Protección contra incendios basada en espuma: una visión general

Existen muchas formas de extinguir un incendio. Dependiendo de la situación, un sistema de protección contra incendios puede diseñarse para funcionar con diversos agentes supresores de fuego. El agua simple se utiliza comúnmente porque es fácilmente accesible y eficaz en muchos casos. Sin embargo, el agua no siempre es la mejor opción. Otras alternativas incluyen gases inertes, agentes químicos secos o húmedos, y diferentes tipos de espuma supresora de incendios. En esta publicación, hablaremos sobre las aplicaciones de la espuma.

El diseño y mantenimiento adecuados de un sistema de protección contra incendios basado en espuma requiere comprender cómo y por qué se utiliza la espuma. Primero, veamos las aplicaciones de la espuma en la protección contra incendios.

Cuándo utilizar un sistema de protección contra incendios basado en espuma

La espuma de alta expansión también puede utilizarse para extinguir un incendio en un espacio confinado. Cuando se emplea en un túnel ferroviario, un hangar de aviones u otro espacio definido, la espuma es eficaz para llenar rápidamente el área y sofocar las llamas.

Finalmente, la espuma también tiene un efecto de enfriamiento similar al del agua, ya que la solución de espuma consiste principalmente en agua (~97%).

Antes de profundizar en estos conceptos, consideremos cuándo la espuma de protección contra incendios no es apropiada.

Cuándo NO usar espuma para protección contra incendios 

La espuma no se recomienda en los siguientes escenarios:

• Electrical fire – Where high voltage electricity is involved, the use of foam is highly dangerous. Foam contains water, which is an electrical conductor. Therefore, the risk of electrocution is high. However, it is possible to use foam on an electrical fire if the electricity is first disconnected.
• 3-dimensional fires – Foam works best when it can form a blanket or barrier between flammable liquid and air. If a fire is spread out in three dimensional space the foam can’t smother it effectively.
• Pressurized gases – NPG, LPG, and other fuels which are gaseous at atmospheric temperature and must be pressurized and liquefied to store are typically not appropriate candidates for foam-based fire protection. These substances are very volatile and can release a large volume of vapors.
• Burning metals – When water or water-based substances are applied to some burning metals, it can form a chemical reaction that releases a lot of heat. It can actually explode like fireworks and create a very dangerous situation.

Tipos de espuma para protección contra incendios

Espuma polar vs. no polar

Químicamente, existen dos tipos principales de espuma para protección contra incendios: polar y no polar. Estos corresponden a dos tipos principales de líquidos combustibles. Es importante utilizar el tipo correcto de espuma para el tipo de líquido presente.

• Polar foam is used for polar flammable liquids, meaning liquids whose molecules have a positive charge on one end and a negative charge on the other. These are typically solvents, such as alcohol, used in the chemical and petrochemical industries.
• Non-polar foam is designed for use with non-polar liquids, whose molecules do not carry a polarized electrical charge. These are typically hydrocarbons such as crude oil and gasoline.

La mayoría del equipo de protección contra incendios diseñado para uso con agua puede utilizarse con cualquier tipo de espuma. Sin embargo, el diseñador y el personal de mantenimiento deben conocer las propiedades de cada concentrado/solución de espuma específico y seleccionar los ajustes de equipo apropiados para cada uno.

Espuma de baja vs. alta expansión

Otra forma de clasificar la espuma de protección contra incendios es según su tasa de expansión. La espuma se produce mezclando el concentrado de espuma con agua para crear una solución espumosa. Esta solución pasa luego a través de un dispositivo de descarga (como una boquilla), que introduce aire en la mezcla y aumenta considerablemente el volumen de la espuma final.

La espuma de baja expansión describe la espuma que se expande en volumen de 2 a 20 veces desde la densidad del agua hasta la espuma terminada. Normalmente se utiliza cuando el objetivo es crear una película supresora de incendios en la superficie de un líquido inflamable.

Las espumas de expansión media (20-200x de expansión) y de alta expansión (200-1000x de expansión) se utilizan normalmente para llenar rápidamente un gran volumen de espacio confinado, como un sótano, un túnel de mina o un hangar de aeronaves.

Cada tipo de espuma y tasa de expansión requiere equipos diferentes y/o ajustes distintos en el equipo. Los diseñadores y el personal de mantenimiento deben consultar con los fabricantes de espuma y de equipos para asegurar el uso adecuado y la compatibilidad.

Equipos de protección contra incendios a base de espuma

Proporcionadores

Las soluciones de espuma consisten en un 1-6% de concentrado de espuma y el resto es agua. En un sistema típico de protección contra incendios basado en espuma, el concentrado de espuma se almacena en un tanque de almacenamiento. La proporción exacta de espuma y agua depende del tipo de espuma utilizada. Para lograr la proporción correcta se requiere un equipo especial llamado dosificador, que introduce la cantidad adecuada de concentrado en la línea de agua.

Existen dos tipos principales de proporcionadores: presurizados y atmosféricos. Cada tipo de proporcionador está diseñado para ser efectivo con un porcentaje específico de concentrado.

Proporcionador atmosférico: Este tipo de proporcionador utiliza la presión atmosférica para aspirar el concentrado de espuma a través del sistema, como una pajilla en un vaso de agua. El agua pasa por un pequeño orificio, creando un efecto Venturi que genera la succión suficiente para extraer el concentrado desde un pequeño depósito atmosférico hacia la solución. Este tipo de proporcionador está diseñado para dosificar entre el 3 y el 6% de concentrado de espuma en el agua.

Válvulas de diluvio

Las válvulas de diluvio son un componente crítico de cualquier sistema de protección contra incendios basado en espuma. Normalmente, habrá una válvula de diluvio en la tubería de agua. Además de la válvula de diluvio principal, también hay una válvula de espuma que suministra el concentrado de espuma al dosificador. La mayoría de las válvulas de diluvio para protección contra incendios pueden utilizarse tanto con agua, solución de espuma o concentrado de espuma.

Las válvulas de control de presión también son un componente crítico a considerar. La presión controlada permite una dosificación y tasas de aplicación más precisas. En un sistema de espuma, lo ideal es contar con control de presión tanto en el lado del agua como en el de la espuma del sistema.

Dispositivos de descarga

Una vez que el concentrado de espuma se ha dosificado en el agua, es necesario utilizar un dispositivo de descarga para batirla y convertirla en espuma. Existen diferentes tipos de dispositivos de descarga para los distintos tipos de espuma. La espuma de baja expansión puede utilizarse con boquillas estándar. Las espumas de expansión media y alta requieren equipos especiales, como un generador de espuma capaz de mezclar un gran volumen de aire en la solución. Un sistema aspirante para este tipo de espuma puede aumentar el volumen de la solución entre un 200 y un 1000 por ciento. 

Tipos de sistemas de protección contra incendios con espuma para tanques de almacenamiento

Los tanques de almacenamiento de combustibles líquidos son candidatos principales para la protección contra incendios, ya que los grandes volúmenes de líquidos inflamables implicados generan un alto potencial de riesgo. Al diseñar un sistema de este tipo, es importante considerar el tipo de tanque de almacenamiento. Existen dos tipos principales de tanques de almacenamiento: los de techo fijo y los de techo flotante. Cada uno requiere un sistema de protección contra incendios con espuma diferente.

Protección contra incendios para tanques de almacenamiento de techo flotante

En un tanque de almacenamiento con techo flotante, el techo del tanque flota libremente sobre la superficie del líquido. A medida que se extrae líquido del tanque, el techo desciende para eliminar el espacio vacío en el tanque. Este tipo de tanque de almacenamiento está diseñado para minimizar o eliminar la presencia de vapor dentro del tanque. Esto ayuda a reducir la tasa de evaporación del líquido. También disminuye la posibilidad de incendio, ya que lo que arde es el vapor, no el propio líquido. Sin embargo, el perímetro del techo cuenta con un sello flexible que permite que el techo flote. El vapor puede escapar alrededor de ese sello, creando un posible riesgo de incendio.

En este caso, un sistema de protección contra incendios subterráneo no será útil porque el techo bajo impide que se forme una capa de espuma en la superficie del líquido. En su lugar, la parte superior del techo se protege con un equipo especial llamado piscina de espuma.

Soporte experto para sistemas de aplicación de espuma

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