Un rociador contra incendios o cabezal de rociador es el componente de un sistema de rociadores contra incendios que descarga agua cuando se han detectado los efectos de un incendio, como cuando se ha excedido una temperatura predeterminada. Los rociadores contra incendios se utilizan ampliamente en todo el mundo y se instalan más de 40 millones de cabezales de rociadores cada año. En los edificios protegidos por rociadores contra incendios diseñados y mantenidos adecuadamente, más del 99% de los incendios fueron controlados únicamente con rociadores contra incendios. [1] [2] [3]
En 1812, el inventor británico Sir William Congreve patentó un sistema de rociadores manuales que utilizaba tubos perforados a lo largo del techo. [4] [5] Cuando alguien notaba un incendio, se podía abrir una válvula fuera del edificio para enviar agua a través de las tuberías. [6] No fue hasta poco tiempo después que, a raíz de los repetidos incendios de una gran fábrica de muebles, Hiram Stevens Maxim fue consultado sobre cómo evitar que esto se repitiera e inventó el primer rociador automático contra incendios. Apagaría las áreas que estaban en llamas y reportaría el incendio a la estación de bomberos. Maxim no pudo vender la idea en ningún otro lugar, aunque cuando expiró la patente, la idea se utilizó. [7] [8] [ se necesita aclaración ]
En 1872, Thomas J. Martin recibió una patente para mejorar el extintor de incendios [9] [10] [11] [12] que implicaba el uso de tuberías para llevar agua hacia arriba y válvulas en el techo que actuaban como rociadores para extinguir incendios. en edificios. [13] En 1874, Henry S. Parmalee de New Haven, Connecticut , creó e instaló el primer sistema automático de rociadores contra incendios , utilizando soldadura que se derritió en un incendio para destapar los agujeros en las tuberías de agua que de otro modo estarían selladas. [14] Fue presidente de Mathusek Piano Works e inventó su sistema de rociadores en respuesta a las tasas de seguro exorbitantes. Parmelee patentó su idea y tuvo gran éxito en los EE. UU., llamando a su invento el "extintor de incendios automático". [15] Luego viajó a Europa para demostrar su método para detener el incendio de un edificio antes de su destrucción total.
El invento de Parmelee no recibió tanta atención como había planeado, ya que la mayoría de la gente no podía permitirse el lujo de instalar un sistema de rociadores. Una vez que se dio cuenta de esto, centró sus esfuerzos en educar a las compañías de seguros sobre su sistema. Explicó que el sistema de rociadores reduciría el índice de siniestralidad y, por tanto, ahorraría dinero a las compañías de seguros. Sabía que nunca podría conseguir contratos de los empresarios para instalar su sistema a menos que pudiera garantizarles una rentabilidad razonable en forma de primas reducidas.
En este sentido, logró captar el interés de dos hombres que tenían conexiones en el sector de seguros. El primero de ellos fue el Mayor Hesketh, un hilandero de algodón en una gran empresa de Bolton que también era presidente de Bolton Cotton Trades Mutual Insurance Company. Los directores de esta empresa y su secretario, Peter Kevan, se interesaron por los primeros experimentos de Parmelee. Hesketh consiguió para Parmelee su primer pedido para instalaciones de rociadores en las hilanderías de algodón de John Stones & Company, en Astley Bridge, Bolton. A esto le siguió poco después un pedido de Alexandra Mills, propiedad de John Butler de la misma ciudad.
Aunque Parmelee consiguió dos ventas gracias a sus esfuerzos, Bolton Cotton Trades Mutual Insurance Company no era una empresa muy grande fuera de su área local. Parmelee necesitaba una influencia más amplia. Encontró esta influencia en James North Lane, el gerente de Mutual Fire Insurance Corporation de Manchester . Esta empresa fue fundada en 1870 por las Asociaciones de Fabricantes Textiles de Lancashire y Yorkshire como protesta contra las altas tarifas de los seguros. Tenían una política de fomentar la gestión de riesgos y, más particularmente, el uso de los aparatos más modernos y científicos para la extinción de incendios. Aunque dedicó un tremendo esfuerzo y tiempo a educar a las masas sobre su sistema de rociadores, en 1883 sólo unas 10 fábricas estaban protegidas por el rociador Parmelee.
De vuelta en los EE. UU., Frederick Grinnell , que fabricaba el aspersor Parmelee, diseñó el aspersor Grinnell más eficaz. Aumentó la sensibilidad eliminando la junta fusible de todo contacto con el agua y, al asentar una válvula en el centro de un diafragma flexible , alivió la junta soldada de baja fusión de la tensión de la presión del agua. De esta manera, la presión del agua empujaba el asiento de la válvula contra la válvula, produciendo una acción de cierre automático. Cuanto mayor sea la presión del agua, más apretada estará la válvula. El diafragma flexible tenía una función adicional y más importante. Hizo que la válvula y su asiento se movieran hacia afuera simultáneamente hasta que la unión de soldadura se cortó por completo. Grinnell obtuvo una patente para su versión del sistema de rociadores. [16] También llevó su invento a Europa, donde tuvo un éxito mucho mayor que la versión Parmelee. Finalmente, el sistema Parmelee fue retirado, abriendo el camino para Grinnell y su invento. [17]
Las pautas de aplicación e instalación de rociadores contra incendios y las pautas generales de diseño de sistemas de rociadores contra incendios son proporcionadas por la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) 13, (NFPA) 13D y (NFPA) 13R y las jurisdicciones locales las hacen cumplir.
Ciertos estados, incluidos California , Pensilvania e Illinois , exigen rociadores en al menos algunas construcciones residenciales nuevas. [18]
Los rociadores contra incendios pueden ser automáticos o de orificio abierto. Los rociadores automáticos contra incendios utilizan un elemento fusible que se activa a una temperatura predeterminada. El elemento fusible se derrite o tiene un bulbo de vidrio frangible que contiene líquido que se rompe, lo que hace que la presión del agua en la tubería del rociador contra incendios empuje un tapón fuera del orificio del rociador, lo que resulta en agua rociada desde el orificio. La corriente de agua golpea un deflector que forma el agua en un patrón de rociado diseñado para apoyar los objetivos del tipo de rociador (es decir, control o supresión). Los aspersores modernos están diseñados para dirigir el rociado hacia abajo. Hay boquillas rociadoras disponibles para rociar en varias direcciones y patrones. La mayoría de los rociadores automáticos contra incendios funcionan individualmente en caso de incendio. Al contrario de lo que ocurre en las películas, todo el sistema de rociadores no se activa al mismo tiempo, a menos que el sistema sea de tipo diluvio especial. [19] [20]
Los aspersores de orificio abierto sólo se utilizan en sistemas de aspersión de agua o sistemas de aspersores de diluvio. Son idénticos al rociador automático en el que se basan, sin el elemento operativo sensible al calor.
Los rociadores automáticos contra incendios que utilizan bombillas frágiles siguen una convención de codificación de colores estandarizada que indica su temperatura de funcionamiento . Las temperaturas de activación corresponden al tipo de peligro contra el que protege el sistema de rociadores. Las ocupaciones residenciales cuentan con un tipo especial de rociador de respuesta rápida con el único objetivo de garantizar la seguridad de la vida (un rociador residencial tiene un patrón de descarga más alto que el de un rociador estándar y también han sido desarrollados específicamente para descargar agua más arriba en las paredes de para mantener bajas las temperaturas del gas del techo). [21] [22]
La edición de 2002 de la norma NFPA #13, sección 3.6.1, define los rociadores de respuesta rápida con un índice de tiempo de respuesta (RTI) de 50 (metros-segundos) 1/2 o menos. RTI es una medida de qué tan sensible térmicamente es el elemento sensible al calor del rociador, medido como el tiempo necesario para elevar la temperatura del bulbo del rociador al 63% de la temperatura de la corriente de aire caliente multiplicada por la raíz cuadrada de la velocidad de la corriente de aire. [23]
El término respuesta rápida se refiere a la lista de todo el rociador (incluido el espaciamiento, la densidad y la ubicación), no solo el elemento de liberación de respuesta rápida. Muchos rociadores de respuesta estándar, como los rociadores contra riesgos ordinarios de cobertura extendida (ECOH), tienen una respuesta rápida (elementos de baja masa térmica) para pasar sus pruebas de incendio. Los aspersores de respuesta rápida están disponibles con deflectores de rociado estándar, pero también están disponibles con deflectores de cobertura extendida. [24]
Cada rociador de cabezal cerrado se mantiene cerrado mediante una bombilla de vidrio sensible al calor (ver más abajo) o un enlace metálico de dos partes unido con una aleación fusible como el metal de Wood [26] y otras aleaciones con composiciones similares. [27] El bulbo o enlace de vidrio aplica presión a una tapa de tubería que actúa como un tapón que evita que el agua fluya hasta que la temperatura ambiente alrededor del rociador alcance la temperatura de activación de diseño del rociador individual. Debido a que cada rociador se activa de forma independiente cuando se alcanza el nivel de calor predeterminado, el número de rociadores que funcionan se limita únicamente a aquellos que están cerca del incendio, maximizando así la presión del agua disponible sobre el punto de origen del incendio.
La bombilla se rompe como resultado de la expansión térmica del líquido dentro de la bombilla. [28] El tiempo que pasa antes de que una bombilla se rompa depende de la temperatura. Por debajo de la temperatura de diseño, no se rompe, y por encima de la temperatura de diseño, se rompe, tardando menos tiempo en romperse a medida que la temperatura aumenta por encima del umbral de diseño. El tiempo de respuesta se expresa como índice de tiempo de respuesta (RTI), que normalmente tiene valores entre 35 y 250 m ½ s ½ , donde un valor bajo indica una respuesta rápida. [29] Según los procedimientos de prueba estándar (aire a 135 °C a una velocidad de 2,5 m/s), una bombilla de rociador a 68 °C se romperá en un plazo de 7 a 33 segundos, dependiendo del RTI. [30] El RTI también se puede especificar en unidades imperiales, donde 1 pie ½ s ½ equivale a 0,55 m ½ s ½ . La sensibilidad de un aspersor puede verse afectada negativamente si el elemento térmico ha sido pintado.
De la Tabla 6.2.5.1 NFPA 13 Edición 2007 se indica la temperatura máxima del techo, la temperatura nominal de funcionamiento del rociador, el color de la bombilla o enlace y la clasificación de temperatura.
Existen varios tipos de aspersores: [31]
ESFR (respuesta rápida de supresión temprana) se refiere tanto a un concepto como a un tipo de rociador. "El concepto es que la respuesta rápida de los rociadores puede producir una ventaja en un incendio si la respuesta va acompañada de una densidad de descarga efectiva, es decir, un rociador capaz de abrirse camino a través de la columna de fuego en cantidades suficientes para suprimir la quema. paquete de combustible." [32] El rociador que se desarrolló para este concepto fue creado para su uso en almacenamiento en estantes altos.
Los cabezales de rociadores ESFR se desarrollaron en la década de 1980 para aprovechar la última tecnología de rociadores contra incendios de respuesta rápida para proporcionar extinción de incendios específicos de alto riesgo . Antes de la introducción de estos rociadores, se diseñaron sistemas de protección para controlar los incendios hasta la llegada de los bomberos .
