Control del oxígeno y prevención de incendios por aire hipóxico

Por qué la supervisión del oxígeno es fundamental para la seguridad de los operarios y la prevención de incendios

Los sistemas de prevención de incendios por aire hipóxico, también conocidos como sistemas de reducción de oxígeno, se utilizan ampliamente en diversos sectores, sobre todo en centros de datos, cámaras acorazadas de archivos y almacenes y depósitos de área cerrada. Funcionan reduciendo la concentración de oxígeno en la atmósfera ambiente a un nivel por debajo del cual es posible que se produzca un incendio; esto se basa en el principio de que es mejor gestionar proactivamente el riesgo de incendio que el uso tradicional de sistemas de extinción por inundación de gas o agua nebulizada, que sólo reaccionan una vez que se ha iniciado el fuego.

Existen dos modelos convencionales para describir el riesgo de incendio: el antiguo «triángulo de fuego» y el más reciente «tetraedro de fuego». Estos modelos comparten tres elementos comunes, todos los cuales deben estar presentes para que se produzca un incendio: un material combustible, calor para elevar la temperatura del material hasta su umbral de ignición y oxígeno para mantener la combustión. El tetraedro del fuego añade un cuarto elemento: una reacción química exotérmica en cadena en el material. La eliminación de cualquiera de los tres primeros elementos impedirá que se produzca un incendio, mientras que la eliminación del cuarto elemento impedirá que se mantenga el fuego.

Los sistemas de prevención de incendios por aire hipóxico esencialmente eliminan o reducen uno de estos elementos, el oxígeno, y lo sustituyen por un gas inerte.

Típicamente, los sistemas de prevención de incendios por aire hipóxico utilizan una unidad de generación de nitrógeno, donde el aire atmosférico presurizado es forzado a través de cartuchos de membrana de fibra hueca. Éstos utilizan el efecto de la presión parcial entre las superficies interior y exterior de cada fibra hueca para permitir que los componentes primarios del aire -oxígeno y nitrógeno- se separen en dos corrientes de gas. Un sistema alternativo utiliza recipientes de adsorción por oscilación de presión en los que se aprovechan las propiedades de adsorción de medios activados como el carbono para aislar el nitrógeno de los demás gases en una corriente de aire a alta presión.

El flujo de gas rico en nitrógeno se introduce entonces en la zona que requiere protección, utilizándose una red de sensores de oxígeno para controlar las concentraciones de gas ambiente. De este modo, es posible reducir y mantener la concentración de oxígeno en la zona protegida por debajo del umbral de ignición previamente determinado.

El aire que respiramos contiene un 21% de oxígeno y un 78% de nitrógeno. El cuerpo humano puede, dentro de ciertos límites, funcionar con normalidad tanto a concentraciones reducidas como elevadas de oxígeno. En EE.UU. y el Reino Unido, por ejemplo, el nivel mínimo seguro de oxígeno cuando se trabaja en espacios confinados está fijado por los respectivos organismos de salud y seguridad (OHSA y HSE) en el 19,5%, con un límite superior del 23,5%.

Es posible trabajar fuera de estos límites, siempre que se tomen precauciones estrictas. Dependiendo del entorno, éstas incluyen el uso de EPI adecuados y, lo que es más importante, dispositivos adecuados para controlar las concentraciones de oxígeno en tiempo real.

Desde la perspectiva de la prevención de incendios, el enfoque más seguro es reducir las concentraciones de oxígeno a los niveles más bajos posibles. Sin embargo, en entornos en los que es necesario el acceso de operadores humanos, esto debe sopesarse con la salud o la seguridad de los operadores humanos que puedan necesitar entrar en la zona para realizar, por ejemplo, tareas esenciales de mantenimiento o sustitución de equipos. En consecuencia, un nivel de concentración de oxígeno de entre el 15% y el 16% suele considerarse el mejor compromiso posible.

Los sistemas modernos de monitorización de oxígeno utilizan tecnología de sensores avanzada para medir con precisión los niveles de oxígeno en tiempo real. Los sistemas de control de oxígeno suelen constar de un panel de control, uno o varios sensores y alarmas visuales y acústicas, y a menudo están conectados en red con dispositivos de gestión de incendios y edificios. Cuando los sensores detectan un cambio en los niveles de oxígeno que supera los límites predefinidos, se disparan automáticamente las alarmas para alertar al personal y, en algunos casos, activar otros equipos de seguridad como los sistemas de ventilación o extinción de incendios.

Aunque existen varios tipos de sensores de oxígeno, los dos más eficaces se basan en la zirconia o en tecnologías electroquímicas. Éstas se utilizan en nuestra última generación de Monitores de oxígeno Gasenz.

Nuestra Los monitores de oxígeno Gasenz han sido diseñados para una amplia gama de aplicaciones críticas de monitorización de oxígeno, especialmente cuando se despliegan sistemas de prevención de incendios por aire hipóxico en línea con normas como ISO20388 y UL67377. Gasenz es un instrumento compacto, robusto y fácil de usar con un rango de medición de 0-25% para garantizar la seguridad tanto de los activos clave como del personal operativo. Con la opción de sensores electroquímicos o de óxido de circonio, los dispositivos Gasenz pueden alimentarse con una fuente de corriente alterna o continua de 24 V, disponen de alarmas configurables para alertar a los usuarios de la disminución y el aumento de los niveles de oxígeno, e incorporan torres de iluminación y balizas sonoras.

Para más información, visite Analizador de oxígeno ambiental - Ntron Gasenz (processsensing.com).