ventilación por presión positiva

Transcripción

Ventilación Por Presión Positiva
Jaime Núñez Sotomayor
VENTILACIÓN POR PRESIÓN POSITIVA
Uno de los subproductos de la combustión es la producción de calor, humo y gases tóxicos, los que dificultan tanto la respiración cómo la visibilidad. Para cambiar esas condiciones es que se debe eliminar esos compuestos.
Para lo anterior es que los bomberos ocupamos la ventilación, esta consiste en renovar la
atmósfera interior de una estructura para transformarla en una más cómoda o aceptable
para el trabajo bomberil y/o los ocupantes que pudiesen estar en ese momento.
Es decir tiene una alta influencia en el resultado de los rescates y/o combate del incendio
que se planifique. Esto tanto mediante la evacuación de humos que dificultan la visión,
cómo de calor que no permite el ingreso o permanencia en la estructura.
VENTILACIÓN VERTICAL NATURAL
Tradicionalmente la forma de lograr este fin ha consistido en romper la techumbre, incluyendo cubierta y cielo raso, para que mediante las corrientes naturales de convección, el
humo y calor sean enviados a la atmósfera exterior de la estructura afectada.
Fig. 1
Fig. 2
Figs. 1 y 2 Grupos tácticos realizando aberturas para ventilación vertical,
muy necesaria cuando el fuego ha comprometido el entretecho. Nótese
los equipos de respiración portados por todos los integrantes.
Publicado por www.bomba18.cl
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Fig 3 En caso que sea necesario realizar alguna operación en la
techumbre o cubierta, un buen truco es clavar la punta de la
halligan para usarla cómo punto de apoyo para el pie.
Fig 4 Lo mismo para el caso de la escala de gancho sobre un techo con poca pendiente.
La ventilación así realizada es bastante efectiva, pero depende completamente del buen
“ojímetro” del grupo táctico en escoger el lugar adecuado para efectuar la abertura y de la
dirección del viento.
La principal consideración es que, el personal que debe subir al techo para realizar las
correspondientes operaciones, está dirigiéndose a un lugar potencialmente muy peligroso,
siendo además la operación de abrir aberturas muy consumidora de energías y tiempo.
Se debe hacer notar que no es conveniente utilizar el término “desteche”, ya que algunos
bomberos toman el término al pie de la letra y levantan innecesariamente la cubierta completa de la estructura.
Al ventilar una estructura, además de mejorar la atmósfera interior, para los potenciales
ocupantes, se disminuye grandemente la posibilidad de un flash-over o combustión súbita
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generalizada, esto se debe a que al ingresar aire fresco se reduce la temperatura de los
materiales combustibles.
Lo anterior se consigue con cualquier método utilizado para ventilar una estructura afectada por un incendio, es decir ventilación natural, ventilación por chorros de agua en neblina, ventilación por presión positiva, etc.
Un problema que suele presentarse es que una vez que se evacuan los humos y calor
hacia el exterior, los remanentes quedan aun en el interior, enfriándose lentamente y depositándose en los bienes que podrían estar aún en buen estado.
EXTRACTORES
Para solucionar lo anterior, se inició alrededor de 1930 el uso de los extractores eléctricos,
para evacuar los humos y calor desde una estructura afectada, este sistema, aún ampliamente ocupado hoy día, confía en que el espacio desde donde se desea extraer los productos de la combustión sea relativamente sellado, con sólo dos aberturas, una para colocar el extractor y por donde saldrán los humos y calor, y otra abertura relativamente alejada para que ingrese el aire de renovación.
Fig 5 Extractor de humo, nótese pieza de aluminio para enrollar cable, la misma que sirve de
base inferior para darle al extractor un ángulo
que permite cubrir adecuadamente una puerta.
El principal inconveniente de esta técnica es su alto grado de ineficiencia, esto se debe al
hecho que normalmente existen múltiples entradas de aire en lugares no visibles a simple
vista, por lo que el aire de renovación no realiza el circuito mas largo que es el ideal, sino
que ingresa por las aberturas más cercanas al extractor.
Adicionalmente, el extractor debe estar en el interior de una atmósfera enrarecida, lo que
afectará su mantención y peor aún, se convierte en un obstáculo para quienes transiten
por sus cercanías.
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VENTILACIÓN POR PRESIÓN POSITIVA (VPP)
Cómo una forma de resolver los problemas existentes, tanto por la ventilación vertical natural, cómo por la mediante extractores, los bomberos de Los Angeles, California, empezaron a experimentar en 1959 con el uso de ventiladores bencineros.
Estos tienen entre otras ventajas sobre los eléctricos, el no depender de un generador ni
cordones eléctricos, tienen mayor flujo de aire y al ser usados exteriormente no constituyen un obstáculo para los bomberos.
Por otro lado, al presurizar toda la estructura, permiten que el aire inyectado siga preferentemente la dirección de la mayor abertura de salida, aumentando de esta manera el
rendimiento del circuito de renovación de aire.
Debido a lo anterior, se ha aprovechado los antiguos extractores cómo ventiladores, con
pequeñas modificaciones, consistentes principalmente en dotarlos de una pieza que permita su uso desde el suelo al darle un ángulo de levantamiento.
Fig 6 Extractor con aditamento para permitir ángulo sobre la horizontal.
Si bien es una medida de “parche” permite obtener un buen rendimiento de un equipo ya
disponible en muchas compañías.
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OPERACIÓN
La VPP aprovecha la tendencia de los fluidos de moverse desde una zona de alta presión
a otra de baja presión.
Para lograr una mayor presión en la estructura, se debe impedir que el aire inyectado escape a la atmósfera, para ese fin se debe cubrir con el cono de aire generado por el ventilador toda la apertura de inyección seleccionada, ver Figs 7, 10 y 11.
Fig 7 Presión positiva en el interior, mantenida mientras la abertura de salida sea menor o ligeramente mayor a la de entrada. Nótese el cono de aire
cubriendo y sellando la puerta.
Para el trabajo bomberil, esto implica que la VPP se puede realizar al mismo tiempo que
el ingreso a la estructura del grupo táctico de ataque, es decir cómo el aire de mayor presión es un aire fresco y que permite una buena visibilidad, se puede encontrar con mayor
rapidez el foco principal del incendio.
Al mismo tiempo se mejora la atmósfera para quienes puedan estar aún en el interior,
haciéndola más respirable y de menor temperatura.
Si bien existe el inconveniente que los motores de combustión agregan monóxido de carbono (CO) a la atmósfera siendo renovada, esto pasa a un segundo lugar ante la ventaja
ganada por los grupos tácticos en cuanto a ubicación del foco del incendio debido a la
mejora en 180º de la visibilidad.
Es claramente más alta la concentración de CO producido por el incendio mismo, normalmente una estructura sometida a una VPP adecuada al cabo de 4 minutos tiene su
concentración de monóxido a menos de 50 partes por millón (ppm) la que si bien no es la
ideal es bastante inferior a la del incendio. La máxima permitida para largas permanencias
es de 25 ppm.
Paradójicamente, los ventiladores con motor de combustión mantienen niveles más bajos
de monóxido que los de motor eléctrico, esto se debe al alto flujo de aire entregado por
los primeros. Existe un accesorio para desviar los gases del motor, pero se complica un
poco la puesta en marcha del ventilador.
En todo caso, la VPP NO es reemplazo de los equipos de respiración autónoma (ERA),
los bomberos nunca deben operar sin equipo de aire, incluso en las labores de remoción.
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Un bombero asfixiado o con principio de asfixia es algo que debiera ser parte del pasado,
la existencia de esos casos es por lo general un indicador de un pobre nivel de entrenamiento y también de baja conciencia del OBAC por el bienestar de sus subalternos.
Por aumentar el oxígeno de la atmósfera interior, las llamas se intensificarán, pero serán
prontamente extinguidas por la facilidad de dar con su punto de origen.
Fig 8 Grupo de ataque ingresando mientras se desarrolla la
VPP, nótese cómo el cono de aire cubre toda la puerta escogida.
Una vez controlado el foco principal del incendio, se debe proceder a abrir o cerrar puertas y ventanas en la secuencia adecuada según corresponda, para acelerar la evacuación
de los productos de la combustión desde la estructura afectada.
Fig 9 Secuencia de apertura y cierre de puertas y
ventanas, permite evacuar los humos y otros en
segundos, antes que se enfríen.
El ventilador puede quedar desatendido una vez que ha sido posicionado, quedando ese
bombero disponible para otras operaciones.
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Fig 10 Flujo de aire en el interior de una estructura sometida a VPP, nótese
que el cono de aire formado por el ventilador cubre toda la puerta.
El ventilador debe estar entre 1,5 a 2,5 mts de la abertura.
Fig 11 Nótese las cintas de papel agitadas por el viento. Cuando apuntan hacia afuera
indican que la abertura de salida es demasiado pequeña o que el cono de aire del ventilador no está cubriendo toda la abertura, se debe corregir el ángulo, la distancia o la
abertura de salida.
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Fig 12 Forma del flujo de aire, cada rectángulo marcado es de 30 x 60 cms.
Fig 13 Análisis computacional del flujo de aire desde un VPP. Esta figura y la anterior
ayudan a comprender el porqué de la distancia entre el ventilador y la puerta para obtener
un buen sellado de la misma y evitar lo que ocurre en la Fig 11.
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VENTILACIÓN EN SUBTERRÁNEOS Y OTROS ESPACIOS CONFINADOS.
En muchas ocasiones, los subterráneos no tienen una apertura opuesta a la que se desea
utilizar para instalar el ventilador o -a veces- el extractor.
Cómo solución se debe usar dos ventiladores, uno dispuesto directamente en la puerta,
sin formar el cono de aire, sino que enviando directamente la corriente de aire apuntando
hacia la mitad inferior de la apertura de manera que los gases calientes sean evacuados
por la mitad superior de la puerta.
Los gases así enviados al interior de la estructura son a continuación evacuados por el
segundo ventilador, el que está presurizando toda la estructura dirigiendo los productos
de la combustión hacia afuera.
Una alternativa para solucionar esto, es mediante el uso de las mangas de extracción
como medio de inyectar aire hasta el recinto donde se están generando los humos y calor,
de esta manera el aire ingresa por este ducto y los productos de la combustión saldrán
por el pasillo por donde se ha dispuesto dicho ducto.
Ciertamente, este sistema no se puede utilizar cuando la temperatura es demasiado elevada, pero es una buena opción en situaciones no tan extremas.
Otra opción, especialmente cuando se desea ventilar atmósferas tóxicas, es la utilización
de la económica manga de nylon, esta puede ser mantenida en el carro en rollos de hasta
80 metros y recortada en el lugar a la longitud adecuada.
Fig 14 Ventilador, manga enrollada y correa.
Fig 15 Bomberos desplegando la manga,
nótese bichero embutido en el rollo.
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Fig 16 Ventilador y manga en operación.
VENTILACIÓN EN EDIFICIOS DE ALTURA
Es en estas estructuras donde la cantidad de ocupantes que pueden verse afectados por
un incendio hace que el logro de una atmósfera respirable para los ocupantes sea vitalmente crítica.
La principal causa de muerte en edificios de altura durante los incendios, es la asfixia por
inhalación de gases tóxicos, principalmente el monóxido de carbono (CO).
En este tipo de incendios la VPP también se ha demostrado varias veces superior al uso
de extractores de humo.
La corriente de aire generada por un ventilador tiene suficiente presión como para permitir
ventilar hasta un piso 20 con un ventilador cubriendo el acceso principal del edificio, aplicando los mismos criterios de distanciamiento entre acceso y ventilador que en estructuras mas bajas.
Para obtener con prontitud una buena atmósfera interior, se debe presurizar rápidamente
la caja de escalas para, mediante la apertura o cierre de las puertas y ventanas correspondientes, se envíe al exterior los productos de la combustión con rapidez y se mantenga pasillos con una atmósfera adecuada.
En la figura inferior, se puede apreciar un edificio siendo ventilado aprovechando las dos
cajas de escalas que este tiene, una para el ingreso de aire fresco y la otra para evacuar
los humos y gases.
En el caso de un edificio de una sola caja de escalas, se inyecta aire a esta y se abre la
puerta y ventanas que correspondan (siguiendo la secuencia mencionada anteriormente)
del departamento afectado y/o del pasillo del piso o pisos afectados.
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En el caso de edificios de mayor altura, se debe colocar ventiladores adicionales en serie,
siempre en el primer piso, para compensar la caída de la presión del aire por el excesivo
recorrido.
Fig 17 Ventilación de caja de escalas, nótese los
ventiladores en serie o tándem (uno tras otro) para
sumar sus presiones de salida.
VENTILACIÓN DE ESTRUCTURAS DE ALTO VOLUMEN
Un ejemplo típico de este tipo de estructuras lo constituyen los estacionamientos subterráneos de malls, estaciones de ferrocarriles subterráneos (metro), bodegajes, etc.
Fig 18 y 19 Edificios
de bodegajes.
Fig 19
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En estos casos se debe entregar un caudal de aire más elevado que el que se aplica en
construcciones más compartimentalizadas.
Para lograr lo anterior, los ventiladores deben usarse de manera tal que sus caudales de
aire se sumen, la forma obvia de lograrlo es usándolos uno al lado de otro, es decir en
paralelo, tal cómo se ve en la figura 20, abajo.
Fig 20, ventiladores trabajando en paralelo, sus caudales se suman,
permitiendo ventilar rápidamente un recinto de alto volumen.
En el caso de un estacionamiento subterráneo, el acceso para los vehículos debe ser utilizado como el punto de escape del aire que se está enviando, es decir, los ventiladores
deben inyectar aire por la puerta principal del edificio, de modo que el circuito que siga el
aire fresco sea; puerta principal / hall / caja de escalas / puerta al subterráneo / estacionamientos subterráneos / acceso para vehículos / calle.
Ese circuito es muchísimo más eficiente que poner un ventilador en el acceso de vehículos funcionando como extractor, lo que además hará que el ventilador se ensucie y su
filtro de aire se tape.
Cómo ventaja adicional, se presuriza la caja de escalas, lo que permite también ventilarlas.
Nunca utilizar la VPP cuando hay condiciones de backdraft, es decir cuando la estructura
está con una alta temperatura y bajo contenido de oxígeno. En esta situación el resultado
obvio será una explosión de humo, con resultados que pueden ser incluso fatales.
Lo aconsejable en estos casos es aplicar un chorro en neblina a través de alguna pequeña apertura y durante un corto lapso de tiempo, no superior a 30 segs.
Nunca escoger cómo salida alguna ventana de una pieza donde puedan haber ocupantes
atrapados o bomberos, el fuego y humo se dirigirán hacia ellos.
La ventilación por presión positiva es una técnica más a disposición de los bomberos y
como tal debe ser practicada adecuadamente para poder aprovecharla de manera segura
durante algún incendio.
El autor, Jaime Núñez Sotomayor (42), es Técnico en Construcción, Analista de Riesgos Industriales para
Compañías de Seguros. Fue bombero por 20 años en una compañía de zapadores, agua y rescate del Cuerpo de Bomberos de Viña del Mar, donde entre otros, fue Inspector General de Material Menor e Inspector
General de Capacitación, ex - instructor ANB, puede ser contactado en [email protected], o en el
fono 09-8810758.
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ventilación por presión positiva

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