Un rociador contra incendios o cabezal rociador es el componente de un sistema de rociadores contra incendios que descarga agua cuando se detectan los efectos de un incendio, como cuando se supera una temperatura predeterminada. Los rociadores contra incendios se utilizan ampliamente en todo el mundo, con más de 40 millones de cabezales rociadores instalados cada año. En los edificios protegidos por rociadores contra incendios diseñados y mantenidos adecuadamente, más del 99% de los incendios se controlaron solo con rociadores contra incendios. [1] [2] [3]
En 1812, el inventor británico Sir William Congreve patentó un sistema de rociadores manuales que utilizaba tuberías perforadas 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, como resultado de una gran fábrica de muebles que se incendió repetidamente, Hiram Stevens Maxim fue consultado sobre cómo prevenir una recurrencia e inventó el primer rociador automático contra incendios. Apagaría las áreas que estuvieran en llamas e informaría del incendio a la estación de bomberos. Maxim no pudo vender la idea en otro lugar, aunque cuando expiró la patente, la idea se utilizó. [7] [8] [ aclaración necesaria ]
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 derretía en un incendio para destapar los agujeros en las tuberías de agua que de otro modo estarían selladas. [14] Fue el presidente de Mathusek Piano Works e inventó su sistema de rociadores en respuesta a las tasas de seguro exorbitantemente altas. Parmelee patentó su idea y tuvo un gran éxito con ella en los EE. UU., llamando a su invento el "extintor automático de incendios". [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 él había planeado, ya que la mayoría de la gente no podía permitirse instalar un sistema de rociadores. Una vez que se dio cuenta de esto, dedicó sus esfuerzos a informar a las compañías de seguros sobre su sistema. Explicó que el sistema de rociadores reduciría la tasa de siniestralidad y, por lo tanto, ahorraría dinero a las compañías de seguros. Sabía que nunca podría lograr contratos con los dueños de las empresas para instalar su sistema a menos que pudiera asegurarles una rentabilidad razonable en forma de primas reducidas.
En este sentido, logró captar el interés de dos hombres que tenían contactos en el sector de los seguros. El primero de ellos fue el mayor Hesketh, un hilandero de algodón de una gran empresa de Bolton que también era presidente de la 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 de 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 logró dos ventas gracias a sus esfuerzos, la Bolton Cotton Trades Mutual Insurance Company no era una empresa muy grande fuera de su área local. Parmelee necesitaba una mayor influencia. La encontró en James North Lane, el gerente de la 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 tasas de seguros. Tenían una política de fomentar la gestión de riesgos y, más particularmente, el uso de los aparatos más modernos y científicos para extinguir incendios. A pesar de que dedicó un enorme esfuerzo y tiempo a educar a las masas sobre su sistema de rociadores, en 1883 solo unas 10 fábricas estaban protegidas por el rociador Parmelee.
En Estados Unidos, 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 colocar 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 este modo, el asiento de la válvula era empujado contra la válvula por la presión del agua, lo que producía una acción de cierre automático. Cuanto mayor era la presión del agua, más hermética era la válvula. El diafragma flexible tenía una función adicional y más importante: hacía que la válvula y su asiento se movieran hacia afuera simultáneamente hasta que la junta soldada se cortaba por completo. Grinnell obtuvo una patente para su versión del sistema de aspersión. [16] También llevó su invento a Europa, donde tuvo mucho más éxito que la versión Parmelee. Finalmente, el sistema Parmelee fue retirado, lo que abrió el camino para Grinnell y su invento. [17]
La Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) 13, (NFPA) 13D y (NFPA) 13R proporciona pautas de aplicación e instalación de rociadores contra incendios y pautas generales de diseño de sistemas de rociadores contra incendios , y las jurisdicciones locales las aplican.
Algunos estados, incluidos California , Pensilvania e Illinois , exigen el uso de rociadores en al menos algunas construcciones residenciales nuevas. [18]
Los rociadores contra incendios pueden ser automáticos o de orificio abierto. Los rociadores contra incendios automáticos utilizan un elemento fusible que se activa a una temperatura predeterminada. El elemento fusible se derrite o tiene un bulbo de vidrio frágil que contiene líquido que se rompe, lo que hace que la presión del agua en la tubería del rociador empuje un tapón hacia afuera del orificio del rociador, lo que da como resultado que el agua se pulverice por el orificio. La corriente de agua golpea un deflector que forma el agua en un patrón de rociado diseñado para respaldar los objetivos del tipo de rociador (es decir, control o extinción). Los cabezales de rociadores modernos están diseñados para dirigir el rociado hacia abajo. Hay boquillas de rociado disponibles para proporcionar rociado en varias direcciones y patrones. La mayoría de los rociadores contra incendios automáticos funcionan individualmente en un incendio. Al contrario de la representación cinematográfica, todo el sistema de rociadores no se activa al mismo tiempo, a menos que el sistema sea un tipo especial de diluvio. [19] [20]
Los rociadores de orificio abierto se utilizan únicamente en sistemas de aspersión de agua o sistemas de rociadores de diluvio. Son idénticos a los rociadores automáticos en los que se basan, con el elemento operativo sensible al calor eliminado.
Los rociadores automáticos contra incendios que utilizan bulbos frangibles siguen una convención de código 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 objetivo exclusivo de brindar seguridad a las personas (un rociador residencial tiene un patrón de descarga más alto que el de un rociador de rociado estándar y también se han desarrollado específicamente para descargar agua a mayor altura en las paredes con el fin de mantener las temperaturas de los gases del techo más bajas). [21] [22]
La edición de 2002 de la norma NFPA #13, sección 3.6.1 define los rociadores de respuesta rápida como aquellos que tienen un índice de tiempo de respuesta (RTI) de 50 (metros-segundos) 1/2 o menos. El RTI es una medida de la capacidad de respuesta térmica del elemento sensible al calor del rociador, medida 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 inclusión de todo el rociador (incluido el espaciamiento, la densidad y la ubicación), no solo del elemento de liberación de respuesta rápida. Muchos rociadores de respuesta estándar, como los rociadores de riesgo ordinario de cobertura extendida (ECOH), tienen respuesta rápida (elementos de masa térmica baja) para pasar sus pruebas de incendio. Los rociadores 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 un bulbo de vidrio sensible al calor (ver a continuación) o un enlace de metal de dos piezas unidas 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, la cantidad de rociadores que funcionan se limita solo a los que están cerca del incendio, lo que maximiza la presión de 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 tarda una bombilla en romperse 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 un 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] Bajo 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 es equivalente a 0,55 m ½ s ½ . La sensibilidad de un rociador puede verse afectada negativamente si el elemento térmico ha sido pintado.
En 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 del bulbo o enlace y la clasificación de temperatura.
Existen varios tipos de aspersores: [31]
ESFR (respuesta rápida y temprana de extinción) 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 está acompañada por una densidad de descarga efectiva, es decir, un rociador capaz de abrirse paso a través de la columna de fuego en cantidades suficientes para extinguir el paquete de combustible en llamas". [32] El rociador que se desarrolló para este concepto fue creado para su uso en almacenamiento en estanterías altas.
Los 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 en peligros específicos de alto riesgo . Antes de la introducción de estos rociadores, los sistemas de protección se diseñaban para controlar incendios hasta la llegada del departamento de bomberos .
