Definiendo la curva de fuego con rociadores automáticos: la importancia de contemplar la condición de diseño más exigente

Introducción

Las simulaciones de incendio en entornos con rociadores automáticos suelen simplificar la curva de desarrollo del fuego asumiendo que, tras la activación del primer rociador, la potencia calorífica se «estabiliza» o disminuye drásticamente. Sin embargo, la experiencia y la literatura técnica sobre protección contra incendios muestran que en muchos escenarios reales el incendio puede seguir creciendo y, por consiguiente, activar más rociadores, generando mayores volúmenes de humos y afectando la visibilidad o la toxicidad.

El presente artículo resume las reflexiones vertidas en un estudio más extenso, cuyo objetivo fundamental es concienciar a los profesionales de la seguridad contra incendios y a los responsables de diseño de sistemas de control de humos sobre la importancia de representar de forma adecuada la curva de fuego en presencia de rociadores.

El reto de definir la curva de fuego

Cuando se modela un incendio con métodos de ingeniería (por ejemplo, con FDS), se definen múltiples parámetros: tipo de combustible, poder calorífico, potencia máxima específica, fracción radiada, entre otros. Pero existe un dato especialmente influyente en el comportamiento de la simulación: la forma de la curva de desarrollo del fuego (Heat Release Rate o HRR en función del tiempo).

En instalaciones sin rociadores, se recurre a curvas empíricas o normalizadas (como las curvas de crecimiento lento, medio, rápido o ultrarrápido) para representar la fase de crecimiento de la potencia calorífica en el tiempo y el crecimiento se detiene por limitación en la cantidad de combustible presente o la ventilación y se reduce por agotamiento del combustible.

Cada método conlleva supuestos que pueden distorsionar la realidad si no se aplican con rigor. En especial, ignorar o subestimar la posibilidad de un fuego que supere ciertos megavatios (y con ello active el área de operación de diseño en los rociadores) puede llevar a conclusiones erróneas sobre la visibilidad o las condiciones de evacuación. Para profundizar en estos aspectos técnicos, recomendamos consultar también nuestro artículo sobre el nuevo RSCIEI.

¿Por qué es crítico contemplar la máxima potencia creíble del incendio?

1. Más potencia = más productos de combustión
Aunque la temperatura de la capa de humos pueda limitarse debido a la activación de varios rociadores, la masa de combustible consumida sigue aumentando proporcionalmente con el combustible que se quema. Esto implica una mayor producción de humos, más oscurecimiento y un incremento de la toxicidad para mayores potencias.

2. Mayor número de rociadores activados
Un único rociador no suele aportar la densidad de agua necesaria para controlar incendios de cierta envergadura. Por tanto, si el fuego crece hasta el punto de implicar a varios rociadores (muchos diseños contemplan un área de operación con docenas de ellos), se generan condiciones de humos más desfavorables para la evacuación y el control de daños.

3. Peor escenario razonable
En un análisis prestacional, el «peor» escenario debe ser creíble y estar dentro de las hipótesis de diseño. Si el sistema está calculado para un área de operación determinada, nada impide que en un incendio real se active todo ese conjunto de rociadores. Por tanto, si no se modela este caso en la simulación, podemos infraestimar las condiciones finales de humos.

Métodos de referencia y sus limitaciones

Existen varias guías y normativas que proponen distintos enfoques para «recortar» o «estabilizar» la curva de incendio cuando entran en acción los rociadores. A modo de ejemplo:

La principal limitación de los criterios basados únicamente en la activación de uno o pocos rociadores es que obvian el efecto acumulado de varios rociadores abiertos y la posible evolución del incendio hasta la máxima capacidad de diseño del sistema. Sin incluir la descarga de agua en la simulación (y el consiguiente enfriamiento real de los gases), los tiempos de activación de sucesivos rociadores después del primero resultan ficticios, subestimándose la potencia final del incendio.

Ejemplos de simulación y conclusiones prácticas

Diversas simulaciones realizadas sobre un mismo escenario de almacenamiento (referencia FM Global a 9 m de altura, con rociadores K160, separación entre rociadores de 3×3 m) muestran diferencias notables:

En tales supuestos, se produce una gran cantidad de humos, empeorando la visibilidad y elevando el riesgo para la evacuación. En este ejemplo, el fuego bajo de la UNE 23585 corresponde a 5 MW y resulta equivalente al criterio de NFPA 204 deteniendo la curva con el 4º rociador. El fuego alto de la UNE 23585 es de 12 MW activando más rociadores que el área de diseño de la UNE EN 12845.

La experiencia internacional sugiere que, en la mayoría de los incendios controlados por rociadores, se activan pocos cabezales. No obstante, cuando se realiza una evaluación prestacional, se busca garantizar la seguridad frente a un escenario límite pero realista. Aun siendo improbable que se llegue a activar toda el área de diseño de rociadores, no es imposible que esto suceda bajo determinadas condiciones de carga, combustibilidad, ubicación del foco, obstrucciones, intersticios, etc.