sistemas de protecciÓn activa para cpd. · 2013-07-08 · sistemas diseñados para poder proteger...

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


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


SISTEMAS DE PROTECCIÓN ACTIVA PARA CPD.

Rafael Inés González

Curso académico 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.


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.


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


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.


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.


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.


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.


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


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).


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.


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.


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.


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.


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.


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


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).


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.


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.


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).


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.


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.


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.


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.


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:


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).


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.


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.


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.


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.


4.- TABLAS DE SELECCIÓN DE MATERIALES DE DETECCIÓN. Selección técnica de sistema para ambiente:


Solución técnica de sistema para falso techo / falso suelo.

Para el cuerpo de los propios racks:


Finalmente, en cuanto al coste de la solución:


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).


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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:


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.


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


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


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.


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).


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:


gaseosos con HFC227ea”. Las concentraciones de diseño son superiores a las

del Novec 1230 (menor eficacia).


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”


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.




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”.


Su eficacia es inferior a la de otros gases químicos.

Se ve afectado por la regulación F-Gas.



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.


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.


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


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


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.


gaseosos con IG-01”.


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.


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.


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”.


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.


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.


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


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.


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.


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.


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


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.


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


normal 300 Pa = 3 mbar


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.


¡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:


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


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 sobrepresión Operada por gravedad



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.


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.


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.


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:


Detección en Falso suelo

Detección en Racks


Costes


Sistemas de extinción


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.


extinción mediante agentes gaseosos. Parte 2: Propiedades físicas y diseño de

sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con FK-1-1-12. Septiembre

2009.



sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con HFC-125. Septiembre

2009.



sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con HFC-227ea. Septiembre

2009.



sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con HFC-23. Septiembre

2009.



sistemas de extinción mediante agentes gaseosos con IG-01. Septiembre

2009.





2009.




2009.


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.


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)


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.


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.


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:


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.


En este caso, el área de cobertura será de 40 m2 al tratarse de una sala de 71 m2

necesitaremos dos detectores ópticos puntuales.


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.


Aplicando la ecuación de cálculo de cantidad de agente tenemos que:


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.).


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.


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.


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


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:


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.


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.


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:


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.


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.


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.


Aplicando la ecuación de cálculo de cantidad de agente tenemos que:


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:


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:


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.


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.

sistemas de protecciÓn activa para cpd. · 2013-07-08 · sistemas diseñados para poder proteger...

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