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MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 1 2012-2013
TESIS DE MÁSTER
SISTEMAS DE PROTECCIÓN ACTIVA PARA CPD.
AUTOR: Rafael Inés González
Madrid, Julio 2013
Firma Autor: VºBº Director Proyecto:
Rafael Inés González Andrés Pedreira
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 2 2012-2013
Autorizada la entrega de la tesis de máster del alumno/a:
Rafael Inés González
EL COORDINADOR DEL MIPCI
Gabriel Santos
Fdo.: …………………………………… Fecha: 08/07/2013
Vº Bº del Director de proyecto
Andrés Pedreira
Fdo.: ………………………………… Fecha: 08/ 07/ 2013
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 3 2012-2013
SISTEMAS DE PROTECCIÓN ACTIVA PARA CPD.
Rafael Inés González
Curso académico 2012-2013
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 4 2012-2013
TÍTULO Sistemas de protección activa para CPD
ALUMNO 1 Rafael Inés González
DIRECTOR Andrés Pedreira
JUSTIFICACIÓN
La Universidad Pontifica de Comillas (ICAI) y la Asociación de Profesionales de
Ingeniería de Protección Contra Incendios (APICI), son conscientes de la necesidad de
la calidad y formación adecuada para los profesionales dedicados a la protección
contra incendios, es por este motivo que han impulsado el Máster en Ingeniería de
Protección Contra Incendios (MIPCI).
Tanto la sociedad como las mismas leyes existentes al respecto exigen un
compromiso y una calidad adecuada tanto en lo referente a la instalación, diseño,
mantenimiento y funcionamiento en caso de necesidad de los sistemas de protección
contra incendios. El Máster proporciona a los alumnos el conocimiento necesario para
poder establecer con criterio, y siempre basados en el conocimiento del incendio y sus
efectos, la idoneidad de las soluciones adoptadas ante los problemas que puedan
presentarse.
La ingeniería de protección contra incendios continúa en evolución con nuevos
sistemas diseñados para poder proteger nuevos riesgos especiales y en un proceso
continuo de aprendizaje, el Máster permite no sólo evaluar su idoneidad sino también
poder dar mejores alternativas en base al profundo conocimiento adquirido.
El presente proyecto fin de Máster se presenta para poner en práctica los
conocimientos adquiridos durante el mismo.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 5 2012-2013
OBJETIVOS
El objetivo de presente proyecto es establecer unos criterios y una guía de rápida
decisión a fin de permitir seleccionar de forma rápida y eficaz los mejores sistemas de
protección activa para Centros de Proceso de Datos (CPD).
Problemática actual: Actualmente la existencia de Centros de Proceso de Datos
(CPD), es una exigencia por parte de los clientes y consumidores, los datos
almacenados aumentan de forma exponencial y un posible fallo en este tipo de
sistemas, o simplemente, una interrupción temporal, puede provocar importantísimos
daños a los usuarios y empresas afectadas, llegando incluso a provocar el cierre
debido a pequeñas interrupciones temporales.
Si aplicamos la normativa actual, debido al nivel global de riesgo, aplicación, tamaños
de sector de incendios, etc.… la mayoría de estos CPD requieren sistemas de
detección automática de incendios y elementos básicos de primera actuación como,
por ejemplo, extintores de CO2, pero no sistemas de extinción automáticos.
El objeto de este proyecto es el de, mediante tablas sencillas de decisión, analizar las
distintas alternativas existentes en el mercado sobre sistemas de detección y extinción
a fin de asegurar la selección del mejor sistema posible, atendiendo a diferentes
criterios como tipo de riesgo existente, climatizaciones y ventilaciones, coste de
sistemas, eficacia y rapidez de funcionamiento…
Para ello se hará un análisis de los materiales existentes, haciendo hincapié en sus
ventajas e inconvenientes referidas al riesgo CPD en particular que nos permitirá
seleccionar el mejor sistema posible en función de cada riesgo.
Conclusiones: Obtendremos las tablas de decisión (adjuntas en la memoria y en el
Anejo de Conclusiones) y las aplicaremos a dos ejemplos en particular para ver su
funcionamiento y aplicación.
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ÍNDICE
Justificación 3
Objetivos 4 Índice 5
Memoria Descriptiva 6 1.- Introducción y descripción del riesgo 6
2.- Tipos de Climatización 11 3.-Solución de protección activa para CPD 15 3.1.-Identificación de riesgos 15
3.2.- Planificación sistemas de detección 16 3.2.1.- Tipos de detección 17
3.2.2.- Tipos de detectores 19 4.- Tablas de selección material de detección. 33
5.- Detección colectiva vs. Detección analógica. 36 6.- Central de extinción. 38
7.-Alarma y dispositivos adicionales. 39 8.-Falsas alarmas 40
9.- Sistemas de extinción. 41 9.1.- Sistemas húmedos 41 9.2.- Sistemas secos 43
9.2.1.-Sistemas de gases químicos 44 9.2.2- Sistemas de gas inerte 54
10.- Diseño de sistemas de gases 63 11.- Selección sistema de gas 67
12.- Problemática en los nuevos discos duros 69 13.- Rejillas de sobrepresión 70
14.-Sistemas de protección para la zona del generador 74 15.-Interacción entre sistemas 76
16.- Conclusiones 77 Bibliografía 81
Anexo I. Ejemplo CPD1 83 Anexo II. Ejemplo CPD 2 106
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MEMORIA DESCRIPTIVA 1.- INTRODUCCIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL RIESGO
Los centros de procesos de datos son un tipo de instalaciones cada vez más común y
demandado por los consumidores, debido a la gran necesidad de almacenamiento de
datos que crece exponencialmente año tras año son un mercado en auge y con un
gran desarrollo, tanto en lo referente a número de instalaciones como en la tecnología
aplicada a este tipo de sistemas.
A pesar de la situación económica la inversión en centros de proceso de datos se ha
incrementado a nivel mundial un 22% en 2012, y se espera un incremento del 11%
durante 2012-2016 (Global Data Center Market, 2013).
Debido a la gran importancia de estas infraestructuras y el gran valor de los datos
almacenados en su interior el propietario/cliente final, exige la máxima disponibilidad y
funcionalidad de este tipo de instalaciones.
Los incendios catastróficos son raros, pero incluso los pequeños fuegos pueden
provocar interrupciones importantes en su correcto funcionamiento.
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Según datos del grupo de aseguradoras HDI-Gerling Industrie Versicherung AG, la
mayoría de empresas no pueden “sobrevivir” a una caída de su infraestructura de
almacenamiento de datos de una duración mayor de 5,5 días. El tiempo límite para las
industrias está en torno a 5 días, mientras que para las grandes firmas comerciales
este tiempo límite está en torno a 2,5 días, por su parte, los bancos solamente pueden
permitirse 2 días de caída total de datos y los suministradores de servicios “Just In
Time” solamente 24 horas. Originando en todos los casos importantes pérdidas
económicas.
Es por este motivo que las empresas prestan especial atención a este tipo de salas,
utilizando el máximo nivel de protección en lo referente a sistemas contra incendios y
otro tipo de sistemas como, por ejemplo, los sistemas de ventilación para evitar
recalentamientos o los sistemas de intrusión para evitar posibles sabotajes.
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Aplicando la normativa actual, en la mayoría de instalaciones no sería necesaria la
instalación de sistemas de extinción (en la mayoría de casos debido al nivel de riesgo
y áreas de protección la normativa simplemente exige sistemas de detección y
extinción mediante BIE o extintores), si bien debido a la importancia de estas
infraestructuras prácticamente la totalidad de poseedores de estos sistemas optan por
realizar la protección mediante sistemas de extinción automáticos asociados a
sistemas de detección.
Estos sistemas siempre presentan un riesgo importante que es la presencia continua
de fuentes eléctricas de ignición y material combustible como, por ejemplo, los
plásticos presentes en los circuitos impresos. La gran cantidad de cableado,
principalmente en los falsos suelos, aumentan el riesgo de posibles incendios.
Finalmente, tenemos grandes ventilaciones que pueden provocar una rápida
distribución del incendio a zonas adyacentes o aumentar las consecuencias del
posible incendio.
Generalmente, una sala CPD tiene varias instalaciones principales:
1.- La propia sala de proceso de datos.
2.- La sala alimentación ininterrumpida (SAI).
3.- Salas anexas de consulta.
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Además de las fuentes de ignición eléctricas, hemos de tener muy en cuenta los
sistemas de climatización y ventilación utilizados, puesto que se trata de potentes
equipos de aire acondicionado en los cuales puede generarse un incendio, pero
además, mientras mayor sea este flujo de aire destinado a la refrigeración, mayor será
la dilución o extracción de las partículas de humo generadas, lo cual implica que no
podremos tener distribuciones uniformes de humo mientras el sistema de ventilación
está trabajando.
Tenemos una alta densidad de cableados que suelen estar instalados en el falso
suelo, teniendo densidades de cable muy grandes. En algunos casos los cableados en
desuso simplemente se dejan bajo el falso suelo sin ser retirados, convirtiéndose en
una fuente adicional de combustible. Debido a los continuos avances técnicos los
equipos de las salas de proceso de datos suelen tener un ciclo de vida corto puesto
que la sustitución de equipos puede llevar a almacenar una cantidad mucho mayor de
datos en el mismo espacio, esto puede provocar grandes cantidades de cableado en
los falsos suelos de CPD.
Además, hemos de tener en cuenta que siempre se instalan este tipo de sistemas con
redundancia de alimentación eléctrica y redundancia en cableados de datos.
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2.- TIPOS DE CLIMATIZACIÓN
Existen diferentes conceptos para la ventilación de este tipo de salas. En contraste con
los sistemas de aire acondicionado colocados en otro tipo de salas, en este tipo de
riesgo los sistemas de ventilación suelen estar colocados en las paredes de la propia
sala, suministrando el aire fresco a través del falso suelo o del falso techo.
En todo caso, siempre se ha de consensuar con el cliente final el tipo de protección a
instalar puesto que las ventilaciones y el tipo de sistemas puede variar entre diferentes
salas.
Los equipos instalados generan mucho calor durante su funcionamiento y es vital
mantener la temperatura del CPD entre 21 y 33 ºC puesto que a mayores
temperaturas los rendimientos de los discos duros decaen con la consiguiente pérdida
de eficacia en su funcionamiento.
Aproximadamente la mitad del consumo eléctrico total de un CPD no viene dado por
su propio uso sino por el consumo de los equipos de climatización y refrigeración.
Refrigerador
Humidificación
Varios
Consumo IT
Distribuidores
SAI
Generador
Iluminación
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En su relación con los sistemas de protección contra incendios la ventilación afecta de
forma muy importante tanto a los posibles sistemas de detección como a los posibles
sistemas de extinción a utilizar.
Las ventilaciones se realizan mediante climatizadoras, (en estos ambientes se
conocen como unidades CRAC) conectadas a conductos encargados de refrigerar la
sala.
Dentro de las ventilaciones más habituales tenemos los siguientes sistemas:
Impulsión desde la propia climatizadora.
Sistemas de impulsión de aire fresco desde el falso techo.
Sistemas de impulsión de aire fresco desde el falso suelo.
Sistemas de impulsión a través de los propios Racks.
Sistemas de islas frío / pasillo caliente.
Sistemas de Racks autorefrigerados.
Los primeros sistemas son los más sencillos e indicados solamente para CPD de
pequeño tamaño y en ellos es la propia climatizadora mediante un conducto de
impulsión y otro de aspiración la que refrigera la sala sin necesidad de existencia de
falso suelo o falso techo.
En los dos siguientes sistemas el techo/suelo hace de plenum de impulsión estando
perforados por rejillas o por pequeños orificios que permiten la salida del aire fresco,
estando en el lugar opuesto (falso techo o falso suelo) el retorno del aire hacia la
climatizadora. Esto puede hacerse utilizando conductos de climatización o bien
utilizando el falso suelo/techo entero como sistema de conducción del aire fresco
(plenum).
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Los más habituales son los sistemas de impulsión de aire en el falso suelo de forma
que el aire caliente ascienda hacia el techo, lugar donde es conducido de nuevo hacia
la climatizadora.
Los sistemas de impulsión a través de los propios Racks son similares a los anteriores
si bien en este caso la impulsión y extracción de aire se hace directamente en el
propio rack mediante conductos, este sistemas es poco utilizado debido al alto coste
de la instalación.
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Sistemas tipo isla pasillo frío/ pasillo caliente, en estos sistemas el aire fresco es
introducido en la parte inferior de los pasillos formados entre Racks (estos pasillos
pueden tener una parte superior o estar abiertos), haciendo que el aire fresco pase a
través del rack hacia el pasillo caliente (parte trasera del rack) que es donde ocurre la
extracción del aire caliente.
Finalmente, existen otro tipo de Racks más modernos en los que el propio rack con los
equipos está refrigerado mediante un circuito cerrado de refrigeración interno, de
forma que cada rack dispone de su propia refrigeración, este tipo de sistemas implica
una primera inversión mucho mayor, si bien posteriormente existe un importante
ahorro en climatización.
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3.-SOLUCION DE PROTECCIÓN ACTIVA PARA CPD
La solución deberá comprender un completo espectro de sistemas enlazados entre sí,
comenzaremos por el análisis de riesgos para posteriormente analizar las soluciones
de detección, evacuación y extinción necesarias para poder evitar daños.
3.1.-IDENTIFICACIÓN DE RIESGOS A continuación vamos a entrar más en detalle en lo referente al análisis de riesgos, los
incendios más frecuentes en este tipo de instalaciones son debidos a:
Fallos de equipos electrónicos de los circuitos de potencia de los
equipamientos, incluyendo fuentes de alimentación…
Sobrecarga de componentes debidos a calentamiento excesivo.
Incremento de temperaturas y puntos calientes generados por el
funcionamiento de los propios elementos y por la alta densidad de cableado.
Fuegos producidos en el exterior que se propagan al interior del propio CPD.
Negligencias como, por ejemplo, personal fumando en el interior del CPD, uso
de llamas abiertas como, por ejemplo, soldaduras…
Fuegos producidos en las propias climatizadoras, si bien este tipo de incendios
no son habituales, las consecuencias pueden llegar a ser muy importantes.
Salas de alimentación eléctrica donde podemos tener incendios debidos a la
presencia de focos calientes, posibles derrames de combustibles o aceites…
El diseño del sistema debe permitir que:
El humo sea detectado lo antes posible, en las primeras fases del incendio.
El incendio no pueda propagarse sin obstáculos fuera del CPD (Protecciones
pasivas).
El incendio no pueda propagarse dentro del propio CPDS afectando a más
equipos.
Se activen las alarmas de forma prematura y sea posible la evacuación de
forma rápida y eficaz.
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Los servicios de bomberos actúen rápida y correctamente.
El fuego sea extinguido con una demora mínima y sin perjudicar a las personas
ni a los activos presentes en el CPD.
Garanticemos una extracción de humo eficaz.
Reduzcamos el número de unidades del CPD fuera de servicio en cualquier
momento.
El área CPD pueda devolverse a su estado operativo lo más rápidamente
posible.
3.2.- PLANIFICACIÓN DE SISTEMAS DE DETECCIÓN
El objetivo de los sistemas de detección debe ser la monitorización completa de todos
los sistemas instalados y del propio riesgo.
Como mínimo, debemos proteger las siguientes zonas:
Todo el área del CPD
Salas adyacentes al propio CPD (es muy habitual la presencia de pequeñas
salas de ordenadores adyacentes al propio CPD donde también puede
generarse un incendio).
Suministro de aire mediante climatizadoras o impulsiones de aire fresco
Sala de alimentación ininterrumpida. (SAI)
Además, no debemos olvidar que debemos supervisar las zonas de falsos suelos
/falsos techos, estando libres de supervisión únicamente en aquellos casos en los que
no existan carga de fuego o fuentes de ignición y estén físicamente separados del
resto de la sala (otro sector de incendios), lo cual es complicado, puesto que lo común
es que incluyan las instalaciones de alumbrado, climatización o los mazos de cables
necesarios, por tanto será necesaria su protección.
En todo caso la detección en ambiente del propio CPD siempre es necesaria, puede
hacerse además y como medida de seguridad adicional una detección localizada
dentro de los propios Racks para una mayor rapidez en la detección y minimización de
daños.
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La gran posibilidad de fuegos tipo “smouldering” (sobrecalentamientos en cableados o
equipos electrónicos) puede ser detectada más rápidamente mediante este sistema de
detección.
Siempre hemos de tener en cuenta que cualquier cambio en la configuración del CPD
no deberá afectar al sistema de detección. En aquellos casos en los que dispongamos
de una detección por objeto en cada uno de los cambios que existan deberemos
modificarlo.
En la mayoría de los casos, la simple desconexión puede ser suficiente para detener
este tipo de fuegos en sus fases primarias.
A la hora de seleccionar el detector o combinación más adecuada debemos tener e
cuenta los importantes flujos de aire que pueden generarse dentro del CPD y las
distintas zonas que tenemos que proteger (El propio CPD, los falsos suelos/techos y la
sala de generadores).
3.2.1.- Tipos de detección Dentro de las posibilidades de detección tenemos las siguientes opciones:
Detección volumétrica de toda la sala del riesgo mediante detectores colocados
en el techo de la sala.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 18 2012-2013
Detección por objeto, de forma que monitoricemos el humo en el interior de los
Racks.
Detección primaria, sistema de detección volumétrica que, mediante el análisis
de aire de reentrada en los CRAC de climatización nos permita la detección
volumétrica de un incendio.
Detección cruzada, tipo de detección en la que un sistema de detección nos
generará una prealarma que deberá ser confirmada por otro sistema (pulsador
manual, otro tipo de detección u otra línea de detectores puntuales) antes de
arrancar el proceso de la extinción. Es recomendable que la prealarma genere
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La parada de la ventilación y cierre automático de compuertas cortafuegos para
preparar el CPD para la posible extinción.
3.2.2.- Tipos de detectores
Dentro de los detectores existentes en la actualidad tenemos varias posibilidades:
Detectores puntuales ópticos
Detectores puntuales óptico/térmicos
Detectores puntuales de cámara láser.
Detectores con medición de CO y llamas
Detectores de aspiración.
Sistemas combinados.
A la hora de seleccionar el detector o combinación más adecuada debemos tener e
cuenta los importantes flujos de aire que pueden generarse dentro del CPD y las
distintas zonas que tenemos que proteger (El propio CPD, los falsos suelos/techos y la
sala de generadores).
Los detectores ópticos son eficaces en la mayoría de incendios causados por
sobrecalentamientos, no obstante, en zonas con grandes ventilaciones la detección
deberá ser muy rápida y eficaz, tendremos el humo muy diluido y además, los
detectores puntuales no pueden trabajar a velocidades de viento superiores a unos 5
m/s (según fabricantes). En estos casos, deberíamos optar por un sistema de
aspiración puesto que, además, se trata de salas limpias sin presencia de polvo o
vapor que pueda generar algún tipo de problema en este tipo de detectores.
Así pues, una muy buena solución para el CPD es el uso de un sistema combinado de
detección que mezcle sistemas puntuales con sistemas de aspiración, trabajando de
forma continuada, de tal forma que la aspiración (sistema mucho más precoz) detecte
las primeras señales de humo y genere una prealarma, esta prealarma generará la
parada de los sistemas de ventilación y, una vez cerrada, el sistema de detección
mediante detectores puntuales generará la confirmación de alarma que disparará el
sistema de extinción, (no obstante no en todos los CPD está permitido este tipo de
sistema puesto que no es posible detener los sistemas de climatización).
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A continuación se muestra un estudio de los diversos sistemas de detección para
poder seleccionar correctamente el tipo de detector para cada riesgo.
Detectores puntuales ópticos de humo:
Principio de funcionamiento: Mediante la dispersión de la luz en presencia de humo,
podemos determinar el obscurecimiento del aire y la presencia de humo, mediante
algoritmos incluidos en el propio detector o en la central de incendios que analizan los
valores de los sensores podemos determinar si estamos ante un evento de fuego. Este
tipo de detectores suelen tener una sensibilidad de entre el 3 y el 5% de
obscurecimiento (según fabricantes).
Ventajas:
Los detectores cada día son más avanzados en incorporan algoritmos de
decisión que permiten parametrizar los detectores de forma que su
comportamiento se adecua a la situación real, evitando la generación de falsas
alarmas (de hecho existen detectores capaces de detectar la diferencia entre
humo real y humo procedente de taller de soldadura).
Además está su mayor área de cobertura por detector si lo comparamos con
detectores térmicos, por lo que requeriremos menor cantidad de detectores.
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Inconvenientes
En ambientes muy sucios o en los que exista generación de humos, pueden
tener dificultades a la hora de distinguir falsas alarmas (p.ej. la sala de
generadores).
Las velocidades de aire para la correcta detección están limitadas desde 5
hasta 20 m/s en los detectores más avanzados.
Su uso dentro de los Racks es muy limitado puesto que implican la colocación
de detectores cuyo tamaño es mayor que otras soluciones como, por ejemplo,
los sistemas de aspiración. Por este motivo en la mayoría de ocasiones se
colocarán a modo de protección de la sala y no en forma de protección como
objeto
Detectores puntuales térmicos:
Principio de funcionamiento: Estos detectores pueden ser térmicos (si la temperatura
excede de un determinado umbral se genera una alarma) o termovelocimétricos (si el
incremento de temperatura excede de un determinado nivel en un tiempo determinado
de tiempo).
Ventajas
En ambientes muy sucios o en los que se pueda generar humos por el proceso
habitual de funcionamiento pueden ayudarnos a evitar falsas alarmas. Esto es
especialmente útil en la sala de generadores donde pueden existir eventos
perturbadores como, por ejemplo, humos de la combustión de los equipos para
generar energía.
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Coste económico.
Inconvenientes:
Menores áreas de cobertura de que los detectores de humo (mayor cantidad
de detectores).
Menores alturas de supervisión que los detectores de humo
Tiempos de detección mayores que otras opciones, lo cual puede provocar
reacciones tardías.
Detectores puntuales óptico/térmicos:
Principio de funcionamiento: Basados en una combinación de los dos anteriores tipos
de detectores descritos, combinando los datos procedentes de los sensores ópticos y
térmicos mediante algoritmos de análisis (en el propio detector o en la central de
extinción).
Ventajas:
Este tipo de detectores son una mezcla entre los dos anteriores, por lo que
presenta una mejor capacidad de detección, si bien en nuestro caso del CPD
los fuegos que es posible que se generen provocarán humo y poco calor por lo
que para la zona de CPD no aportarían mucha más información que los
detectores de humo estándar, no obstante, es posible utilizarlos en la zona del
generador puesto que, en caso de tener incendios en esta zona, se generará
una importante cantidad de calor (combustible líquido).
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 23 2012-2013
Confirmación en ambientes con posibles eventos engañosos que puedan
generar falsas alarmas.
Inconvenientes:
Dentro de la sala CPD es suficiente colocar un detector puntual de humo
puesto que el fuego generado generará, básicamente, humos y poco calor.
Para la sala del generador es posible utilizarlos y, gracias a las nuevas
tecnologías, podemos evitar la generación de falsas alarmas por la generación
de humos, si bien para esta aplicación podríamos utilizar un detector puntual
térmico.
A día de hoy el coste entre estos detectores y los puntuales ópticos de una sola
tecnología es prácticamente nulo, si bien siguen siendo un poco más costosos
que los detectores puntuales.
Detectores puntuales de cámara láser:
Principio de funcionamiento: Se trata de detectores ópticos en los que la fuente de luz
que permite medir el grado de obscurecimiento es una fuente de luz láser en lugar de
los métodos tradicionales, esto permite obtener sensibilidades mejores que las de los
ópticos, llegando a valores entre 0,1 y 10% obsc/m.
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Ventajas
Detectores con mayor sensibilidad que los detectores ópticos estándar capaces
de determinar la presencia de humo en las fases más incipientes, llegando a
valores de sensibilidad similares a los de los detectores de aspiración.
Inconvenientes.
El principal inconveniente de estos dispositivos es su elevado coste, al tratarse
de una tecnología láser el coste de cada detector es casi igual al coste del de
los detectores de aspiración, con una cobertura mucho menor que éstos.
El consumo eléctrico es superior al de los detectores ópticos estándar, lo que
puede provocar la necesidad de FFAA adicionales.
Detectores con medición de CO y llamas
Principio de funcionamiento: Detección óptico térmica combinada con otros sistemas
de medición como medición de niveles de CO y sensores de llama.
Ventajas:
Mayor número de criterios de análisis que en determinados tipos de incendio
puede garantizar una detección más precoz y evitar falsas alarmas.
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Inconvenientes:
Mayor coste económico por detector, motivo por el cual apenas son utilizados.
Para el tipo de incendios producidos en el CPD la detección mediante llama
apenas aporta nada, mientras que la detección de CO puede ser eficaz en
detectar alarmas.
Colocación según normativa de detectores puntuales.
Todos estos tipos de detectores deberán estar colocados según normativa de cada
país, en España la normativa aplicable es la UNE-EN 54-14 “Sistemas de detección y
alarma de incendios. Parte 14: Planificación, diseño, instalación, puesta en servicio,
uso y mantenimiento”. Como medida de seguridad tomaremos un área de cobertura
que será ½ del área de cobertura normal.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 26 2012-2013
Un parámetro muy importante para todos los detectores puntuales vistos
anteriormente es la ventilación que provoca dos efectos, el primero de ellos es la
dilución del humo debido a los grandes volúmenes de aire y, además, genera altas
velocidades de aire que puede provocar un menor rendimiento de este tipo de
detectores, es por ello que debemos aplicar factores correctores a modo de seguridad
en función de la altura de la sala y el número de renovaciones de aire.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 27 2012-2013
A = Área de protección volumétrica AM 25 m2
B = Área de protección volumétrica AM 15 m2
C = Para esta clasificación deberíamos utilizar la detección de humo por aspiración,
teniendo en cuenta los límites de velocidad del aire y el tiempo de transporte, los
efectos de la dilución y velocidad de aire no garantizan la supervisión volumétrica de la
sala correctamente
Dentro de los falsos suelos/falsos techos existen habitualmente problemas de
instalación para detectores puntuales debido al poco espacio, la alta densidad de
cableados y la posibilidad de altas ventilaciones, en este último caso, los sistemas de
aspiración son los más adecuados, debido a las limitaciones vistas anteriormente.
Para falsos suelos y falsos techos con conductos de ventilación en la que no haya
grandes flujos de aire la recomendación sería la de utilizar las coberturas marcadas
por normativa en techos o suelos sin ventilación (sistemas de ventilación mediante
conductos o en los propios Racks) AM 40 m2.
Para aquellos techos/suelos con ventilación debemos reducir a la mitad estas
coberturas AM 20m2
A la hora de colocar detectores puntuales es importante respetar ciertas reglas de
colocación:
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 28 2012-2013
Los detectores deberán ser accesibles para labores de mantenimiento.
Deberán estar simétricamente colocados para asegurar la correcta supervisión
de todo el espacio existente.
Colocación de indicadores de funcionamiento de detectores en puntos visibles
para poder determinar fácilmente qué detector es el que está detectando humo
o está en avería.
Podemos utilizar equipos como el mostrado en la imagen o similares que nos permitan
colocar el detector, el indicador luminoso y podamos visualizarlo a través de una
pequeña apertura de plástico transparente.
En todo caso, y debido al alto riesgo existente en estas zonas por la alta densidad de
cableados debemos tener en cuenta que la detección en estas zonas es fundamental.
Detectores de aspiración
Descripción de funcionamiento: Sistemas de detección óptica de humos basados en la
dispersión de la luz de un emisor (láser o diodo de alta intensidad), asociados a un
sistema de aspiración que utiliza una red de tubería con determinado número de
orificios para llevar el humo hasta la cámara de análisis mediante una turbina de
aspiración. (El grado de sensibilidad dependerá del número de orificios).
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 29 2012-2013
Existen modernos sistemas en los que mediante comparación del obscurecimiento
generado por dos fuentes emisoras de distinta longitud de onda permite determinar
incluso la presencia de polvo y distinguirla de la presencia de humos.
Ventajas
Sistemas muy sensibles capaces de supervisar grandes superficies con un solo
elemento (las sensibilidad real dependerá del numero de orificios de muestreo).
Menores necesidades de mantenimiento, al tener supervisada la red de tubería
de aspiración los mantenimientos se realizará el propio detector que puede
estar colocado incluso fuera de la propia sala.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 30 2012-2013
Numero de orificios en tubería equivalente a número de detectores ópticos
puntuales.
Capacidad de trabajo en condiciones con altas velocidades de aire, lo que
permite detección primaria directamente en los sistemas de climatización, esto
implica una muy elevada dilución del humo debida a la climatización pero
debido a sus altas sensibilidades el detector es capaz de distinguir diversos
niveles de humo, generando incluso prealarmas y alarmas (en función del tipo
de detector).
A la hora de realizar protección local en el interior de los propios Racks ocupan
mucho menor espacio que los detectores puntuales, puesto que podemos
utilizar capilares de muestreo que implican solamente un pequeño orificio en la
parte superior del Rack.
Dentro de estos detectores es posible realizar tres tipos diferentes de
supervisión, por un lado una “detección primaria” a colocar en las rejillas del
sistema de climatización, de tal forma que, aunque la velocidad de aire y la
dilución del humo sean máximas en este punto, la alta sensibilidad del sistema
y su alta resistencia a altas velocidades. Este tipo de sistemas es de los más
adecuados puesto que detecta el humo en los primeros instantes del fuego.
Con este tipo de sistemas podemos hacer “detecciones secundarias”, que son
supervisiones ya sea del propio ambiente de la zona como del interior de los
propios Racks o los propios falsos suelos.
Inconvenientes
Posibles falsas alarmas debidas a la presencia de vapores de agua o de polvo,
si bien existen nuevos sistemas capaces de distinguir entre polvo humo y vapor
de forma que este problema quede resuelto.
El coste del equipo es mayor que el de colocar varios detectores puntuales, (en
sistemas de gran tamaño esta diferencia se iguala).
Para la realización de detección cruzada de seguridad para asegurarnos de
que una falsa alarma no genere el disparo del agente extintor es recomendable
realizar detección cruzada que, en caso de detectores puntuales es muy
sencilla pero en el caso de detectores de aspiración implica cruzar el detector
con otro tipo de detección u otro detector de aspiración.
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Necesidad de FFAA adicionales puesto que la alimentación por lazo de
detección de estos elementos es limitada debido a su alto consumo comparado
con detectores puntuales.
Colocación de detectores: Se diseñan según las especificaciones del fabricante,
su software o cálculo hidráulico y deberá respectar la UNE-EN 54-20 “Sistemas
de detección y alarma de incendios. Parte 20: Detectores de aspiración de
humos”. Que da detalles de los materiales necesarios, tests etc.…
En nuestro caso optamos por un sistema de aspiración Clase A debido a las
altas velocidades de aire y al efecto de dilución.
Debemos verificar la idoneidad del diseño, cumpliendo las coberturas, sensibilidades
y tiempos de transporte incluidos en normativa.
Sistemas mixtos de varios sistemas de detección
Con todo lo expuesto anteriormente y con la previsión de instalar un sistema de
extinción se debería tener en cuenta la opción de colocar un sistema de detección
cruzada combinando sistemas de detección puntual y sistemas de aspiración.
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Es recomendable colocar sistemas puntuales ópticos para detección volumétrica en
ambiente y detección en falsos suelos/techos (en función del tipo de ventilación),
combinada con sistema de aspiración primaria en la ventilación (y en los suelos/techos
si actúan como plenum). Para mayor rapidez en la detección también es
recomendable realizar protección volumétrica mediante aspiración en el interior de los
Racks. La solución típica para detectar un incendio en una sala EDP es tener una
combinación de detección de humo por aspiración y detección de incendios de tipo
puntual. Cuando se detecta humo por medio del sistema de detección de humo por
aspiración, se desconecta la ventilación de la sala con lo que se permite que el humo
llegue al detector de incendios de tipo puntual para la confirmación. Cuando se
confirma el fuego se envía una señal de alarma a los bomberos, o si la sala está
equipada con extinción automática se inicia el proceso para liberar el agente de
extinción.
La detección de objetos permite detectar en las primeras fases el fuego latente, siendo
recomendable siempre que se trate de un CPD desatendido para desencadenar el
proceso de extinción.
La supervisión de objetos no debería sustituir a la protección volumétrica.
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4.- TABLAS DE SELECCIÓN DE MATERIALES DE DETECCIÓN. Selección técnica de sistema para ambiente:
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Solución técnica de sistema para falso techo / falso suelo.
Para el cuerpo de los propios racks:
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Finalmente, en cuanto al coste de la solución:
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5.- DETECCIÓN COLECTIVA VS DETECCIÓN ANALÓGICA.
Existen principalmente dos sistemas de detección, la detección colectiva, en la que
varios detectores están conectados a una línea abierta y una alarma en cualquiera de
los detectores generará una alarma (sin identificación de qué detector es el que está
en alarma), es posible realizar este tipo de detección con detectores de humo de tipo
puntual o detectores de humo por aspiración.
En caso de optar por este tipo de detección se deberá realizar una detección cruzada,
de forma que la detección de una línea genere una prealarma y accione algunas de las
maniobras necesarias (cierre de compuertas, parada de ventilación…), y la activación
de otra línea de detectores (u otro tipo de detectores) confirme la alarma.
Se adjunta un pequeño esquema de este tipo de detección, donde es recomendable
realizar cableados de líneas al “tresbolillo”
En el caso de sistemas de detección analógicos o direccionales los detectores
puntuales o detectores de humo por aspiración se conectaran en el bucle de
detección, al tratarse de elementos direccionales podemos determinar exactamente
qué detector es el que genera la alarma de forma individual (no en todo el bucle de
detección).
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 37 2012-2013
Si dos detectores en la zona de extinción están en alarma, el sistema de detección de
incendios dispara el panel de extinción para comenzar el proceso de extinción.
Se adjunta esquema de cableado de este tipo de sistemas:
Las centrales de mercado son, en su práctica totalidad, centrales colectivas puesto
que según normativa hemos de colocar una central por cada sistema de extinción.
Ahora bien, tenemos la posibilidad de “colgar” estas centrales del lazo general de
detección del edificio, de forma que en caso de fallo de la central general las
extinciones puedan ser activadas manualmente, y, en caso de fallo de las centrales de
extinción la central general provocará una alarma de fallo de sistema. Así pues, para
sistemas grandes, podemos colocar detección analógica colgada de la central general
en lugar de detección colectiva colgando de la central de extinción.
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6.- CENTRAL DE EXTINCIÓN.
A la hora de colocar la central de detección, verdadero centro de control del sistema
de detección y de extinción debemos tener en cuenta las normativas existentes que
implican una supervisión no sólo de los sistemas de detección sino también de los
sistemas de extinción, como, por ejemplo, las solenoides o percutores de activación,
los controles de pesaje o manopresostatos, presostatos de confirmación de descarga,
pulsadores de disparo y de bloqueo…
Se adjunta un esquema tipo de conexionado de este tipo de centrales
Estas centrales pueden ir “colgadas” de las centrales generales de detección de
incendios del resto del edificio, de forma que una avería en esta central sea reportada
de forma inmediata a la central general y, en caso de fallo de la central general de
detección la central de extinción sea autónoma y garanticemos la descarga del
sistema de extinción y sus maniobras asociadas.
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7.- ALARMA Y DISPOSITIVOS ADICIONALES.
Se deberán colocar sistemas acústicos encargados de alertar al personal y a los
encargados de gestionar la alarma (sirenas indicadoras en la fase de prealarma con
tonos diferentes para cada fase de la activación del sistema).
Además, deberemos asegurarnos de la colocación de sistemas luminosos indicadores
de alarma estroboscópicos, de forma que gente con deficiencias visuales puedan ser
avisadas o se traslade la alarma en caso de ambientes con alto nivel de ruido.
Siempre que se genere una alarma el personal deberá abandonar la zona.
En caso de existencia de sistemas de extinción conectados debemos tener en cuenta
que estos sistemas además han de evacuar al personal e impedir la entrada a la zona
donde la extinción haya sido disparada (letreros luminosos).
Existe la posibilidad de interconectar los sistemas a los sistemas de evacuación por
voz existentes en el mercado, de forma que podamos tener una señala clara y audible
que nos permita, mediante señales de voz, dirigir al personal a la salida más cercana y
dar instrucciones puntuales.
Además, se deberá asegurar la presencia de pulsadores de disparo y de bloqueo de la
extinción en cada salida de la sala, de forma que el disparo manual inmediato pueda
ser accionado fácilmente así como el bloqueo de seguridad del disparo en caso de
presencia de personal dentro de la sala incendiada.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 40 2012-2013
8.- FALSAS ALARMAS
Con los sistemas descritos anteriormente aún existen posibilidades de falsas alarmas,
si bien están muy minimizadas, aún así, hemos de asegurarnos de evitar posibles
fallos del sistema.
Establecer un protocolo determinado para labores de mantenimiento que puedan
generar humos como, por ejemplo, prohibición de fumar, establecer planes para
labores de soldadura….
Asegurarse de la correcta colocación y parametrización de los diversos detectores
para poder adecuarlos al riesgo y a la condiciones de ventilación.
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9.- SISTEMAS DE EXTINCIÓN.
Dentro de los sistemas de extinción tendremos los sistemas de primera actuación
como, por ejemplo, extintores (de CO2 para no dañar la electrónica), y sistemas de
extinción automáticos, que serán activados bien manualmente, bien mediante el
sistema de detección.
De nada sirve un buen sistema de extinción si la detección no es adecuada, o si no se
respetan los procedimientos necesarios en lo relativo a cierre de puertas y compuertas
cortafuegos, evacuación de personal etc.…
A continuación vamos a analizar los diferentes métodos aplicables a los centros de
proceso de datos a fin de determinar su idoneidad.
9.1.- SISTEMAS HÚMEDOS
Como su nombre indica este tipo de sistemas están basados en el efecto refrigerante
del agua, que impide la propagación del fuego y puede llegar a la extinción. Estos
sistemas son utilizados en contadas ocasiones debido a la naturaleza del riesgo a
proteger.
Tenemos varios tipos de soluciones, dentro de los cuales para nuestro tipo de riesgo,
podríamos utilizar sistemas de rociadores estándar y sistemas de agua nebulizada,
ambos sistemas funcionan gracias a la refrigeración producida por el agua.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 42 2012-2013
En ambos casos el principal problema de emplear este tipo de sistemas es que la
adición de agua puede generar graves daños en los CPD, no obstante, ciertas
compañías piden la instalación de este tipo de sistemas como complemento de la
protección mediante sistemas de gases, a modo de sistema de seguridad para ser
disparado en caso de que los sistemas estándar de gas no funcionen, a fin de proteger
el propio edificio.
Ambos sistemas deberían ser de tipo preacción con tubería seca para evitar que
posibles accidentes puedan liberar agua en el interior de la sala de forma fortuita,
además, nos encontramos con el problema del tipo de boquilla puesto que si
utilizamos boquillas abiertas activadas mediante el sistema de detección descargarán
en toda la sala produciendo daños por agua, mientras que si utilizamos boquillas
cerradas con bulbo térmico la activación será lenta, puesto que tendremos que
alcanzar altas temperaturas en el techo y por el tipo de fuego que se presentará esto
implicará alto tiempo de reacción y daños producidos por fuego, si bien limitaremos los
daños del agua.
En el caso de los sistemas de agua nebulizada, si bien la cantidad de agua
descargada es mucho menor también se producirán daños por agua, debemos
alcanzar la base de la llama para poder asegurar la extinción, por lo que en todo caso
tendremos agua suficiente para provocar daños.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 43 2012-2013
Para los falsos suelos/techos, con grandes cantidades de cableados, el principal
problema es garantizar que el agua procedente del rociador o del nebulizador alcance
la zona del incendio puesto que suelen ser zonas con una cantidad enorme de
obstrucciones a la descarga, en este riesgo específico, el efecto de lavado de humos
del agua nebulizada puede ser interesante, si bien el uso cada vez más estandarizado
de cableados libres de halógeno hace que pierda importancia a efectos de corrosión.
Es por estos motivos por los que los sistemas húmedos no se recomiendan en la parte
de los Racks del CPD (si podrían ser utilizados para la zona de generadores).
Una posible solución viable es la de utilizar este tipo de sistemas como medida de
seguridad utilizada en conjunción con otras soluciones de extinción por gas, siempre y
cuando el sistema de gas sea compatible con el agua y la humedad, por ejemplo, en el
caso de uso de gases químicos, la adición de agua, incluso en pequeñas cantidades
derivará en un incremento de formación de gas fluorhídrico (HF) corrosivo, que
generará daños en los equipos electrónicos por corrosión.
9.2.- SISTEMAS SECOS
Dentro de estos sistemas, los más empleados para la protección de CPD serían los
gases de extinción, dentro de los cuales podemos distinguir entre tres tipos de
agentes:
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 44 2012-2013
Agentes químicos, basados en agentes fluorados capaces de producir la extinción
mediante la combinación de procesos de enfriamiento y de interrupción de la cadena
de fuego por medio de la combinación con los radicales generados en la base del
incendio. Dentro de estos gases tenemos varias alternativas, como, por ejemplo,
NovecTM 1230, HFC-227ea, FE-13, HFC-125…
Agentes naturales, obtenidos directamente de la atmósfera, su principio de
funcionamiento es la sofocación, reduciendo la cantidad de oxígeno en la sala hasta
que la combustión no pueda mantenerse por sí misma, dentro de estos gases tenemos
varias opciones, IG-01- IG-100, IG-55, IG 541, CO2…
Agentes gaseosos combinados con agua, consisten en un sistema de extinción por
gas con una pequeña adición de agua para refrigeración adicional, en este caso el
principal problema reside en el uso de agua que, si bien se emplea en cantidades
pequeñas, supone añadir en agente generados potencial de daños en los elementos
electrónicos.
A la hora de seleccionar estos agentes debemos tener en cuenta varios factores, como
son la eficacia, el espacio requerido, sobrepresiones generadas, distancia de los
cilindros a la sala protegida etc.….
Dentro de todos estos agentes vamos a centrarnos en los gases naturales y los
químicos
9.2.1.- Gases químicos
Los gases químicos utilizados en la actualidad son gases fluorados (HFC o cetonas
fluoradas), que se desarrollaron como consecuencia de la prohibición por motivos
medioambientales de la capa de ozono de los halones (gases bromofluorados).
Dentro de esta familia hay varias alternativas con diferentes propiedades, vamos a
analizar este tipo de sistemas de forma general y luego en detalle para cada uno de
los agentes.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 45 2012-2013
Ventajas:
El uso de gases químicos está especialmente indicado para nuestro tipo de
riesgo, debido a que cada segundo cuenta, tenemos unos tiempos de descarga
marcados por normativa (UNE-EN 15004) de 10 segundos, y la extinción se
produce pocos segundos después, esta rapidez en la extinción hace que los
daños sean mínimos.
Los requisitos de espacio son mucho menores que para otras soluciones como
, por ejemplo, CO2 o gases inertes, esto es debido a que son agentes licuados
(en condiciones de presión) a temperatura ambiente, lo que hace que la
capacidad de almacenamiento de los cilindros sea mayor.
La eficacia extintora es mayor que en los agentes inertes puesto que para
fuegos estándar necesitan unas concentraciones de diseño menores, entre el
5%vol. y el 17%vol. (según el tipo de agente).
La presión de almacenamiento está entre 25 y 42 bar, lo cual implica menores
riesgos que las altas presiones de almacenamiento que los gases inertes (200
o 300 bar). Esto además, implica menores costes en componentes.
Las necesidades de rejillas de alivio de sobrepresión son mucho menores que
para los gases inertes.
Para CPD de tamaño pequeño/medio (volumen < 500m3) son más económicos
que los gases inertes, el coste de agente es superior pero el menor coste de
hardware y de rejillas de alivio compensa este sobrecoste contra los gases
inertes.
Inconvenientes:
El coste de las recargas es superior al coste de recargas de los gases
naturales (cuya gran inversión es el coste inicial del material)
Las presiones implican que, incluso utilizando sistemas de alta presión (42 bar),
los recorridos de tubería son menores que los gases inertes, por lo que la
localización de las botellas es un factor clave a la hora del diseño, siendo
recomendable no exceder recorridos de tubería de 20 metros.
El caso de que los tiempos de descarga excedan los 10 segundos o que
tengamos humedad en la sala pueden generarse cantidades importantes de
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 46 2012-2013
ácido fluorhídrico (HF), altamente corrosivo que puede derivar en daños a los
equipos pasado cierto tiempo de la descarga.
Debemos garantizar la vaporización de estos agentes para conseguir su
correcto funcionamiento puesto que en estado líquido su eficacia es mucho
menor, es por este motivo que los sistemas recomendados son los de alta
presión (42 bar).
A continuación analizaremos las propiedades específicas de cada agente:
Novec TM 1230, FK-5-1-12, Dodecafluoro-2-metilpentan-3-ona CF3CF2C(O)CF(CF3)2
Sistemas basados en el Fluido de protección contra incendios de 3MTM NovecTM 1230,
es actualmente la mejor solución dentro de los agentes químicos conocidos para las
aplicaciones de centros de datos.
Ventajas adicionales respecto a los sistemas de gases químicos:
Potencial de calentamiento global más bajo de entre todos los agentes
químicos (GWP=1), por lo que no está relacionado con la regulación F-Gas
(Reglamento de gases fluorados) al no ser un HFC (Cetona fluorada).
Tiempo de visa atmosférico de sólo 5 días, se descompone rápidamente en la
atmósfera.
Alto margen de seguridad, las concentraciones de diseño marcadas por la UNE
EN 15004-2 “Sistemas de extinción mediante agentes gaseosos. Parte 2:
Propiedades físicas y diseño de sistemas de extinción mediante agentes
gaseosos con FK-5-1-12.” Son de 5,3%vol para fuegos de Clase A, 5,6%vol
para fuegos de riesgo superior a Clase A y de 5,9%vol para fuegos de Clase B
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 47 2012-2013
Mientras que los límites de seguridad son:
Por tanto, los márgenes de seguridad son, en el peor de los casos, del 41%.
Las concentraciones de diseño son menores que para otros sistemas de gases
químicos (agente más eficaz).
El uso de sistemas de alta presión (42 bar) es altamente recomendable en este
tipo de sistemas debido a que debemos garantizar la vaporización del agente
(líquido a temperatura ambiente), esto implica que tendremos mayor presión
disponible para la red de descarga de tubería lo que nos permitirá (siempre
verificando mediante el cálculo hidráulico), mayores distancias de cilindros,
menores diámetros… (la presión a la que garantizaremos la correcta
vaporización del agente está en torno a los 8 bares).
Al utilizar menores concentraciones en volumen, los efectos de la sobrepresión
(y subpresión) son menores que en otros gases químicos.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 48 2012-2013
Inconvenientes:
El uso de sistemas de baja o media presión (25 o 36 bar) no debería ser
utilizado para sistemas con red de tubería larga puesto que las pérdidas de
presión provocarían una evaporación incompleta del agente en la descarga.
El coste del gas es superior al coste de otros gases químicos existentes en el
mercado, si bien hemos de tener muy en cuenta el efecto de la regulación F-
Gas, que implica menores intervalos entre mantenimientos, por lo que el coste
de servicio y mantenimiento será superior (se adjunta tabla F-Gas para agentes
HFC).
HFC -227ea, Heptafluoropropano, CF3CHFCF3.
Sistemas basados en el agente de extinción HFC227ea, son una alternativa muy
válida para la protección de la infraestructura de los CPD.
Ventajas específicas:
Sistemas más económicos que los sistemas de Novec TM 1230.
Al tratarse de un gas a temperatura ambiente el propio agente se va
vaporizando durante la descarga, por lo que las presiones de descarga casi
siempre garantizan la correcta vaporización del agente (P> 4 bar).
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 49 2012-2013
Inconvenientes:
El HFC-227ea se ve afectado por las regulaciones F-gas debido a su alto
potencial de efecto invernadero (GWP=3500).
Tiempo de vida atmosférico de 33 años.
El nuevo borrador de regulación F-Gas implica una progresiva reducción de
fabricación e importación de este gas en Europa, lo que conllevará incrementos
de coste:
Tanto el personal manipulador como la empresa a la que pertenecen deberán
estar certificadas para uso y manejo de este tipo de sistemas.
* Nueva tasa de impuestos que afecta a los HFC “fiscalidad de gases
fluorados”, borrador publicado el 3 de Julio de 2013*
Su margen de seguridad es menor que para el NovecTM 1230, según UNE-EN
15004-5 “Sistemas de extinción mediante agentes gaseosos. Parte 2:
Propiedades físicas y diseño de sistemas de extinción mediante agentes
gaseosos con HFC227ea”. Las concentraciones de diseño son superiores a las
del Novec 1230 (menor eficacia).
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 50 2012-2013
Los límites de seguridad son:
HFC-23 o FE-13, Trifluorometano, CHF3.
Este agente no es utilizado en muchos países de la UE debido a sus propiedades
ambientales.
Ventajas:
Dentro de los gases químicos es el más económico.
Es un gas autopropulsante, esto es, el propio gas se vaporiza proporcionando
la presión para el transporte del gas hasta las boquillas.
El margen de seguridad es amplio, según UNE-EN 15004-6 “Sistemas de
extinción mediante agentes gaseosos. Parte 6. Propiedades físicas y diseño de
sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con HFC 23”
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 51 2012-2013
Las concentraciones de diseño indican que es el menos eficaz de todos los
agentes químicos.
Inconvenientes:
Este gas tiene las peores propiedades medioambientales de todos los gases
químicos, con un GWP=12000 y un tiempo de vida atmosférico de 260 años.
Está incluido en los gases afectados por la regulación F-Gas e incluso en el
nuevo borrador aparece la prohibición de instalar nuevos sistemas a partir de
Enero de 2015.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 52 2012-2013
* Nueva tasa de impuestos que afecta a los HFC “fiscalidad de gases
fluorados”, borrador publicado el 3 de Julio de 2013*
Estos motivos hacen que este gas no sea técnicamente el más viable para su uso en
nuestro tipo de riesgos.
HFC-125, Pentafluoroetano, CF3CHF2
Este agente tiene poco uso en el mercado europeo, esto se debe principalmente a que
las concentraciones de diseño marcadas en normativa son superiores a las
concentraciones de seguridad marcadas en el NOAEL. UNE-EN 15004-4 ““Sistemas
de extinción mediante agentes gaseosos. Parte 4. Propiedades físicas y diseño de
sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con HFC 125”.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 53 2012-2013
Su eficacia es inferior a la de otros gases químicos.
Se ve afectado por la regulación F-Gas.
* Nueva tasa de impuestos que afecta a los HFC “fiscalidad de gases
fluorados”, borrador publicado el 3 de Julio de 2013*
Es por estos motivos que este gas es el menos utilizado dentro de los gases químicos
y su uso no es recomendable.
Conclusiones:
Dentro de los gases químicos podemos concluir que los más adecuados, por este
orden, son el Novec TM 1230 seguido del HFC-227 ea, por su parte el uso de HFC23 y
el HFC125 se desaconseja.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 54 2012-2013
9.2.2.- Sistemas de gas inerte
Este tipo de sistemas son bien conocidos y fueron utilizados como los primeros
agentes extintores (años 20-30), su mecanismo de funcionamiento es la sofocación
(reducción del oxígeno en la sala hasta unas concentraciones en torno al 13% (en
función del tipo de riesgo).
Al igual que en el anterior apartado vamos a analizarlos primero de forma general y
luego de forma específica para cada agente, (dentro de este análisis general no se
incluye el CO2 debido a que no puede ser utilizado en ambientes ocupados).
Ventajas:
Este tipo de sistemas no presentan efectos ambientales puesto que son gases
obtenidos directamente de la atmósfera, es por este motivo que con seguridad
no se verán afectados por regulaciones ambientales.
Las altas presiones de almacenamiento (200 o 300 bar), permiten utilizar
recorridos muy largos de tubería (siempre reduciremos la presión hasta un
máximo de 60 bar aguas abajo del restrictor calibrado para asegurar la
estructura de la red de descarga), esto implica que podemos colocar los
cilindros alejados del riesgo protegido.
Permiten el uso de múltiples válvulas direccionales, al tener altas presiones
podemos descargar la cantidad adecuada de cilindros en cada riesgo
independientemente de la diferencia de distancias entre ellos.
Sistemas de gran implantación a nivel mundial.
Al no tratarse de agentes licuados existen menores restricciones a la hora de la
instalación (Tés y picajes de tubería), por lo que podemos diseñar redes de
descarga más grandes (presión) y más sencillas.
La densidad de estos gases es muy similar a la del aire, motivo por el cual las
mezclas agente/aire, son mucho más estables y el agente no tiene a
acumularse en la parte inferior de la sala, además, el tiempo de residencia del
agente en el interior de la sala es mejor que el tiempo obtenido con agentes
químicos.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 55 2012-2013
En caso de CPD medios/grandes (>500m3), son más económicos que los
sistemas de gases químicos, el sobrecoste de hardware se ve compensado por
el menor coste de gas.
No generan ácido fluorhídrico o elementos corrosivos tras la descarga.
Inconvenientes:
Las altas presiones de almacenamiento (podrían generar problemas de
seguridad en caso de malas manipulaciones) no son suficientes para reducir de
forma significativa la cantidad de cilindros necesarios, estos gases además de
altas presiones necesitan temperaturas muy bajas para estar licuados, motivo
por el cual se almacenan como agente gaseoso, necesitando una cantidad
mucho mayor de espacio para su colocación.
Las concentraciones de diseño están entre 40%vol. y 50%vol. por lo que son
menos eficaces que los gases químicos.
Los tiempos de descarga de 1 minuto (6 veces más que los gases químicos) no
son suficientes para compensar la necesidad mucho mayor de agente, por lo
que las rejillas de alivio de sobrepresión son mucho mayores para este tipo de
sistemas.
A continuación analizaremos las diversas opciones.
Nitrógeno (N2), IG-100
Este gas fue de los primeros gases utilizados para sistemas de extinción (junto con el
CO2).
Ventajas específicas:
Posee una densidad similar a la densidad del aire, que no sólo conduce a una
buena mezcla del agente de extinción y el aire ambiente en el área inundada,
sino que también mantiene la concentración de extinción por un período de
tiempo más prolongado sin separación. Esto asegura que se mantiene la
concentración de extinción requerida durante el tiempo de retención de 10
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 56 2012-2013
minutos (ó 20 minutos en algunas regulaciones), siempre que la extinción del
incendio quede lo suficientemente bien sellada.
Es el gas más sencillo de obtener de la atmósfera y de los diversos
proveedores en caso de necesidad de recarga.
Utilizable en la mayoría de riesgos debido a que solamente reacciona con otros
elementos en presencia de altas temperaturas y catalizadores adecuados, en
nuestro caso no se producirían reacciones adicionales.
El margen de seguridad según UNE-EN 15004-8 “Sistemas de extinción
mediante agentes gaseosos. Parte 8. Propiedades físicas y diseño de sistemas
de extinción mediante agentes gaseosos con IG-100”, las concentraciones de
diseño son:
Por lo que para riesgos Clase A no deberíamos tomar medidas adicionales
pero sí para fuegos Superior Clase A o Clase B
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 57 2012-2013
Inconvenientes:
Respecto a otros sistemas de gases inertes (IG-541, IG-55) la cantidad
necesaria de cilindros es ligeramente superior.
En riesgos con agentes químicos (p.ej almacén de productos químicos..) al no
tratarse de un gas noble puede llegar a reaccionar con altas temperaturas y
catalizadores, generando óxidos de nitrógeno, es por este motivo que no
deberá ser utilizado en ese tipo de riesgos.
Argón (Ar, IG-01)
El argón es menos utilizado que los sistemas de nitrógeno y presenta unas
condiciones similares.
Ventajas:
El argón es un gas noble propiamente dicho, esto implica que en condiciones
de altas temperaturas y aún con presencia de catalizadores no reaccionará con
los subproductos del incendio, es por ello que es un sistema especialmente
adecuado para riesgos como, por ejemplo, almacenamientos de productos
químicos en los que exista la posibilidad de que el incendio genere radicales
reactivos.
Inconvenientes:
La cantidad de cilindros es superior a la de cilindros de nitrógeno, por lo que la
solución es más costosa.
Las concentraciones de diseño son superiores a las del nitrógeno, según UNE-
EN 15004-7 “Sistemas de extinción mediante agentes gaseosos. Parte 7.
Propiedades físicas y diseño de sistemas de extinción mediante agentes
gaseosos con IG-01”.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 58 2012-2013
En general, este tipo de sistemas, si bien pueden utilizarse para nuestro riesgo no
serían la mejor opción vs. Un sistema de nitrógeno puro.
IG-55, N2 + Ar.
Esta mezcla (50% N2 y 50% Ar) es muy similar a los sistemas de gases puros.
Ventajas:
Al tener un 50% de Argón las posibilidades de reacción con agentes químicos
son menores que las del Nitrógeno puro (pero mayores que las del argón).
Según normativa UNE-EN 15004-9 “Sistemas de extinción mediante agentes
gaseosos. Parte 9. Propiedades físicas y diseño de sistemas de extinción
mediante agentes gaseosos con IG-55”. Las concentraciones y límites de
seguridad son los mismos que para el nitrógeno puro.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 59 2012-2013
Inconvenientes
Necesitamos una cantidad similar de cilindros que para el uso de nitrógeno
puro, si bien en caso de sistemas muy grandes la cantidad de cilindros es
mayor.
Al tratarse de una mezcla de gases debemos verificar la pureza de la mezcla,
es por este motivo que los proveedores de recargas para estos sistemas son
más reducidos que en los agentes puros.
El coste es muy similar a las anteriores soluciones, si bien es superior al del
nitrógeno (mayor coste de agente) y menor al del argón (menor cantidad de
cilindros).
Las ventajas no presentan una diferencia importante respecto a los sistemas de
extinción mediante nitrógeno puesto que el riesgo a proteger no incluye materiales
químicos reactivos.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 60 2012-2013
IG-541, N2 + Ar + CO2
Este agente se caracteriza por tener una cantidad adicional de CO2 (52%N2, 40% Ar y
8% CO2)
Ventajas:
Al tener una cantidad adicional de CO2 este favorece la extinción, por lo que las
cantidades necesarias de gas serán menores que para el resto de sistemas de
gases inertes (mayor densidad de agente). UNE-EN 15004-10 “Sistemas de
extinción mediante agentes gaseosos. Parte 10. Propiedades físicas y diseño
de sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con IG-541”.
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Inconvenientes:
Al ser la densidad de la mezcla mayor que para sistemas de nitrógeno, el
tiempo de retención será menor que en este tipo de sistemas.
Al tratarse de una mezcla de gases debemos verificar la pureza de la mezcla,
es por este motivo que los proveedores de recargas para estos sistemas son
más reducidos que en los agentes puros.
Riesgos de seguridad en caso de detección tardía, al tener una concentración
del 8% en su composición y descargar unas cantidades de entre el 39,9 y el
48,1%vol la cantidad de CO2 que estamos introduciendo en la sala estará
entre el 3,2%vol y el 3,85%vol.,teniendo en cuenta que tenemos un incendio
(generación adicional de CO2) podemos estar descargando cantidades en
torno al 5%,vol. concentraciones que comienzan a ser peligrosas para el ser
humano. El CO2 actúa incrementando el ritmo cardíaco y la frecuencia
respiratoria, esto implica que alguien que se vea afectado por una descarga
dentro de un incendio estará inhalando una mayor cantidad de CO2 y de
elementos producidos por el incendio.
Es por este último inconveniente por el que, aún siendo un sistema válido para nuestro
riesgo, no se recomienda su instalación.
Sistemas de gases inertes con tecnología de descarga constante
Los sistemas de descarga constante permiten una descarga de presión constante y
controlada del gas inerte (Válidos para todos los sistemas anteriores). La presión
limitada a 60 bares garantiza que el gas se descarga a una velocidad constante
durante todo el tiempo de flujo, eliminando los picos de presión en la estancia al
principio del proceso de extinción y minimizando los daños potenciales debidos a
sobrepresiones.
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Estos sistemas ofrecen una reducción sensible en la sobrepresión y las turbulencias
en comparación con los sistemas no regulados. Estos son aspectos significativos a la
hora de proteger los activos sensibles como la infraestructura de CPD. Además,
ofrecen una garantía adicional de seguridad respecto a los sistemas de gases inertes
estándar puesto que, en caso de defectos en los cálculos o en la instalación, las
presiones en la red de tubería nunca serán superiores a los 60 bares.
El principal inconveniente de este tipo de sistemas es el sobrecoste de la válvula
respecto a las válvulas estándar, si bien este sobrecoste se ve compensado por la
necesidad de menores rejillas de alivio de hasta un 70%, los colectores y las
conducciones pueden diseñarse en una categoría de presión más baja. Además, ya no
son necesarios los limitadores de presión después del colector.
Conclusiones:
Dentro de los gases inertes podríamos utilizar cualquiera de ellos sin apenas
diferencias, no obstante, y en vista a lo anteriormente expuesto la mejor solución es la
de colocar un sistema de nitrógeno con sistema de regulación de presión.
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10.- DISEÑO DE SISTEMAS DE GASES
Una vez determinado el agente a utilizar debemos conocer las condiciones y el riesgo
a proteger, no sólo hemos de conocer las medidas de las salas, sino también la
resistencia estructural permitida, espacio para la colocación de cilindros, obstrucciones
que puedan hacer necesaria la instalación de mayor cantidad de boquillas de descarga
para posteriormente realizar el cálculo hidráulico (necesario) para poder determinar la
validez de la instalación.
Finalmente, debemos diseñar correctamente los anclajes y sujeciones y las rejillas de
alivio de sobrepresión (dato del Software de cálculo hidráulico)
Diseño de sistemas de gases químicos, según normativas (tanto normativas europeas
como NFPA americanas) aplican la misma ecuación de diseño, solamente varían las
concentraciones de diseño.
El valor de concentración es el específico según el tipo de riesgo y el agente empleado
y el valor del volumen específico de agente en función de la temperatura podemos
obtenerlo de las tablas de la normativa
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 64 2012-2013
Una vez determinada la cantidad de agente debemos seleccionar los cilindros
adecuados en función de las densidades máximas de llenado, el agente y la presión
utilizada, teniendo en cuenta que debemos tener en cuenta la red de descarga, de
forma que dejemos suficiente espacio en el interior de los cilindros para el nitrógeno
impulsor a fin de garantizar la correcta descarga en lo referente a presiones,
cantidades y tiempos de descarga.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 65 2012-2013
Una vez seleccionados los cilindros tenemos que ubicar las boquillas de descarga que,
según el fabricante cubrirán mayor o menos superficie y altura, es importante tener en
cuenta que las coberturas en falsos suelos y falsos techos son menores que en
ambiente debido a que el espacio para “descargar” el agente es menor y tenemos
mucho mayor número de obstrucciones, como regla general los fabricantes proponen
unas coberturas máximas de 80m2 y de 60m2 en falsos suelos y falsos techos, si bien
es raro que podamos utilizar estas áreas salvo que tengamos espacios diáfanos (que
no es el caso), una buena alternativa es la de colocar boquillas en los pasillos entre
racks y en falsos suelos/techos.
Finalmente, tendremos que prediseñar la red de tubería, en función de la cantidad de
agente discurriendo por ellas podemos determinar el diámetro más adecuado hasta las
boquillas, hemos de tener especial atención a los accesorios y calidades de tubería
utilizadas de forma que podamos asegurar que no sufrirá problemas durante la
descarga.
Finalmente, revisamos el diseño con el Software de cálculo hidráulico que nos
determinará el calibre de las boquillas, si el sistema de tubería es correcto o no y
verificará las cantidades de gas, el Software además, nos dará el tamaño mínimo de
rejillas de alivio de sobrepresión en función de la resistencia del edificio.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 66 2012-2013
Diseño de sistemas de gases inertes, el proceso de diseño es igual que en el apartado
anterior, solamente que la fórmula de cálculo de cantidades es diferente:
Además, estos cilindros van siempre cargados con la misma cantidad de agente
(debido al menor coste de agente.
El software de cálculo hidráulico no sólo calculará los parámetros vistos anteriormente
sino que calibrará el orificio del restrictor calibrado en caso de diseño de sistemas sin
válvulas de descarga constante.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 67 2012-2013
11.- SELECCIÓN DE SISTEMA DE GAS A continuación se incluyen las tablas resumen para selección de este tipo de sistemas,
el CO2 y HFC-125 no están incluidos debido a su perjudicial efecto sobre la seguridad
personal y los sistemas de agua tampoco están incluidos debido a los potenciales
daños en sistemas electrónicos.
Desde el punto de vista de coste e instalación
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12.- PROBLEMÁTICA EN LOS NUEVOS DISCOS DUROS
Las unidades de disco duro actuales poseen una susceptibilidad a eventos exteriores
mayor que los discos duros tradicionales, dado que la capacidad de almacenamiento
del disco duro crece a medida que disminuye la distancia entre el disco y la aguja del
transpondedor (altura de vuelo). Actualmente las alturas de vuelo están en torno a los
6-8 nm e inferiores, por lo que los discos modernos cada vez son más frágiles.
Recientes estudios demuestran que los discos duros de los principales fabricantes no
se ven afectados por las sobrepresiones o depresiones generadas durante la descarga
puesto que suelen ser estancas en su interior, si bien se ven afectadas por el sonido.
En aquellas descargas que generen un nivel de ruido ambiente superior a los 110
dBA, las agujas de los discos duros pueden entrar en vibración llegando a tocar con el
propio disco, generando una disminución de rendimiento o, incluso, un fallo en el
sector afectado del disco duro.
Es por esto que debemos prestar especial atención a este efecto y tratar de
minimizarlo en la medida de lo posible, mediante la colocación de boquillas de forma
que reduzcan el sonido producido, (colocar en pasillos, no orientadas hacia los
racks…), adicionalmente al uso de boquillas especiales para su uso en CPD que
reducen el ruido generado en la descarga sin afectar ni al patrón de descarga ni a las
características de la misma.
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13.- REJILLAS DE SOBREPRESIÓN Las rejillas de alivio de la presión tienen la finalidad última de asegurar la integridad
estructural del edificio durante la descarga debido a las sobrepresiones o depresiones
generadas. Ventilación de los gases de humo
Las rejillas de alivio de la presión ayudan a ventilar los gases tóxicos del humo a la
atmósfera o a un sistema de canalización, durante el proceso de inundación para
extinción. Con ello se evita en la mejor medida posible que los gases de combustión
fluyan a través de las fugas en puertas, ventanas y paredes a las áreas adyacentes
donde pueden causarse daños a las personas.
Aumento máximo de la presión
El valor de aumento máximo de la presión para una estancia, sin que sufra ningún
daño, debe definirse según la construcción de la estancia (incluyendo ventanas,
puertas, cortafuegos, aberturas de ventilación, etc.) o, según la sensibilidad del equipo
a colocar en la estancia (es decir, discos duros informáticos). Aquí el elemento más
débil define el aumento de presión máximo aceptable.
Centros de datos
/infraestructura de TI
Es necesaria la entrada del
fabricante de HW
Construcción de edificio
ligera 100 Pa = 1 mbar
Construcción de edificio
normal 300 Pa = 3 mbar
Construcción de edificio
pesada 500 Pa = 5 mbar*
La resistencia a la presión superior a 1 mbar, sólo debe aceptarse en el proyecto con
la aceptación correspondiente del cliente de los riesgos que implica.
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¡Las rejillas de alivio de la presión deben cerrarse siempre después del alivio de la sobrepresión para garantizar el tiempo de retención del agente extintor!
Las rejillas de alivio de la presión deben colocarse en las salas de forma que no estén
directamente en la dirección de la descarga del agente de extinción. Tampoco deben
colocarse en lugares donde puedan bloquearlas objetos móviles. Normalmente, es
recomendable que se coloquen en el tercio superior de la estancia.
Los gases inertes ejercen una presión positiva sobre el recinto
Por su parte los gases químicos originan una depresión seguida de sobrepresión:
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El tamaño de la ventilación del alivio de presión se calcula como un área de ventilación
libre, se basa en la presión máxima que puede soportar el punto más débil de la
estructura, mientras mayor sea la resistencia de la sala, menor será el tamaño
requerido de la rejilla.
Las rejillas de alivio de la presión pueden operarse neumáticamente:
Ventaja:
Las rejillas neumáticas tienen un área de ventilación más grande, por lo que se
reduce el volumen de ventilación
Inconveniente:
Las ventilaciones neumáticas son más caras y se requieren medios de pruebas
También pueden utilizarse rejillas operadas por gravedad y ésta es la opción más recomendable
Rejilla de sobrepresiónCon activación neumáticaTubería
Rejilla de sobrepresión
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Ventaja:
Las rejillas de gravedad ofrecen la mayor fiabilidad
Inconvenientes:
Eficacia media
Alternativamente pueden operarse eléctricamente:
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5
Fig. 6
De todas las rejillas de alivio posibles, la operada eléctricamente es la menos
recomendable. La fiabilidad de las rejillas de gravedad y neumáticas es superior, en
caso de fallo eléctrico no podremos operarlas.
Rejilla sobrepresión Operada eléctricamente
Rejilla de sobrepresión
Rejilla sobrepresión Operada por gravedad
Rejilla de sobrepresión
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14.-SISTEMAS DE PROTECCIÓN PARA LA ZONA DEL GENERADOR Este riesgo se caracteriza por ser completamente diferente al anterior, tanto en los
materiales que lo componen como en los riesgos y tipo de fuego que puede generarse.
En estas salas hemos de tener en cuenta la presencia de combustibles líquidos que
pueden generar un tipo de incendio de líquido inflamable de rápida propagación.
No obstante en este tipo de riesgos tenemos gran cantidad de fenómenos que pueden
provocar falsas alarmas, como, por ejemplo, la generación de humos del propio
funcionamiento del sistema o la presencia de rejillas de ventilación que deberán ser
cerradas para garantizar el cerramiento de la sala.
En este riesgo la mejor opción para la detección es la de instalar un sistemas de
detectores puntuales óptico/Térmicos puesto que podemos determinar la alarma de
forma rápida y segura, en función del tipo de sala podría ser necesario utilizar
detectores térmicos para evitar posibles falsas alarmas. En el caso de los detectores
de aspiración el riesgo de falsa alarma es grande debido a las propias partículas de
funcionamiento del sistema.
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Respecto a los sistemas de extinción podríamos utilizar los sistemas vistos
anteriormente, si bien en este tipo de riesgos las soluciones basadas en sistemas
húmedos pueden ser utilizadas, ya que el agua puede funcionar a modo de
refrigeración.
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15.- INTERACCIÓN ENTRE SISTEMAS
Finalmente, debemos tener muy en cuenta las interacciones entre sistemas a fin de
asegurar el correcto funcionamiento de los sistemas.
Debemos planificar junto con el cliente el funcionamiento y procedimiento a seguir en
caso de alarma de incendio, estableciendo las interacciones entre la ventilación, las
rejillas de alivio de sobrepresión, los sistemas de detección, de alarma y evacuación
por voz, los sistemas de extinción y el procedimiento para la ventilación postdescarga
y procesos de evacuación y actuación del personal.
Junto con lo anteriormente citado se deberá asegurar que todos los sistemas sigan un
mantenimiento eficaz, de forma que los sistemas están planamente operativos en caso
de necesidad, estableciendo, como mínimo, las operaciones de mantenimiento
establecidas en normativa vigente pero asegurando siempre el correcto estado de
todos los elementos y sistemas.
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16.- CONCLUSIONES
Podemos concluir que estamos ante un mercado emergente que necesitará cada vez
más recursos e instalaciones, al tratarse de datos críticos para el funcionamiento
empresarial, incluso aunque la propia normativa no lo exija, los propios empresarios,
clientes y aseguradoras de CPD demandan la instalación de sistemas de PCI.
Como conclusión, podemos incluir las tablas de selección incluidas en la presente
memoria (pág. 34-36 y 68-69), que permiten la selección rápida del mejor sistema de
protección.
Detección en ambiente:
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Detección en Falso suelo
Detección en Racks
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Costes
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Sistemas de extinción
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 81 2012-2013
17.- BIBLIOGRAFÍA
RIPCI, Reglamento de instalación de protección contra incendios 1942 de 5
Noviembre 1993.
CTE, Código Técnico de la Edificación. Ministerio de la Vivienda 2006 (DB-SI,
DB-SUA Febrero 2010)
NBE-CPI/96. Norma básica de la Edificación, Condiciones de protección contra
incendios de los edificios, Ministerio de Fomento, 1996.
UNE-EN 15004-1. Sistemas fijos de lucha contra incendios Sistemas de
extinción mediante agentes gaseosos. Parte 1: Diseño instalación y
mantenimiento. Septiembre 2009.
UNE-EN 15004-2. Sistemas fijos de lucha contra incendios Sistemas de
extinción mediante agentes gaseosos. Parte 2: Propiedades físicas y diseño de
sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con FK-1-1-12. Septiembre
2009.
UNE-EN 15004-4. Sistemas fijos de lucha contra incendios Sistemas de
extinción mediante agentes gaseosos. Parte 4: Propiedades físicas y diseño de
sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con HFC-125. Septiembre
2009.
UNE-EN 15004-5. Sistemas fijos de lucha contra incendios Sistemas de
extinción mediante agentes gaseosos. Parte 5: Propiedades físicas y diseño de
sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con HFC-227ea. Septiembre
2009.
UNE-EN 15004-6. Sistemas fijos de lucha contra incendios Sistemas de
extinción mediante agentes gaseosos. Parte 6: Propiedades físicas y diseño de
sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con HFC-23. Septiembre
2009.
UNE-EN 15004-7. Sistemas fijos de lucha contra incendios Sistemas de
extinción mediante agentes gaseosos. Parte 7: Propiedades físicas y diseño de
sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con IG-01. Septiembre
2009.
UNE-EN 15004-8. Sistemas fijos de lucha contra incendios Sistemas de
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MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 82 2012-2013
sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con IG-100. Septiembre
2009.
UNE-EN 15004-9. Sistemas fijos de lucha contra incendios Sistemas de
extinción mediante agentes gaseosos. Parte 9: Propiedades físicas y diseño de
sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con IG-55. Septiembre
2009.
UNE-EN 15004-10. Sistemas fijos de lucha contra incendios Sistemas de
extinción mediante agentes gaseosos. Parte 10: Propiedades físicas y diseño
de sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con IG-541. Septiembre
2009.
NFPA 2001 Standard on Clean Agent Fire Extinguishing Systems ED.2012
UNE 23007-14 Sistemas de detección y alarma de incendios. Parte 14:
planificación, diseño, instalación, puesta en servicio, uso y mantenimiento.
Diciembre 2009.
UNE-EN 54-20 Sistemas de detección y alarma de incendios. Parte 20:
Detectores de aspiración de humos. Diciembre 2007
Revista Global Data Center Market, 2013
HDI-Gerling Industrie Versicherung AG. DataCenter News # 2012.
Siemens Silent Nozzle white paper. September 2012.
VdS Sintorix CDT systems Hydraulic Calculations Software. V 7.4
VdS Sintorix Novec 1230 systems Hydraulic Calculations Software. V 7.3
Aspire 2. Vesda Software calculation
Apuntes MIPCI. Sistemas de protección activa de incendios M2.A3.T1-T3.-
Detección y alarma. Sigfredo Moreno 2013.
Apuntes MIPCI. Sistemas de protección activa de incendios M2.A3.T4.- Diseño
de sistemas de detección y alarma. Luis Molineli. 2013
Apuntes MIPCI. Sistemas de protección por gas M2.A3.T11_T13. Iván Arranz.
2013.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 83 2012-2013
Anexo I. EJEMPLO 1. SISTEMA DE PROTECCIÓN 1
En este caso tenemos que proteger un CPD que está colocado dentro de un edificio
existente, como en mucos casos, se trata de una sala ya existente acomodada para la
instalación del CPD.
En este caso tenemos una sala en la que no existe falso suelo y falso techo y los
cableados entre Racks pasan a través de galerías de chapa con orificios colocadas en
el suelo, la climatización se lleva a cabo mediante una unidad CRAC colocada en el
interior de la propia sala en el que tanto la impulsión de aire frío como la aspiración de
aire caliente se produce en la sala a través de las propias rejillas de la climatizadora.
Las medidas de la sala son: 12,334m x 5,428m x 2,877m (altura)
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 84 2012-2013
Además, el plano de implantación del CPD que debe ayudarnos en la colocación de
las boquillas del sistema de extinción es el siguiente incluyendo posible colocación de
cilindros sugerida por el cliente y pasamuros por el que deberemos pasar la tubería de
extinción hacia el riesgo:
Ahora debemos seleccionar el sistema de detección y extinción más adecuado
mediante las tablas de selección mostradas en la memoria de este proyecto.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 85 2012-2013
Concluimos que la opción correcta es la de diseñar un sistema de detección basado
en un sistema de detectores ópticos puntuales combinado con un sistema de
detección primaria por aspiración colocado en la aspiración de aire de la climatizadora,
de forma que la detección por aspiración actúe de prealarma y detenga el sistema de
ventilación y que los detectores puntuales confirmen la alarma activando el proceso
para el disparo del sistema de extinción.
Respecto al sistema de extinción, nos decantamos por un sistema de gas químico
debido al volumen de la sala y el espacio disponible para la colocación de cilindros, al
estar situados cerca de la sala no necesitaremos altas presiones como en sistemas de
gases inertes para garantizar la descarga correcta de agente, seleccionamos el Novec
TM 1230 debido a sus mejores propiedades ambientales.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 86 2012-2013
Diseño del sistema de detección Detector de aspiración (detección primaria en rejillas de aspiración).
Optamos por colocar un sistema de detección primaria consistente en un detector de
aspiración colocado de forma que los orificios del sistema de aspiración supervisen el
aire de la climatizadora, este sistema de aspiración estará instalado de forma que sea
posible desmontar la tubería para labores de mantenimiento y desmontaje de las
propias rejillas.
Se diseña según especificaciones del fabricante y acorde a UNE-EN 54-20 “Sistemas
de detección y alarma de incendios. Parte 20: Detectores de aspiración de humos”.
En nuestro caso optamos por un sistema de aspiración Clase A debido a las altas
velocidades de aire y al efecto de dilución.
Diseñamos el sistema acorde a Software del fabricante a fin de determinar las
necesidades de materiales:
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Detectores puntuales
Deberán estar colocados según normativa UNE-EN 54-14 “Sistemas de detección y
alarma de incendios. Parte 14: Planificación, diseño, instalación, puesta en servicio,
uso y mantenimiento”. Como medida de seguridad tomaremos un área de cobertura
que será ½ del área de cobertura normal.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 91 2012-2013
En este caso, el área de cobertura será de 40 m2 al tratarse de una sala de 71 m2
necesitaremos dos detectores ópticos puntuales.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 92 2012-2013
Ambos elementos de detección colgarán de la central de extinción que será la
encargada de generar la prealarma, la alarma, la parada del sistema de climatización y
el cierre de las compuertas de seguridad colocadas en los tubos pasamuros entre la
sala a proteger y otras salas anexas.
Diseño del sistema de extinción Respecto al sistema de extinción, optamos por un sistema de Novec TM 1230 debido a
sus propiedades ambientales y la poca necesidad de espacio para su colocación, para
cuyo diseño aplicamos la normativa UNE-EN 15004-1 2009 “Sistemas de extinción
mediante agentes gaseosos. Parte1: Diseño, instalación y mantenimiento” y UNE-EN
15004-2 2009 “Parte 2: Propiedades físicas y diseño de sistemas de extinción
mediante agentes gaseosos con FK-5-1-12”.
Lo primero que hacemos es verificar la Clase de riesgo que, en nuestro caso se trata
de un riesgo Clase A (fuego superficial en sólidos), debido a la ausencia de Racks de
cableado que serían catalogados como riesgo Superior Clase A.
Atendiendo a normativa, la concentración de diseño será de 5,3%vol.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 93 2012-2013
Aplicando la ecuación de cálculo de cantidad de agente tenemos que:
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 94 2012-2013
Sustituimos en la ecuación el valor de volumen, volumen específico de agente a
temperatura ambiente (20 ºC)= 0,0719 m3/kg. Y el valor de la concentración de diseño
(5,3 % vol.).
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 95 2012-2013
Obtenemos así la cantidad necesaria de agente extintor de 159 kilos de agente
extintor.
Además, debido al estado líquido el Novec en el interior del cilindro debemos añadir
una cantidad adicional de agente extintor que no se descarga durante el disparo
(volumen de agente que queda entre el fondo del cilindro y el tope inferior del tubo
sifón (2 kg por cilindro). Necesitaremos, por tanto 163 kilos de agente extintor Novec TM 1230.
Esta cantidad de agente se almacenará en dos cilindros de 120 litros a fin de
garantizar la presión necesaria para poder descargar el agente necesario.
El siguiente paso es determinar la cantidad de boquillas necesaria en función de la
distribución del riesgo, de forma que se garantice la correcta vaporización del agente y
que dejamos suficiente espacio entre las boquillas y los obstáculos para garantizar que
el agente no vuelva a licuarse (esta distancia deberá ser la mitad de la “Jet Distance”
que aparece reflejada en el cálculo hidráulico adjunto.
En nuestro caso se opta por colocar 4 boquillas de descarga sobre los “pasillos”
generados entre los racks.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 96 2012-2013
Además, hemos de tener en cuenta las rejillas de sobrepresión necesarias (valor
obtenido del cálculo hidráulico) que, en nuestro caso, serán rejillas de gravedad
orientadas al exterior del edificio.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 97 2012-2013
Este sistema de extinción estará supervisado por manopresostatos de pérdida de
agente, presostatos de descarga de agente para tener señal de confirmación de
descarga en la central y su accionamiento podrá ser manual o eléctrico mediante
solenoide (puede probarse y rearmarse al contrario que los fulminantes) accionado
desde la central de control de la extinción.
Finalmente, comprobamos el resultado del cálculo hidráulico verificando los datos de
entrada y los datos de salida, los tiempos de descarga (<10seg) las presiones en
boquilla (>8 bar) y los calibres y cantidades y descargadas por cada boquilla
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Anexo II.
EJEMPLO 2. SISTEMA DE PROTECCIÓN 2 En este caso tenemos que proteger un nuevo CPD con nuevos sistemas.
En este caso tenemos un CPD en el que existe ambiente, falso suelo y falso
techo, donde el falso suelo actúa de plenum del impulsión y el techo como
plenum de aspiración, además, tenemos los mazos de cableados en el falso
suelo sectorizados del ambiente mediante protección pasiva.
La ventilación se produce mediante una unidad CRAC colocada en el interior
de la sala a proteger.
Las medidas de la sala son: 17,5 m x 10 m x 4 m (3 m ambiente, 0,5 m falso
techo, 0,5 m falso suelo), en el siguiente plano aparece la distribución del CPD
con sus medidas y la colocación propuesta por el cliente para los cilindros:
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 107 2012-2013
Ahora debemos seleccionar el sistema de detección y extinción más adecuado
mediante las tablas de selección mostradas en la memoria de este proyecto.
Para el ambiente decidimos colocar un sistema de detección primaria por
aspiración combinada con un sistema de detección puntual mediante
detectores ópticos de humo.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 108 2012-2013
A la hora de la selección del sistema más adecuado de detección debemos
tener en cuenta ciertas particularidades del sistema como, por ejemplo, que
con una altura de 0,5 metros y presencia de cableados la instalación de
detectores puntuales puede ser complicada, por lo que optamos por colocar un
sistema de aspiración tanto en falso suelo como en falso techo debido a la
mayor facilidad de mantenimiento.
Respecto al sistema de extinción, nos decantamos por un sistema de gas inerte
debido a las medidas de la sala y la ubicación propuesta por el cliente para los
cilindros, optamos por un sistema de gas inerte de nitrógeno combinado con
boquillas especiales “silent nozzle” a fin de reducir el ruido producido durante la
descara que pueda afectar al funcionamiento de los discos duros.
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 109 2012-2013
Además optamos por la colocación de un sistema de descarga constante, a fin
de reducir la cantidad necesaria de rejillas de alivio de sobrepresión.
Diseño del sistema de detección
Detectores de aspiración
Optamos por colocar un sistema de detección por aspiración tanto para el falso
suelo por la facilidad de instalación como en el falso techo a modo de detección
primaria.
Además, diseñaremos un sistema para monitorización del ambiente de la sala.
Se diseña según especificaciones del fabricante y acorde a UNE-EN 54-20
“Sistemas de detección y alarma de incendios. Parte 20: Detectores de
aspiración de humos”.
En nuestro caso optamos por un sistema de aspiración Clase A debido a las
altas velocidades de aire y al efecto de dilución.
Diseñamos el sistema acorde a Software del fabricante a fin de determinar las
necesidades de materiales, al tratarse de tres sistemas optamos por hacer el
mismo esquema repartido en ambiente, falso techo y falso suelo a fin de hacer
más sencillo el proceso, a continuación se muestran los tres esquemas pero
solamente un resultado de cálculo siendo los otros dos prácticamente idénticos:
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 110 2012-2013
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 111 2012-2013
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 112 2012-2013
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 113 2012-2013
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 114 2012-2013
MIPCI Máster en Ingeniería de Protección Contra Incendios. 115 2012-2013
Detectores puntuales
Colocaremos estos detectores en el ambiente de la sala a fin de cruzar esta
detección con la aspiración.
Deberán estar colocados según normativa UNE-EN 54-14 “Sistemas de
detección y alarma de incendios. Parte 14: Planificación, diseño, instalación,
puesta en servicio, uso y mantenimiento”. Como medida de seguridad
tomaremos un área de cobertura que será ½ del área de cobertura normal.
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En este caso, el área de cobertura será de 40 m2 al tratarse de una sala de
175m2 necesitaremos 5 detectores puntuales, por conservar la geometría
optamos por colocar 6 detectores.
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Estos elementos de detección colgarán de la central de extinción que será la
encargada de generar la prealarma, la alarma, la parada del sistema de
climatización y el cierre de las compuertas de seguridad colocadas en los tubos
pasamuros entre la sala a proteger y otras salas anexas.
Diseño del sistema de extinción Respecto al sistema de extinción, optamos por un sistema de Nitrógeno con
tecnología constante debido a sus propiedades ambientales, el tamaño del
riesgo a proteger y, para cuyo diseño aplicamos la normativa UNE-EN 15004-
2009 “Sistemas de extinción mediante agentes gaseosos. Parte1: Diseño,
instalación y mantenimiento” y UNE-EN 15004-8 2009 “Parte 8: Propiedades
físicas y diseño de sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con IG-
100”.
Lo primero que hacemos es verificar la Clase de riesgo que, en nuestro caso se
trata de un riesgo Clase A para el ambiente y el falso techo mientras que para
el falso suelo debemos optar por una concentración para riesgo Superior Clase
A debido a la presencia de mazos de cables donde se pueden generar fuegos
profundos en caso de, por ejemplo, calentamiento de cable del interior del
mazo que sobrecalienta otros cables.
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Aplicando la ecuación de cálculo de cantidad de agente tenemos que:
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Seleccionando la concentración adecuada, Clase A para ambiente y falso techo
y Riesgo superior Clase A para falso suelo debido a la alta cantidad de mazos
de cableado existentes:
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Aplicando los datos anteriores podemos ver que serían necesarios 18 cilindros
de 80 litros de IG-100 cargados a 300 bar (se escoge 300 bar en lugar de 200
bar debido al ahorro en espacio), si bien al tener una red claramente
desequilibrada optamos por colocar un cilindro adicional para garantizar los
tiempos y concentraciones de descarga adecuadas.
El siguiente paso es determinar la cantidad de boquillas necesaria en función
de la distribución del riesgo, procurando que el gas llegue lo antes posible a la
inundación de la sala.
En nuestro caso se opta por la siguiente distribución:
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Además, hemos de tener en cuenta las rejillas de sobrepresión necesarias
(valor obtenido del cálculo hidráulico) que, en nuestro caso, serán rejillas de
gravedad orientadas al exterior del edificio.
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Este sistema de extinción estará supervisado por manopresostatos de pérdida
de agente, presostatos de descarga de agente para tener señal de
confirmación de descarga en la central y su accionamiento podrá ser manual o
eléctrico mediante solenoide (puede probarse y rearmarse al contrario que los
fulminantes) accionado desde la central de control de la extinción.
Finalmente, comprobamos el resultado del cálculo hidráulico verificando los
datos de entrada y los datos de salida, los tiempos de descarga (<1 min) las
presiones en boquilla (>10 bar) y los calibres y cantidades y descargadas por
cada boquilla.
Se adjuntan resultados del cálculo hidráulico.
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