Protección contra incendios en instalaciones de misión crítica

Hay que tener en cuenta que la protección de vida y evacuar el espacio protegido es una recomendación general para cualquier posible evento de incendio y el objetivo principal de los sistemas de protección de vida.

La implementación de la protección contra incendios en instalaciones de “misión crítica” ha sido durante mucho tiempo un estándar para la mayoría de los profesionales de ingeniería, telecomunicaciones y tecnologías de la información. Muchas veces considerando el empleo de soluciones tan simples como los extintores portátiles o tan complejo como la detección de humo de alta sensibilidad junto a sistemas de detección controlando sistemas de supresión de agentes limpios, pero aún es importante e imprescindible implementar algún tipo de protección contra incendios efectiva.

Hace unos 20 años aproximadamente las instalaciones de misión crítica han obtenido un nivel elevado de conciencia de protección contra incendios debido a dos factores principales:

Estas instalaciones incluyen una variedad de activos de alto valor, típicamente sistemas electrónicos, que además de tener un valor económico elevado, a menudo manejan procesos e información que son aún más valiosos operacionalmente para cualquier empresa. Adicionalmente el costo del reemplazo y el tiempo de inactividad asociado con el daño a estos activos puede ser mucho mas elevado y generar un daño de magnitudes .

Las instalaciones de misión crítica implican inherentemente un mayor nivel de riesgo que la mayoría de las áreas de uso comercial debido a la presencia de una fuente constante de elementos electrónicos funcionando y consumiendo electricidad y generando calor, y una carga abundante de materiales combustibles (en general, plásticos, como en las placas de circuito impreso [PCB] ).

Este tipo de instalaciones en sí mismo puede asumir una serie de identidades diferentes. El ejemplo más común en el entorno de negocios y empresas actuales es disoponer de un centro de datos. Los centros de datos son a menudo el centro de las operaciones de una empresa, ya que manejan una gran cantidad de procesos, desde comunicaciones internas hasta datos de proveedores / clientes, manejo de pedidos externos y procesamiento de transacciones financieras en incluso procesos de producción.

Los centros de datos se encuentran en todas las áreas del mundo de los negocios. Como ejemplo las finanzas, las telecomunicaciones y las grandes industrias suelen tener numerosas y amplias instalaciones de centros de datos.
Otros ejemplos son los centros de control de red, centros de telecomunicaciones, salas de control de procesos, instalaciones de laboratorio, instalaciones de generación de energía, entornos de laboratorios, etc. que sin duda se pueden considerar de misión crítica.

La protección contra incendios en estas instalaciones puede ser muy variada de sector en sector y de empresa en empresa. Generalmente los empresarios buscan soluciones que brinden el mayor nivel de protección al menor costo. El proceso de evaluación del nivel de protección requerido acorde al riesgo es clave y debe realizarse de forma profesional y a conciencia.

Generalmente se puede evaluar libremente a través de dos elementos:
Primero el concepto de extinguir el inicio del incendio de manera rápida y efectiva, y también minimizar el daño asociado a los activos protegidos.

Es importante tener en cuenta que la protección de las infraestructuras de misión cítrica deben involucrar tanto protección estructural (generalmente recomendada en un edificio determinado) como protección de activos (protección suplementaria y especifica para el activo de alto valor).

Mayoritariamente durante las décadas de los 70 y 80, los agentes compuestos de Halón se empleaban en forma predominante para la protección de estas infraestructuras. El Halón 1301 fue el agente limpio más común de esas décadas. A pesar de sus contraindicaciones desde el punto de vista de impacto en el medioambiente, su efectividad para extinguir incendios y minimizar el daño al espacio protegido fue ejemplar. Desafortunadamente, los compuestos de Halón contienen bromo o cloro como uno de sus elementos principales. Ambos elementos producen un gran impacto en el ozono y, por lo tanto, fueron objeto de revisión en el Protocolo de Montreal de 1987 dónde se acordó la prohibición de la producción de compuestos que impacten en el ozono, donde quedaron incluidos los halones.

Evaluación de la solución
La selección del sistema de protección contra incendios es un proceso complejo que puede involucrar a varias entidades. Primero es importante comprender la diferencia entre los sistemas de protección requeridos por los códigos (con mayor frecuencia, los sistemas de rociadores) y la protección de activos específicos y de alto valor de forma complementaria.

La evaluación de la necesidad de protección específica deberia comenzar con un análisis de la instalación en cuestión, considerando varios factores diferentes:

Análisis de la instalación. Se deben tener en cuenta las características físicas de la instalación. En las construcciones nuevas, a menudo se pueden incluir requisitos particulares, como persianas cortafuego, puertas herméticamente cerradas y ventilación para control de humos y calor y si es necesario la evaluación de incorporar sistemas de supresión con agentes limpios.

En las instalaciones más antiguas que pueden estar equipadas con un sistema de supresión, la integridad de la sala es de vital importancia. Si una habitación tiene demasiadas “fugas” y es probable que no logre un nivel de integridad o hermeticidad deseado para cumplir con los requisitos de diseños seguro, o tal vez sea demasiado costoso realizar las adecuaciones constructivas, entonces es posible que se deban buscar otras estrategias.

Análisis de riesgo. Comprender los riesgos de incendio dentro de la estructura y del espacio destinado a la misión critica.
Es muy importante diferenciar la clase de materiales combustibles. También este proceso es una buena oportunidad para investigar y evaluar el deseo de “parada de emergencia”, la mayoría de los profesionales y códigos de protección contra incendios recomiendan que se interrumpa el suministro de energía eléctrica hacia los activos electrónicos en el espacio protegido antes de la descarga del sistema. En una instalación donde la energía no se apaga antes de la descarga, es posible que se deban implementar algunas consideraciones de diseño adicionales teniendo en cuenta una posible reinicio del fuego. Se debería consultar con especialistas acreditados sobre estas consideraciones particulares.

Evaluación general de riesgos. Una evaluación del riesgo se puede resumir a la comprensión del daño potencial versus la probabilidad de que ocurra un incidente.
Es común emplear una matriz de riesgos para ayudar a determinar cómo se puede clasificar una instalación dada desde una perspectiva de riesgo.

El fuego en las instalaciones de misión crítica generalmente se pondera como un impacto crítico o grave, mientras que la probabilidad de ocurrencia es baja o media. Incluso con esto, la categoría de riesgo sería de moderada a alta. Además, los profesionales de riesgo están de acuerdo en que las categorías de riesgo moderado / alto son áreas que deben abordarse como una prioridad mayor.

Una vez que se ha determinado que la protección contra incendios adicional es apropiada para el tipo de riesgo, es natural evaluar las dos estrategias más comunes con respecto al costo versus los niveles de protección:

Sistemas de rociadores de pre-acción. Un sistema de rociadores de preacción están basados en aplicación de agua e incorpora varias operaciones para minimizar el riesgo asociado con descargas accidentales y daños por agua.

Vale recordar que incluso en un sistema de pre-acción, se requiere un nivel significativo de calor para finalmente activar el sistema. Si bien el nivel de riesgo asociado con descargas falsas o rociadores dañados se logra minimizar significativamente, el nivel de protección para los activos todavía se basan en la detección de calor y la descarga de agua. El uso de sistemas a base de agua debe considerarse como parte del perfil de riesgo general dentro de estos ambientes.

Sistemas de agente limpio. Los sistemas de agente limpio generalmente requieren dos acciones antes de una descarga real:

Los detectores de humo puntual u otros dispositivos de detección de humo como por ejemplo sistemas de muestreo de aire, proporcionan una señal al panel de control del sistema de supresión. Generalmente se requieren dos alarmas independientes antes de activar la cuenta regresiva para la maniobra de descarga del agente en el ambiente involucrado. Esto se conoce comúnmente como una estrategia de detección de zonas cruzadas, los códigos también consideran otro tipo de estrategias.
El panel de control inicia una cuenta regresiva cronometrada, antes de iniciar en la válvula del cilindro contenedor del agente que descargue el mismo en el espacio protegido. Se proporciona una demora mientras los ocupantes pueden verificar la situación, desalojar las instalaciones y realizar otros preparativos (cierres mecánicos de puertas, amortiguadores automáticos, etc.)

Muchas estrategias implican el uso de sistemas de detección de cobertura completa y sistemas basados en agua (para protección estructural)como también sistemas independientes de detección y control listados para esta función específica para controlar los sistemas basados en agentes limpios (para protección de activos específicos). Esta estrategia proporciona el escenario de protección contra incendios más completo en cualquier instalación minimizando el riesgo para las personas y para la continuidad de los negocios a un nivel muy aceptable.

Sistemas de protección
En caso que el proceso de evaluación genere la necesidad de protección contra incendios sin agua, serán necesarias opciones y evaluaciones adicionales. Hay varias opciones disponibles en las tres categorías principales del sistema:

Controles del sistema. El sistema de control es el “cerebro” del sistema de protección contra incendios. Los paneles de control están disponibles en varias variedades, incluyendo paneles inteligentes versus convencionales y paneles específicos de supresión versus paneles generales de alarma contra incendios.

Es una buena práctica evaluar cada proyecto y emplear sistemas independientes para la detección y control en cada riesgo puntual donde se requiera supresión por agentes limpios y realizar su monitoreo o integración en el sistema principal de toda la instalación / edificio.
Los sistemas de control convencionales implican la recolección de múltiples circuitos o “zonas” de protección. Generalmente son destinados a proteger uno o dos riesgos máximos y se suelen utilizar en “shelter” y distintos subsitemas.

Los sistemas inteligentes proporcionan controles de última generación para un sistema de protección contra incendios. Estos permiten al propietario y al personal de servicio identificar cada dispositivo de circuito en problemas o alarma en el panel de control, sin inspeccionar cada dispositivo individual. Cada dispositivo tiene una dirección única en un circuito dado, lo que permite esta capacidad de identificación. Los sistemas inteligentes ofrecen un mayor nivel de funcionalidad y generalmente permiten manejar mas zonas de riesgo asociadas.

Los paneles de extinción de incendios generalmente están diseñados para la liberación de un sistema de extinción de incendio, estos paneles de detección y control de supresión son completamente funcionales con varias tecnologías de detección, como ser detectores puntuales de alta sensibilidad (0,02%o/f) o interacción son detectores por muestreo de aire (aspiración) ambos aptos para este tipo de protección.

2. Detección de peligros. La detección de un peligro específico dentro del espacio protegido puede venir en variedad de formas, incluida la detección de agua, calor y humo. En esta nota donde realizamos un enfoque genera revisaremos el método más común de detección de peligros que es la detección de humo, vale mencionar que existen varias tecnologías disponibles para la detección de humo en a actualidad.

La detección de humo puntual es la variedad más común de detección de humo disponible. La tecnología en esta área se ha mejorado enormemente en los últimos 5 a 10 años, haciendo que los detectores sean más confiables y más sensibles cuando sea necesario y menos aptos para falsas alarmas.

Las dos variedades más comunes de detección de humo puntual para este tipo de aplicaciones son la detección puntual laser y fotoeléctrica:
Ambas tecnologías se usan comúnmente en todo el mundo. Ambos son métodos confiables y probados para la detección de humo puntual. En una estrategia de detección de zonas cruzadas, como se mencionó anteriormente, un diseñador generalmente usará uno de cada tipo para crear un escenario de detección rápida para cualquier peligro potencial de incendio.

El segundo método que consideramos es la detección de humo por muestreo de aire o HSSD (detección de humo de alta sensibilidad). Los sistemas HSSD son típicamente magnitudes más sensibles que los detectores puntuales convencionales por varias razones. Esta tecnología permite que el detector “vea” los productos potenciales de la combustión sustancialmente más rápido que con los detectores puntuales y estos sistemas se pueden programar para acomodar una variedad de requisitos de sensibilidad.

Estos sensores se usan más comúnmente como un nivel suplementario de alerta muy temprana en un entorno altamente sensible. Tanto el tipo de detección puntual como la detección interactuarán con cualquier tipo de panel de detección y control mencionado anteriormente por intermedio de distintas interfaces. Muchos diseñadores suelen emplear en sus proyectos los detectores puntuales para iniciar una descarga del sistema de supresión, mientras que emplean estos sistemas de muestro de aire (aspiración) para la detección de advertencia temprana y aviso a personal de mantenimiento. Estos avanzados detectores se pueden usar para iniciar una descarga del sistema si se desea.

No se debe perder de vista que los detectores por muestreo de aire “aspiración” lucen de forma muy avanzada, estos no son en si un panel de control y son un elemento sensor el panel de detección y control de incendio.

3. Sistemas de supresión. Si mencionamos que el sistema de detección y control puede ser considerado como “cerebro” de un sistema de protección contra incendios, siguiendo esa analogía, podríamos indicar que los sistemas de supresión serían el músculo. Estos sistemas se implementan para la extinción temprana de un evento de incendio antes que se transforme en potencialmente catastrófico dentro de un espacio crítico. Generalmente estos sistemas están compuestos por una variedad de distintos componentes: válvulas, tuberías, boquillas, cilindros y el propio agente de supresión.

Es relevante reconocer la importancia del tipo de agente, así como del sistema en su conjunto, y cómo se transporta y entrega el agente dentro del espacio a proteger.

Agentes de supresión
Mencionaremos los agentes de supresión mas empleados en la región.

FM-200® es el nombre de la marca comercial dado por un fabricante específico para el compuesto HFC-227ea, o heptafluoropropano. Este compuesto de hidrofluorocarbono (HFC) y es la alternativa de Halón más ampliamente utilizada durante mucho tiempo. El FM-200 ha sido la opción más común para aplicaciones como centros de datos, instalaciones de telecomunicaciones, almacenamiento de registros, salas blancas, etc. Los tiempos de extinción y el espacio de almacenamiento requerido son muy similares al Halón. Las concentraciones de uso para este agente es típicamente entre 6.25 por ciento y 8 por ciento en volumen de ambiente.

FE-13 ™ también es un compuesto de HFC y es un agente de nicho menos utilizado en el mercado hoy en día. FE-13 tiene varias características únicas, que incluyen un punto de ebullición muy bajo (que le permite vaporizarse cuando se descarga a temperaturas muy bajas) y una presión de vapor alta (lo que permite que la descarga sea bastante enérgica). Estas dos características hacen que FE-13 sea una buena opción para aplicaciones de baja temperatura (almacenamiento y espacio protegido), así como para aplicaciones particularmente de techo alto. Las concentraciones de uso para FE-13 son típicamente alrededor del 20 por ciento en volumen.

FE-25™ es una alternativa de halones de gran aceptación en el mercado y con gran disponibilidad. FE-25 es aplicable a todas las aplicaciones tradicionales de espacios ocupados mediante el uso de modelos de farmacocinética basada en fisiología (PBPK). PBPK es una metodología de simulación utilizada para predecir la respuesta humana y la absorción del torrente sanguíneo en la exposición a este tipo de compuestos.

Las dos principales organizaciones de normalización que establecen una guía para el uso de estos sistemas (ISO y NFPA) han adoptado el método PBPK para la determinación de los umbrales de toxicología en los que estos agentes pueden usarse de manera segura en un espacio ocupado.

El compuesto también es un HFC y extingue el fuego en el mismo mecanismo que FM-200 y FE-13. La concentración de uso para FE-25 es típicamente entre 8.0 por ciento y 9.0 por ciento en volumen.

Fluido de protección contra incendios Novec ™ 1230
Es el agente desarrollado más recientemente en el mercado de agentes limpios. El fluido Novec 1230 es un compuesto a base de flúor pero no un HFC, este producto extingue el fuego por la absorción de calor y por lo tanto, no reduce las concentraciones de oxígeno dentro del espacio protegido, de manera similar a los tres compuestos de HFC mencionados anteriormente. La característica única del fluido Novec 1230 es que tiene un potencial de agotamiento de ozono cero y una vida útil atmosférica extremadamente corta, lo que contribuye a su bajo potencial de calentamiento global.

Argonite® es diferente de los cuatro agentes anteriores, es una mezcla de gases naturales, no un compuesto a base de flúor. La argónita es una mezcla simple de 50% de gas argón y 50% de gas nitrógeno con una densidad similar a la del aire. Tanto el argón como el nitrógeno son gases limpios y naturales que están disponibles en todo el mundo. El sistema no tiene potencial directo de calentamiento global o de agotamiento del ozono. La argónita requiere una limpieza mínima posterior al incendio y no se descompondrá ni producirá subproductos cuando se exponga a una llama debido a una situación de incendio.

Sin embargo, esta reducción de oxígeno no impide el uso de Argonita en un espacio ocupado porque la concentración de oxígeno se reduce a un punto en el que no se puede mantener la combustión, pero la seguridad humana se mantiene durante un corto período de exposición. Los sistemas de argonita requieren el empleo de sistemas de ventilación dedicados porque la cantidad de agente es significativa, para reducir los niveles de oxígeno lo suficiente.

Inergen® también es una mezcla de gases naturales, similar a la Argonita. Inergen es una mezcla de aproximadamente 40 por ciento de argón, 52 por ciento de nitrógeno y 8 por ciento de dióxido de carbono.

Las concentraciones de uso típicas tanto para Argonite como para Inergen son de 35 por ciento a 40 por ciento en volumen, lo que resulta en una reducción de concentración de oxígeno y se deben tener las precauciones respectivas.

Sistemas de entrega de agentes
La discusión y evaluación de los diversos agentes disponibles en la actualidad puede llevar mucho tiempo, lo presentado en esta nota es simplemente una breve introducción a las alternativas de protección contra incendios mas comunes empleadas en este tipo de instalaciones.

Conclusión
Se debe comprender el valor de la instalación en cuestión.La protección contra incendios para instalaciones de misión crítica puede ser un tema complejo y debe tratarse de forma rigurosa contemplando los códigos internacionales como los de NFPA y por personal con acreditada experiencia.

Evaluar el nivel de riesgo en la instalación en cuestión. ¿Qué se ha hecho para mitigar estos riesgos? ¿Qué se puede hacer? ¿Qué se debe hacer para proteger adecuadamente contra un peligro potencial, incluido un incendio, en las instalaciones?

Generalmente en establecimientos complejos es mejor dividir la tarea en varios temas independientes y comenzar a crear soluciones independientes y manejables a partir de cada uno de los riesgos, revisando la necesidad de implementar sistemas redundantes, relacionando sistemas y dispositivos tolerantes a fallas, teniendo en cuenta la posibilidad de implementar sistemas de supresión con agentes para la descarga principal y reserva para finalmente llegar a la integración general de todo el sistema y su centralización en un sistema de monitoreo y control gráfico.