embargo, este tiempo deber incrementarse en situaciones con condiciones especiales, a fin de asegurar la extincin completa del incendio. Sistema de Distribucin Las tuberas de distribucin de los sistemas de aplicacin local de CO2, debern cumplir con lo sealado en la Seccin 6.4.1.b.3. de la presente Gua. Boquillas de Descarga Las boquillas de descarga a utilizarse sern del tipo aprobado por laboratorios reconocidos para la aplicacin requerida. Su ubicacin e instalacin ser tal que la descarga no afecte adversamente el rea de riesgo protegida. La localizacin y nmero de boquillas de descarga a utilizar se determinar segn lo establecido en el Cdigo NFPA 12. Reserva de CO2 Todo sistema de CO2 deber tener cilindros(s) de reserva en igual nmero y capacidad que los cilindros principales. Cuando en una misma instalacin existan varios riesgos independientes, protegidos con sistemas de CO2 que utilicen cilindros del mismo tipo, podr obviarse la exigencia anterior, manteniendo una reserva comn para todos estos sistemas. En este caso, la cantidad de cilindros de reserva ser la correspondiente al riesgo mayor. El mismo criterio puede ser utilizado para distintas instalaciones relativamente cercanas y que operacionalmente garantice la reposicin de los cilndros en un lapso no mayor de 24 horas. Cilindros de CO2 Los cilindros principales y de reserva de dixido de carbono se ubicarn tan cerca como sea posible del rea de riesgo que se protege, en lugares donde no estn expuestos a incendios o explosiones.

5.

6.

7.

8.

7

SISTEMA DE POLVO QUIMICO SECO (PQS)Los sistemas fijos a base de polvo qumico seco, estn constituidos por una fuente de almacenamiento del polvo y un arreglo de tuberas con boquillas o toberas, que descargan el agente sobre el rea del incendio.

7.1

AplicacionesLos polvos qumicos secos se consideran sustancias no txicas.



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El mecanismo de extincin de estos agentes, se basa fundamentalmente en la interrupcin de la reaccin de combustin que se produce en todo incendio. La instalacin de sistemas fijos de polvo qumico seco, se basar en la realizacin de un anlisis de riesgos, fundamentado en los criterios establecidos en el documento PDVSA IRS02. En particular, se deber considerar su aplicacin en la proteccin de: a. b. c. d. Recipientes abiertos que contengan lquidos inflamables o combustibles. Venteos y alivios de gases inflamables. Cocinas en comedores industriales. Riesgos elctricos, tales como transformadores e interruptores sumergidos en aceite, cuando no existan facilidades para protegerlos con otros medios de extincin. Estaciones de servicio para expendio de combustibles.

e.

7.2

LimitacionesLos sistemas fijos de polvo qumico seco, no deben usarse para proteger: a. b. c. d. e. Compuestos qumicos que contienen su propio aporte de oxgeno, tal como la nitrocelulosa. Materiales reactivos tales como: sodio, potasio, magnesio, titanio y zirconio. Equipos o materiales donde puedan desarrollarse incendios no superficiales Equipos elctricos o electrnicos, donde el polvo qumico seco pudiese daar componentes o elementos. Situaciones donde la limpieza del agente despus de la descarga, sea costosa y/o difcil.

7.3

Componentes del SistemaUn sistema fijo de polvo qumico seco est constituido fundamentalmente por los siguientes elementos:

7.3.1

Equipos de Almacenamiento y Distribucin a. Cilindros de almacenamiento de polvo qumico seco, dotado cada uno con un cabezal de descarga. El tanque que contiene el polvo qumico seco y los cilindros de gas de presurizacin deben estar situados cerca del rea de riesgo a proteger, en un lugar donde no puedan ser afectados por incendios y/o explosiones.



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b. c. d. e. f. 7.3.2

Dispositivos de disparo del tipo elctrico, neumtico o mecnico. Mangueras de descarga conectadas al cabezal de descarga de cada cilindro y al mltiple o tubera de descarga. Mltiple de descarga. Tuberas de distribucin con sus respectivos soportes. Boquillas o toberas de descarga.

Dispositivos de Activacin o Disparo Los sistemas fijos de extincin a base de polvo qumico seco podrn ser de activacin automtica y/o manual.

a.

Activacin Automtica Se efecta mediante una seal proveniente de un sistema automtico de deteccin, cuya activacin origina el disparo del sistema de extincin, a travs del dispositivo de disparo. Adicionalmente, se dispone de la alternativa de activacin manual a travs de estaciones manuales de disparo o desde el propio cabezal de descarga del cilindro. En el documento PDVSA IRI01 Sistema de Deteccin y Alarma de Incendio, se amplan detalles relacionados con los sistemas de deteccin.

b.

Activacin Manual La activacin manual del sistema se efecta a travs de estaciones manuales de disparo o desde el mismo cabezal de descarga del cilindro.

7.3.3

Dispositivos de Control y Alarma Los dispositivos bsicos de control y alarma de un sistema de extincin a base de polvo qumico seco, son los siguientes: a. b. c. d. Tablero central de control Alarmas audibles en el lugar de la descarga. Estaciones manuales de disparo Interruptores de aborto.

7.47.4.1

Tipos de SistemasSistemas de Aplicacin Local Los sistemas de aplicacin local consisten en una fuente permanente de polvo qumico seco conectada a una red de tuberas fijas provistas de boquillas, cuyo arreglo permite descargar el polvo qumico seco directamente sobre el material o equipo incendiado.



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a.

Aplicaciones Los sistemas de aplicacin local se podrn utilizar para la extincin de incendios de gases y lquidos inflamables o combustibles, as como slidos de poco espesor, donde el riesgo no est confinado en un espacio totalmente cerrado.

b.

Criterios Generales de Diseo El diseo de los sistemas de aplicacin local se regir por el Cdigo NFPA 17. A continuacin se indican aspectos importantes que deben observarse en el diseo de estos sistemas: 1. Extensin del Area a Proteger El rea de riesgo deber ser aislada de otras reas de riesgos o materiales combustibles, de tal forma que el incendio no se extienda fuera del rea protegida. Si el rea de riesgo se encuentra en un rea completamente descubierta, es esencial que la descarga del polvo no sea interferida por corrientes de aire. 2. Requerimientos de Polvo Qumico Seco La cantidad de polvo qumico seco, su tasa de aplicacin y el nmero de boquillas de descarga, debern ser suficientes para extinguir un incendio bajo las condiciones ms severas esperadas en la zona de riesgo. El clculo de estos factores se efectuar siguiendo las recomendaciones del fabricante de estos sistemas. 3. Duracin de la Descarga El tiempo mnimo de descarga se determinar en base a la cantidad mnima requerida de polvo qumico seco y la tasa de aplicacin. 4. Sistema de Distribucin Las tuberas debern ser de acero galvanizado, acero inoxidable, cobre o bronce. El espesor mnimo ser schedule 40 para presiones hasta 300 lb/pulg2. No est permitido el uso de tuberas y accesorios de fundicin (cast iron). El arreglo de tuberas deber ser simtrico, ya que los clculos para cadas de presin y caudal por ramales, se realizan de manera iterativa y con frmulas experimentales que requieren este arreglo del sistema. Las tuberas deben estar adecuadamente soportadas para resistir vibraciones, cuando el sistema se accione. 5. Boquillas de Descarga Las boquillas de descarga de polvo qumico seco debern ubicarse y seleccionarse de manera tal que suministren la cantidad de polvo necesaria



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para la extincin del incendio sobre la totalidad del rea de riesgo y durante el tiempo mnimo de descarga. En general, debern considerarse los aspectos siguientes: Patrones de descarga de las boquillas, a fin de garantizar la cobertura total del rea de riesgo. Las boquillas debern ser de bronce, acero inoxidable o de otro material resistente a la corrosin interna y externa. Estarn provistas de tapas que impidan la entrada de humedad en las tuberas y que puedan ser abiertas fcilmente al descargar el agente. Las boquillas de descarga, podrn colocarse alrededor y/o sobre la superficie de lquidos inflamables, tomando en cuenta las limitaciones sealadas por el fabricante, de manera que aseguren la cobertura total del rea de riesgo y eviten salpicaduras durante la descarga. 6. Dimensionado de Tuberas y Orificios de Descarga La determinacin de los dimetros de las tuberas y orificios de las boquillas se efectuar en base a la tasa de flujo que debe descargarse por cada boquilla, de acuerdo a lo indicado por los diferentes fabricantes. Los clculos para determinar las cadas de presin, flujos mnimos en cada tubera y presiones en las boquillas de descarga, se efectuarn siguiendo la tcnica o metodologa recomendada por un fabricante reconocido de sistemas fijos de extincin de polvo qumico seco. 7.4.2 Sistema de Inundacin Total No se deben utilizar sistemas de inundacin total a base de polvo qumico seco en instalaciones de la IPPN.

8

SISTEMAS DE VAPOR DE AHOGOEstos sistemas tienen aplicacin en aquellas instalaciones nuevas o existentes que dispogan de facilidades para la generacin y distribucin de vapor de agua. El uso del vapor de agua como agente extinguidor de incendios, se basa en la exclusin del oxgeno necesario para proseguir la reaccin de combustin.

8.1

AplicacionesSe instalarn sistemas fijos de vapor de ahogo para la proteccin de equipos de llama abierta, tales como hornos y calentadores, en aquellas instalaciones donde se disponga de las facilidades de generacin y distribucin de vapor. La instalacin de sistemas de vapor de ahogo en otros equipos no mencionados previamente, podr realizarse cuando un anlisis de riesgos, basado en los criterios del documento PDVSA IRS02, as lo justifique. En particular, deber considerarse su instalacin en equipos tales como:



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Compresores y equipos asociados. Venteos y alivios de gases inflamables a la atmsfera. Bombas con producto a alta temperatura. Bridas en tuberas y equipos de proceso, que manejan corrientes ricas en hidrgeno. Comparados con los sistemas de extincin a base de agua de aplicacin directa por medio de mangueras o monitores, los sistemas de vapor de ahogo tienen la ventaja de disminuir la probabilidad de choque trmico durante la extincin de incendios en equipos que operan a altas temperaturas.

8.2

LimitacionesLa limitacin fundamental de estos sistemas reside en la necesidad de disponer de facilidades adecuadas para la generacin y distribucin de vapor de agua. Dichas facilidades no resultan generalmente justificables para el slo propsito de proteccin contra incendios. Sin embargo, cuando en una determinada instalacin se dispone de tales facilidades por razones operacionales, resulta adecuada la utilizacin del vapor como agente extinguidor, en equipos tales como los mencionados en la seccin 8.1 de esta Gua. Debe destacarse que la descarga de vapor a travs de tuberas y boquillas, puede producir acumulacin de electricidad esttica y en consecuencia generar chispas entre elementos con diferente potencial elctrico. Por esta razn, los sistemas de vapor utilizados para la prevencin de incendios de nubes de gases o vapores inflamables, debern disearse para evitar la acumulacin de electricidad esttica.

8.38.3.1

Tipos de SistemasSistemas de Aplicacin Local Estos sistemas consisten en un colector o tubera conectada a una fuente confiable de suministro de vapor, a la que se conectan mangueras para la descarga del vapor, mediante lanzas o boquillas adecuadas para esta aplicacin. La presin del vapor no deber exceder de 7 kg/cm2 (100 lb/pulg2), a fin de permitir un manejo seguro de la manguera por parte del operador. El colector deber disponer de purgas automticas de condensado en sus puntos bajos y la conexin de la manguera al colector se realizar a travs de una toma dotada de vlvula de compuerta. Las mangueras sern del tipo noenrollable, adecuadas para la presin y temperatura del vapor y resistentes al contacto con hidrocarburos. La ubicacin de las mangueras deber permitir que el equipo protegido pueda ser alcanzado con una longitud de manguera de 15 metros (50 pies). El punto de



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conexin de las manguras deber estar ubicado en un lugar seguro basado en un clculo de radiacin considerando la direccin prevaleciente del viento en el rea. La lanza para la descarga del vapor ser metlica, recubierta con aislante trmico que permita su manejo por el operador, sin riesgo de quemaduras. Deber asegurarse que exista continuidad elctrica desde la toma de la manguera en el colector hasta la lanza o boquilla de descarga, con el objeto de evitar acumulacin de electricidad esttica. Especial atencin deber prestarse a la aplicacin del vapor en equipos elctricos energizados, cuando exista la posibilidad de descarga de condensado a travs de la lanza. 8.3.2 Sistemas de Inundacin Total Estos sistemas fijos consisten en un colector alimentado desde el sistema principal de distribucin de vapor, a partir del cual el vapor se dirige hacia los mltiples de descarga que protegen a cada una de las reas de riesgos. El colector debe tener la capacidad suficiente para suministrar el vapor requerido por el riesgo de mayor demanda y como mnimo ser de 100 milmetros (4 pulgadas) de dimetro. Se instalarn purgas de condensado en sus puntos bajos. La presin del vapor no deber exceder de 14 kg/cm2 (200 lb/pulg2). El mltiple de vapor de ahogo deber ubicarse en un lugar seguro basado en un clculo de radiacin considerando la direccin prevaleciente del viento en el rea, a fin de facilitar la aproximacin del personal de combate de incendio. En la aplicacin de estos sistemas a hornos y calentadores, la descarga del vapor deber inundar las cmaras de radiacin y conveccin.

Sistemas Especiales de Extinción de Incendios

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