La tecnología de aire hipóxico para la prevención de incendios , también conocida como sistema de reducción de oxígeno ( ORS ), es una técnica de protección activa contra incendios basada en una reducción permanente de la concentración de oxígeno en las estancias protegidas. A diferencia de los sistemas tradicionales de extinción de incendios que normalmente extinguen el fuego una vez detectado , el aire hipóxico puede prevenir el incendio.
En un volumen protegido por aire hipóxico, se retiene continuamente una atmósfera hipóxica normobárica: hipóxica significa que la presión parcial del oxígeno es menor que al nivel del mar, normobárica significa que la presión barométrica es igual a la presión barométrica al nivel del mar. Generalmente, entre 1/4 y 1/2 del oxígeno contenido en el aire (es decir, entre el 5 y el 10% del aire) se reemplaza por la misma cantidad de nitrógeno : como consecuencia, se crea una atmósfera hipóxica que contiene aproximadamente un 15% en volumen de oxígeno y Se crea un 85% en volumen de nitrógeno. En un ambiente hipóxico normobárico, los materiales comunes no pueden encenderse ni arder cuando se exponen a una fuente de ignición localizada a pequeña escala. [1] Una reducción del nivel de oxígeno al 15% no logra condiciones en las que no pueda ocurrir un incendio o se extinga. Sin embargo, reduce la probabilidad de que ocurra un incendio al aumentar la energía de ignición necesaria, y también hay indicios de mayores tiempos de ignición. [2]
Se inyecta aire con un contenido reducido de oxígeno a los volúmenes protegidos para reducir la concentración de oxígeno hasta alcanzar la concentración de oxígeno deseada. Luego, debido a la infiltración de aire , la concentración de oxígeno dentro de los volúmenes protegidos aumenta: cuando excede un cierto umbral, se inyecta nuevamente aire con poco oxígeno a los volúmenes protegidos hasta que se alcanza la concentración de oxígeno deseada. Se instalan sensores de oxígeno en los volúmenes protegidos para monitorear continuamente la concentración de oxígeno.
El nivel exacto de oxígeno que se debe retener en los volúmenes protegidos se determina después de una evaluación cuidadosa de los materiales, las configuraciones y los peligros. [3] Las tablas enumeran los umbrales de oxígeno que limitan la ignición para algunos materiales. Alternativamente, el umbral límite de ignición se determina realizando una prueba de ignición adecuada descrita en la especificación de sistemas de prevención de incendios de aire hipóxico BSI PAS 95:2011. [4]
Los detectores de humo se instalan en volúmenes protegidos porque, al igual que los sistemas de supresión de gas , el aire hipóxico no previene los procesos de combustión lenta y pirolización .
El aire con baja concentración de oxígeno se produce mediante generadores de aire hipóxico, también conocidos como unidades de división de aire. Hay tres tipos diferentes de generadores de aire hipóxico: basados en membrana , basados en PSA y basados en VSA . Los generadores de aire hipóxico basados en VSA suelen tener un menor consumo de energía en comparación con los generadores de membrana y PSA. Los generadores de aire hipóxico pueden ubicarse dentro o fuera de las habitaciones protegidas. Los sistemas de aire hipóxico se pueden integrar con el sistema de gestión del edificio y pueden incluir sistemas para recuperar el calor generado por el generador de aire hipóxico que, de otro modo, se desperdiciaría. [5]
El aire con baja concentración de oxígeno se transporta a los volúmenes protegidos a través de tuberías específicas o, más simplemente, a través de un sistema de ventilación existente . En este último caso, no se requieren tuberías o conductos específicos.
Los beneficios de prevenir un incendio en lugar de sofocarlo hacen que el aire hipóxico sea adecuado para aplicaciones en las que un incendio causaría daños inaceptables. A diferencia de los sistemas tradicionales de extinción de incendios, no se requieren tuberías o boquillas específicas.
El aire hipóxico para la prevención de incendios se utiliza en [ cita necesaria ] :
La reducción de la degradación de los artefactos y el deterioro de los alimentos es una ventaja para aplicaciones como almacenes, almacenamiento y archivos de alimentos.
Los sistemas de prevención de incendios con aire hipóxico también se pueden utilizar para fines distintos a la prevención de incendios, por ejemplo:
Combinar la prevención de incendios, el clima interior y la reducción de artefactos/degradación de alimentos es un enfoque completamente nuevo para un sistema de seguridad contra incendios.
Los sistemas de prevención de incendios que provocan que el contenido de oxígeno sea inferior al 19,5% no están permitidos en espacios ocupados sin proporcionar a los empleados respiradores suplementarios según la regulación federal (OSHA) en los Estados Unidos. [6]
Sin embargo, algunos consideran que el aire hipóxico es seguro para respirar para la mayoría de las personas. [7] Se han realizado estudios médicos sobre este tema. La conclusión de Angerer y Novak es que "los entornos de trabajo con concentraciones bajas de oxígeno de un mínimo del 13% y una presión barométrica normal no suponen un riesgo para la salud, siempre que se observen precauciones, que incluyen exámenes médicos y limitación del tiempo de exposición". [8] Küpper et al. Dicen que una concentración de oxígeno entre 17,0 y 14,8% no provoca ningún riesgo para las personas sanas por hipoxia. Tampoco provoca riesgos para personas con enfermedades crónicas de gravedad moderada. La capacidad para realizar trabajos extenuantes se reduce a medida que la concentración disminuye y el tiempo que se puede mantener el esfuerzo se vuelve muy bajo por debajo de estos niveles, por debajo de alrededor del 17 % puede ser necesario tomar descansos fuera del entorno si se van a pasar más de 6 horas en el interior. , especialmente si se realiza algún esfuerzo físico [9]
Las cabinas de aviones presurizadas normalmente se mantienen a 75 kPa, la presión que se encuentra a 2500 m (8200 pies) de altitud, lo que da como resultado una presión parcial de oxígeno de aproximadamente 16 kPa, que es lo mismo que una concentración de oxígeno del 15% en una aplicación de aire hipóxico en presión a nivel del mar. Sin embargo, los pasajeros son sedentarios y los miembros de la tripulación tienen acceso inmediato a oxígeno suplementario.
El aire hipóxico debe considerarse aire limpio y no contaminado al evaluar los riesgos de agotamiento de oxígeno.
La información relativa al acceso a las zonas protegidas, es decir, a la atmósfera reducida en oxígeno, se ilustra:
Los criterios de acreditación del organismo de inspección se establecen de acuerdo con ISO/IEC 17010 para la verificación por parte de terceros de la conformidad del sistema de prevención de incendios con aire hipóxico según BSI PAS 95:2011 y VdS 3527en:2007 [12]