El uso de soluciones anticongelantes en la actualidad

Por Victoria B. Valentine, P.E.

A veces, se olvidan los ambientes fríos que tienen que soportar los sistemas de protección contra incendios, ya que los sistemas generalmente se consideran en términos de un escenario de incendio que genera su propio calor. Sin embargo, muchas partes del mundo tienen períodos del año cuando se tienen que soportar las temperaturas frías. Muchos sistemas están instalados dentro de estructuras que pueden ofrecer protección contra temperaturas frías, pero hay muchas estructuras que no se calientan o incluso sistemas instalados sin la presencia de estructuras.

Dado el espectro de los sistemas y equipos de protección contra incendios que se utilizan para proteger vidas y propiedades, no todos los componentes del sistema se ven afectados por las bajas temperaturas. Una de las principales preocupaciones son los sistemas de protección contra incendios a base de agua, como los rociadores, que podrían estar en riesgo de congelación a bajas temperaturas y no podrían funcionar si se produce un incendio en esa ventana de tiempo.

El agua se congela a 32ºF (0ºC). Muchos códigos y normas indican que las temperaturas para los sistemas a base de agua tienen que permanecer a 40°F (4°C) alrededor de los componentes, con el fin de asegurarse de que el agua dentro permanezca en un estado líquido. Sin embargo, hay circunstancias en las que mantener la temperatura a ese nivel simplemente no es posible. Una de las opciones para abordar estas situaciones con temperaturas en o por debajo del punto de congelación del agua es utilizar una solución anticongelante.

Los anticongelantes han sido un tema de discusión en la comunidad de protección contra incendios desde hace algunos años. Los anticongelantes comunes utilizados en los sistemas de rociadores y a veces adaptados a otros sistemas de protección contra incendios a base de agua, como los sistemas fijos de rociado con agua en NFPA 15, han sido soluciones de propilenglicol o glicerina. Ambas soluciones son inflamables, pero se han utilizado incluso con este conocimiento, debido al entendimiento que el anticongelante se diluye con y seguido por agua, para que pueda compensar cualquier aporte de combustible al incendio. Algunos incendios demostraron la preocupación por el uso de estas soluciones para proteger del fuego la vida y la propiedad. La examinación de estas situaciones, junto con la investigación, condujo a cambios en el uso de las soluciones anticongelantes tanto en los nuevos sistemas como en las instalaciones existentes.

El anticongelante puro no debe utilizarse para llenar un sistema de rociadores; en este caso, más no es mejor. Las restricciones sobre el uso de solo una solución de anticongelante de la lista han resultado de incendios con altas concentraciones de anticongelante en las tuberías, lo que se añadió a la carga de combustible antes de que el agua pura llegara a la fuente del incendio.

Fire Protection Research Foundationrealizó numerosos estudios para evaluar las concentraciones de soluciones de propilenglicol y glicerina en los sistemas de rociadores contra incendios. Entre las variables exploradas se encontraban distintos sistemas de rociadores y presiones de funcionamiento. Las normas de instalación se modificaron en base a esta investigación.

Nuevos sistemas de rociadores contra incendios utilizando anticongelante

El objetivo de este tipo de sistemas es evitar la congelación del agua utilizada para la protección contra incendios. Los sistemas de rociadores contra incendios son el tipo más común de sistemas que han utilizado una solución anticongelante para la protección contra incendios, por lo que NFPA 13, Norma para la instalación de sistemas de rociado, ofrece información detallada sobre cómo lograr esto.

También se pueden utilizar otros métodos para proteger de las condiciones de congelación. Cuando se selecciona un anticongelante (incluso dentro de los casos limitados actuales), debe haber un equilibrio en los niveles apropiados de concentración para el sistema—entre las cantidades mínimas de concentración de anticongelante necesarias para permitir que el agua permanezca en un estado líquido y minimizar la inflamabilidad líquida que, si es demasiado grande, podría contribuir al fuego en sí.

A partir de la edición de NFPA 13 de 2013, el anticongelante utilizado para una instalación del sistema nuevo tiene que ser una solución de la lista. Esta es una modificación a la norma después de décadas de permitir que las soluciones anticongelantes se instalen sin especificar las soluciones. En virtud de una lista, es necesario que el anticongelante demuestre que el fluido no se encenderá y se sumará a un posible escenario de incendio. (UL 2901, Esquema de investigación para soluciones anticongelantes para utilizar en sistemas de rociadores contra incendios, es un ejemplo de los criterios de lista que la solución tendría que cumplir.)

Hay una excepción para las soluciones de propilenglicol que han sido enumeradas para su uso en aplicaciones específicas con sistemas de rociadores de respuesta rápida de supresión temprana (ESFR, por sus siglas en inglés). Incluso con una lista, sin embargo, la solución anticongelante tendría que cumplir con cualesquiera regulaciones de salud estatales o locales.

Para el pequeño número de casos en los que se permite que una nueva instalación utilice soluciones anticongelantes no listadas, normalmente mediante un detallado análisis de riesgos, la solución debe ser una solución de anticongelantepremezclada. Esto sería una mezcla de anticongelante y agua, mezclada por el fabricante con la concentración apropiada. Esto mantiene un nivel de calidad asegurando que la solución sea homogénea a la concentración correcta. Se deben cumplir las instrucciones del fabricante para los procedimientos de llenado (o relleno), junto con el número de puertos de prueba necesarios para mantener el sistema durante su vida útil.

Sistemas existentes de rociadores contra incendios utilizando anticongelante

En general, una vez que se instala un sistema de rociadores contra incendios, se mide únicamente contra la norma de instalación original. NFPA 25, Norma para la inspección, prueba y mantenimiento de sistemas de protección contra incendios basados en agua, se utiliza para asegurarse de que el sistema de rociadores mantiene su funcionalidad durante su vida útil. Cuando se modificaron los permisos de uso de anticongelante en nuevas instalaciones, también se modificó el lenguaje de NFPA 25 para abordar el anticongelante en los sistemas existentes.

Si el tipo de anticongelante no es muy conocido, el primer paso sería identificar qué tipo de anticongelante está presente. Pueden utilizarse registros de mantenimiento, pruebas químicas o información del propietario si no hay ningún letrero de información en el sistema. Si no fuera posible determinar el tipo de anticongelante en el sistema a partir de la información existente, deberá ser sustituido por una solución aceptable. La nueva solución también debe ajustarse a las regulaciones sanitarias estatales y locales.

Si un sistema se instaló antes del 30 de septiembre de 2012, no necesariamente será necesario utilizar una solución anticongelante hasta el 30 de septiembre de 2022. Esto depende de la concentración de la solución anticongelante: el volumen del anticongelante no puede ser superior al 30% para propilenglicol o 38% para glicerina. Una excepción es si una evaluación de riesgo determinante aprobada, preparada por un profesional calificado y aceptado por la autoridad competente (AHJ), permitiría hasta un 40% en volumen para propilenglicol o hasta un 50% en volumen para glicerina. Otra excepción es específica para los rociadores (ESFR): pueden utilizarse soluciones de propilenglicol de más del 30% en volumen cuando los rociadores ESFR se especifican para esta aplicación, similar a la excepción para las nuevas instalaciones.

En base de los requisitos actuales, la solución anticongelante debe ser analizada anualmente. El valor de concentración se determina durante la fase de diseño inicial del sistema. Una vez que se conoce o determina la solución anticongelante en el sistema existente (indicada en el letrero de información en la válvula principal), se toman muestras de prueba para confirmar esas concentraciones originales dentro del sistema. Estos valores deben coincidir, dentro de las tolerancias, con las concentraciones originales previstas para el sistema; si no lo hacen, la solución tendrá que ser drenada y el sistema rellenado con la concentración apropiada de anticongelante. Hasta que se corrija, el sistema se clasificaría como un deterioro o una deficiencia crítica.

Incluso cuando se trabaja con un sistema existente, es importante confirmar muchos de los mismos detalles que se aplican a las nuevas instalaciones. Estos elementos se indican en NFPA 25. Por ejemplo, las soluciones anticongelantes deben ser un anticongelante listado, a menos que cumplan con la excepción mencionada anteriormente. Cuando esté permitido rellenar un sistema utilizando propilenglicol o glicerina, solo se permiten las soluciones premezcladas. Se deben mantener detalles tales como soluciones que sean compatibles con el material de las tuberías. Tenga en cuenta que las tuberías CPVC son incompatibles con propilenglicol y que solo se puede utilizar con soluciones de glicerina, según corresponda.

Alternativas de anticongelante

En el momento de la publicación de este artículo, todavía no habrá soluciones de anticongelante listadas para su uso en sistemas de rociadores contra incendios. Por lo tanto, habría que emplear otros medios para proteger contra la congelación.

Una forma de proteger el agua de la congelación sería mantenerla en un espacio caliente. Esto puede significar calentar áreas específicas o un edificio entero, dependiendo de la disposición del espacio y su sistema. Esto también podría hacerse encerrando el aislamiento encima de la tubería de los rociadores a manera que la tubería permanezca dentro del espacio caliente. Este tipo de aplicación es particularmente útil para las tuberías en un espacio de tipo ático, ya que sería típico que el resto del edificio ya estuviera caliente.

Para aplicaciones donde la calefacción puede no ser una opción viable, se podría utilizar un sistema de rociadores de tubería seca. Esto mantendría el agua fuera de la tubería hasta que sea necesario para un escenario de incendio. Una vez más, esto lograría el objetivo de evitar que el agua se congelara en la red de la tubería.

Otra opción sería utilizar el rastreo térmico en la tubería para asegurarse de que la temperatura no congele el agua. Hay listas separadas para el rastreo térmico que protege la red versus las líneas de derivación. Cuando se utiliza correctamente, el rastreo térmico mantendrá el agua fluida, lo que le permitiría estar lista en caso de un incendio.

Siempre y cuando el sistema es instalado para que pueda funcionar durante todo el año en el espacio, soportando temperaturas frías si es necesario, la opción depende del usuario. Por supuesto, cada opción tiene aspectos que pueden o no hacer que sea más deseable, dependiendo de los aspectos específicos del área protegida.

Sistemas residenciales de rociadores

Para aplicaciones residenciales que utilizan sistemas de rociadores contra incendios instalados de acuerdo con NFPA 13R, Norma para la instalación de sistemas de rociadores en edificios residenciales de baja altura o NFPA 13D, Norma para la instalación de sistemas de rociadores en viviendas de una y dos familias y casas prefabricadas, las reglas para el uso de anticongelante varían ligeramente de las reglas en NFPA 13.

NFPA 13R es paralelo a los requisitos para las nuevas instalaciones de los sistemas anticongelantes que se encuentra en NFPA 13. La solución anticongelante debe estar en la lista. Sin embargo, no existen excepciones a esta regla para las nuevas instalaciones (rociadores ESFR y sus requisitos no están en esta norma). Al trabajar con un sistema de rociadores existente tipo NFPA 13R, la directriz es la misma que para los sistemas NFPA 13.

Los sistemas NFPA 13D son tradicionalmente más pequeños, ya que protegen viviendas de una o dos familias. Para estos sistemas, todavía se permiten los nuevos sistemas anticongelantes, pero con restricciones. El predeterminado, al igual que las otras normas de instalación de rociadores, es utilizar una solución anticongelante en lista. Sin embargo, hay una tolerancia para el uso de soluciones premezcladas de propilenglicol de hasta 38% en volumen o glicerina hasta 48% en volumen. Esto se limita a usar solo en áreas que necesitan una protección contra congelamiento y deben tener la aprobación de AHJ. Se prevé que esta vía no se utilizará a menos que otras opciones para la protección contra el congelamiento no sean viables.

Los sistemas NFPA 13D existentes también se tratan de manera diferente. La solución tiene que ser premezclada como se observa en otros sistemas e instalaciones, pero se permiten soluciones de propilenglicol hasta un 40% en volumen y soluciones de glicerina hasta un 50% en volumen. Esto significa que la mayoría de los sistemas existentes no tienen que ser modificados para protegerlos contra temperaturas de congelación. Dado que NFPA 25 no cubre los sistemas NFPA 13D, actualmente no existe una fecha fija para que ya no se permita el uso de soluciones de propilenglicol y de glicerina.

Resumen

Las soluciones anticongelantes han sido durante mucho tiempo un método para prevenir el posible congelamiento en sistemas de protección contra incendios utilizando agua. Cuando se presentan situaciones de un incendio, se estudian y se realizan cambios según sea necesario. En términos generales, esto significa que el anticongelante ya no es una solución simple de protección contra las temperaturas de congelamiento. Para las nuevas instalaciones, se están utilizando otras alternativas para asegurar que los sistemas de protección contra incendios funcionen como se pretende. Para las instalaciones existentes, se pensó que el problema sería resuelto para el año 2022 y los sistemas podrían modificarse como corresponde. A medida que el comité técnico de NFPA 25 entra en su próximo ciclo de revisión (para producir la edición 2020), será evaluado este tema tanto para soluciones como para plazos.

Existe una gran esperanza de que un nuevo producto anticongelante llegue al mercado que pueda ser utilizado tanto en instalaciones nuevas como en instalaciones existentes, pero que no contribuya a un incendio. En este punto, esa resolución sigue siendo un juego de espera.

Referencias

Code Consultants, Inc.“Soluciones anticongelantes en sistemas de rociadores contra incendios en viviendas – Fase II, Informe final.”Quincy, MA: Fire Protection Research Foundation, diciembre de 2010.

 Code Consultants, Inc. “Revisión de soluciones anticongelantes.”Quincy, MA: Fire Protection Research Foundation, junio de 2010.

 Code Consultants, Inc. “Soluciones anticongelantes suministradas a través de rociadores de aspersión.”Quincy, MA: Fire Protection Research Foundation, noviembre de 2012.

 NFPA 13, Norma para la instalación de sistemas de rociadores, Edición 2016.Quincy, MA:National Fire Protection Association, Inc., 2015.

 NFPA 13D, Norma para la instalación de sistemas de rociadores en viviendas de una y dos familias y casas prefabricadas, Edición 2016.Quincy, MA: National Fire Protection Association, Inc., 2015.

 NFPA 13R, Norma para la instalación de sistemas de rociadores en edificios residenciales de baja altura, Edición 2016.Quincy, MA: National Fire Protection Association, Inc., 2015.

 NFPA 15, Norma para sistemas fijos de aspersión de agua para la protección contra incendios, Edición 2017.Quincy, MA: National Fire Protection Association, Inc., 2016.

 NFPA 25, Norma para la inspección, prueba y mantenimiento de sistemas de protección contra incendios a base de agua, Edición 2017. Quincy, MA: National Fire Protection Association, Inc., 2016.

 UL 2901, Esquema de investigación para soluciones anticongelantes para uso en sistema de rociadores contra incendios.Northbrook, IL: Underwriters Laboratories, Inc., 2013.

 Valentine, Victoria B. “No olvide el sistema seco.” Revista SQ, enero/febrero 2011: pp.26–28.Patterson, NY: National Fire Sprinkler Association, Inc.

 Valentine, Victoria B. y Upson, Robert. “Edición especial de invierno 2016.” NFSA TechNotes, 1 de diciembre de 2016.Patterson, NY: National Fire Sprinkler Association, Inc.