Durante un incendio, el 80% de las muertes se deben a la inhalación de humo, no a las quemaduras. Este hecho revela que el humo y los gases tóxicos son tan peligrosos como el fuego en sí, siendo esto una realidad poco conocida por muchas personas.
Es importante destacar que durante un incendio la falta de visibilidad y la reducción de los niveles de oxígeno en el ambiente pueden causar rápidamente problemas respiratorios fatales, siendo aquí donde los sistemas de presurización juegan un papel crucial en la seguridad de los edificios.
En este contexto, el sistema de presurización y su diseño debe permitirnos mantener las rutas de evacuación libres de humo y gases tóxicos, ayudándonos así a prevenir la asfixia y de igual manera, asegurar la rápida intervención de los equipos de emergencia.
¿Qué es el sistema de presurización de escaleras?
¿Qué es el sistema de presurización de escaleras?
Un sistema de presurización de escaleras es un sistema de ventilación mecánico que crea una diferencia de presión entre la zona segura y el área contigua. El objetivo es mantener una mayor presión de aire dentro del cubo de escaleras, de modo que, al abrir una puerta de evacuación, se genere una corriente de aire que impida la entrada de humo, convirtiendo las escaleras en un recinto seguro contra las llamas y el humo.
Objetivos del sistema de presurización
Objetivos del sistema de presurización
- Protección de las rutas de evacuación: mantener libre de humo cubos de escaleras o similares.
- Protección de la vida humana: evacuación segura de los ocupantes.
- Facilitar el ingreso de equipos de emergencia: bomberos, defensa civil y personal de rescate.
- Protección de bienes: minimizar los daños materiales.
Métodos de presurización según NFPA 92: estándar para los sistemas de control de humos
Métodos de presurización según NFPA 92: estándar para los sistemas de control de humos
La NFPA 92 (Estándar para los Sistemas de Control de Humos) establece varios métodos de presurización para escaleras, dependiendo de la altura del edificio y el diseño del sistema.
Sistema de presurización con un único punto de inyección
Sistema de presurización con un único punto de inyección
Este sistema es adecuado para edificios cuya altura no exceda los 30 metros, especialmente recomendable cuando la escalera cuente con un ojo de escalera, ya que este puede actuar como un ducto para una mejor distribución del aire.
Si la escalera no tiene esta característica, el aire debe pasar a través de ranuras o aberturas entre los niveles o escalones, lo que puede impedir que se logre el diferencial de presión requerido en los niveles inferiores.
Si el ventilador se encuentra en la planta baja, existe el riesgo de que, al abrir la puerta de salida el caudal de aire del ventilador se pierda al exterior, disminuyendo el diferencial de presión y posiblemente impidiendo el cumplimiento de los requisitos de presión en los niveles superiores.
Sistema de presurización con varios puntos de inyección
Este sistema se caracteriza por tener múltiples puntos de entrada de aire fresco, lo que permite una distribución más uniforme y efectiva de la presión a lo largo de toda la escalera.
Este tipo de sistema puede incluir un ventilador en la parte inferior o superior de la escalera, que impulsa el aire a través de un ducto principal. En cada nivel, se encuentran dampers regulables, los cuales permiten ajustar el flujo de aire en cada nivel, asegurando que la presión se mantenga constante y efectiva en toda la extensión de la escalera.
Además de los dampers regulables, otra opción dentro de este sistema es la instalación de varios ventiladores de inyección a lo largo de la escalera. Estos ventiladores están estratégicamente ubicados para aportar el caudal necesario de aire en cada sección de la escalera, garantizando así una presurización adecuada en todo momento.
Todos los sistemas deben estar compensados para impedir una sobrepresión en el cubo de escaleras y la NFPA 92 describe varios métodos para lograr esto:
- Sistema Canadiense: el ventilador se enciende y la puerta de escape se abre automáticamente.
- Sistema B: dámper manométrico que descarga al exterior. En caso de que se exceda la presión de diseño, se abre el damper dejando escapar el exceso de aire en el cubo.
- Sistema C: varios dámpers calibrados a la presión máxima del diseño se encuentran ubicados en el recorrido de la escalera.
- Sistema D “Sistema de By Pass”: es un ducto con dámper barométrico que cuando hay sobrepresión se abre y el aire regresa al retorno o a la toma de aire.
- Sistema E “Sistema de volumen de aire variable”: es el más usado, pues está conectado a un variador de frecuencia con sensores de presión. Cuando se abren las puertas el diferencial de presión disminuye por lo que el variador aumenta su frecuencia para aumentar el flujo del ventilador. Una vez cerradas las puertas la presión aumenta y el variador disminuye su frecuencia para que de esta manera el ventilador disminuya el caudal de aire de aportación.
Diferencial de presión mínima
El diferencial de presión depende tanto de la altura del edificio como del diseño del sistema contra incendios. Nos ayuda a asegurar que el humo no penetre en las zonas seguras durante un incendio, manteniendo las rutas de evacuación libres de humo y accesibles. Si el edificio cuenta con un sistema de rociadores automáticos, el diferencial de presión mínimo requerido es de 0.05 pulgadas de columna de agua (in w.g.).
En caso de utilizar un diseño diferente para el sistema contra incendios, el diferencial de presión necesario puede variar y debe ser calculado específicamente según las características del edificio y el sistema en uso.
La fuerza máxima requerida para abrir la puerta del sistema de control de humo no debe de exceder de 30 lbrs fuerzas. (133 N)
Requerimientos según la NFPA 101
La NFPA 101 (Código de Seguridad Humana) establece requerimientos adicionales, especialmente para edificios residenciales. Este sistema mucho más robusto que el anterior, debe contar con un vestíbulo antes del cubo de escaleras, con rejillas para inyectar y extraer aire ubicadas estratégicamente para no ser obstruidas por puertas abiertas.
Además, se debe garantizar al menos un cambio de aire por minuto, y la extracción de aire debe ser 150% de la inyección.
Recomendaciones adicionales
1. Ubicación de las rejillas:
- Inyección de aire: la rejilla para la inyección de aire debe situarse en la parte inferior del vestíbulo, a una altura no mayor de 0.15 metros sobre el nivel del suelo.
- Extracción de humo: la rejilla destinada a la extracción de humo debe colocarse en la parte superior del vestíbulo, a una distancia no mayor de 0.15 metros por debajo del techo o cielo raso y no deben estar bloqueadas por las puertas abiertas del vestíbulo.
- No obstrucción: la ubicación de las rejillas no debe ser obstruida por las puertas abiertas del vestíbulo.
2. Tasa de cambio de aire: El vestíbulo previo debe asegurar al menos un cambio de aire por minuto para mantener la calidad del aire y la presión adecuada.
3. Balance de aire: La extracción de aire debe ser del 150% de la cantidad de aire inyectado para asegurar que el humo sea efectivamente removido y no ingrese en las zonas seguras.
4. Dámper de alivio de presión: Se recomienda colocar en la parte superior de la caja de escaleras un dámper diseñado para aliviar la presión, con la capacidad necesaria para liberar un flujo de aire de al menos 2500 pies cúbicos por minuto (cfm). Este dámper debe mantener una presión positiva no menor a 0.10 pulgadas de columna de agua (in w.g.) con todas las puertas entre la caja y el vestíbulo previo cerradas.
5. Vestíbulo previo: No es necesario contar con un vestíbulo previo en el primer piso o nivel de descarga de la escalera, ya que generalmente estas áreas están directamente conectadas a salidas exteriores.
6. Ubicación del ventilador: El ventilador debe ser instalado en un lugar libre de materiales combustibles que puedan generar un incendio, para reducir el riesgo de que el sistema de presurización se vea comprometido.
Para minimizar el riesgo de una falla eléctrica durante un incendio, es esencial disponer de una fuente de alimentación de respaldo. Esto puede lograrse mediante un generador o una subestación independiente que tenga la capacidad suficiente para mantener el suministro eléctrico a todas las instalaciones de rescate y protección contra incendios, siendo capaz de alimentar los sistemas de control de humo, los sistemas de presión diferencial y todos los equipos auxiliares necesarios para el funcionamiento del sistema de presurización.
Implementar estos sistemas en nuestros proyectos no solo cumple con las normativas, sino que también refuerza nuestro compromiso con la seguridad y bienestar de las personas.
Escríbenos a hol@kin.energy, ¡nuestro equipo está listo para ayudarte!
Alfredo Castro
Proyectista HVAC Jr.
Proyectista HVAC Jr.
Iván cuenta con más de 4 años de experiencia en el diseño y proyección de instalaciones hidrosanitarias en proyectos de retail, hotelería, usos mixtos y torres de varios niveles ubicados en toda la República Mexicana; destaca su participación en proyectos de gran envergadura como son Antiik de Sordo Madaleno, Paseo de la Republica en Querétaro y Mayaliah, en Tulum. Cuenta con una especialidad en “Diseño y Operación de Instalaciones para Edificios” por parte de la unidad de posgrado de la Universidad Nacional Autónoma de México, además de un diplomado en Desarrollo de Habilidades Directivas, también por parte de la UNAM.
Iván cuenta con más de 4 años de experiencia en el diseño y proyección de instalaciones hidrosanitarias en proyectos de retail, hotelería, usos mixtos y torres de varios niveles ubicados en toda la República Mexicana; destaca su participación en proyectos de gran envergadura como son Antiik de Sordo Madaleno, Paseo de la Republica en Querétaro y Mayaliah, en Tulum. Cuenta con una especialidad en “Diseño y Operación de Instalaciones para Edificios” por parte de la unidad de posgrado de la Universidad Nacional Autónoma de México, además de un diplomado en Desarrollo de Habilidades Directivas, también por parte de la UNAM.
