SISTEMAS CONTRA INCENDIOS DE ALTA EFICACIA CON AGUA FINA MISTRIZADA BASADOS EN TECNOLOGÍAS AEROESPACIALES.

SISTEMAS DE EXTINCIÓN DE INCENDIOS ALTAMENTE EFICACES CON AGUA DE PULVERIZACIÓN FINA A BASE DE TECNOLOGÍA CHECA AEROESPACIAL..

KARPYSHEV Alexander Vladimirovich, Candidato de Ciencias Técnicas
SEGAL Mikhail Davydovich, Doctor en Ciencias Técnicas
STEPANCHIKOV Vladimir Ivanovich, Candidato de Ciencias Químicas

SISTEMAS CONTRA INCENDIOS DE ALTA EFICACIA CON AGUA FINA DE APRISAL BASADOS EN TECNOLOGÍAS AEROESPACIALES

Fuente: revista «Special Equipment& #187; N° 2 2006

Según la Dirección General del Servicio Estatal de Bomberos del Ministerio de Situaciones de Emergencia de Rusia, durante ocho meses de 2005 se registraron más de 143.568 incendios en la Federación de Rusia. 10.980 personas murieron en incendios, incluidos 460 niños, y 8.562 personas resultaron heridas en incendios. Las pérdidas materiales provocadas por los incendios ascendieron a casi 60 mil millones de rublos. Las ciudades representaron el 67,2% del número total de incendios, el 60,5% de los daños materiales, el 57,7% de las pérdidas estimadas, el 57,5% del número de personas muertas en incendios y el 69,7% de los heridos. El mayor número de incendios se registró en el sector residencial: su participación en el número total de incendios en Rusia fue del 72,8% y los daños materiales, del 39,7% [1].

En términos de número de muertes Por cada mil incendios, Rusia ocupa el primer lugar en el mundo, superando la misma cifra en Estados Unidos en 33 veces y en Inglaterra en 38 veces.

El informe estatal del Ministerio de Situaciones de Emergencia de Rusia «Sobre el estado de protección de la población y los territorios de la Federación de Rusia contra emergencias naturales y provocadas por el hombre» señaló que debido a la reducción en el número de unidades del Servicio Estatal de Bomberos, el El alto desgaste de los equipos de extinción de incendios y el deterioro de la situación en las carreteras han disminuido los indicadores de respuesta rápida a los incendios emergentes.

El tiempo medio de llegada del primer cuerpo de bomberos al lugar de llamada aumenta constantemente y asciende a más de 8 minutos en las ciudades, más de 19 minutos en las zonas rurales.

Cabe señalar que estos son algunos indicadores promedio que pueden diferir significativamente en las grandes ciudades. Debido a la situación extremadamente difícil del tráfico en Moscú y a las violaciones masivas de las normas de estacionamiento de vehículos, el tiempo hasta la llegada de los equipos de bomberos y el inicio de las operaciones de combate para extinguirlos puede ser bastante largo, lo que conduce a un fuerte aumento del área de ​el fuego.

En cuanto a la situación en otros sectores de la economía, podemos observar un creciente riesgo de incendio en la industria, la construcción, la energía, las comunicaciones, el transporte, la minería y las instalaciones de procesamiento de minerales. Esto se debe tanto al uso de cantidades significativas de sustancias y compuestos inflamables como al desgaste progresivo de los equipos (en varias industrias, el desgaste de los activos fijos alcanza entre el 70 y el 90%), el deterioro de la disciplina tecnológica. y una disminución de las calificaciones del personal en instalaciones de producción potencialmente peligrosas.

Los grandes incendios ocurridos en Moscú (la residencia de la Universidad de la Amistad de los Pueblos, el edificio del Teatro de Variedades, el Tribunal de Arbitraje, el Manege) demostraron que es necesario reequipar los servicios y departamentos de bomberos con equipos cualitativamente nuevos. Estos equipos sólo pueden crearse sobre la base de altas tecnologías con la participación de los recursos y el potencial científico del complejo militar-industrial.

En este sentido, los desarrollos nacionales de nuevos sistemas de extinción de incendios altamente efectivos con pulverización fina el agua juega un papel especial.

Basándose en los últimos avances de la tecnología espacial y de cohetes, los especialistas han creado tecnologías de extinción de incendios dinámicas de gas con agua finamente pulverizada, que son significativamente superiores a los análogos conocidos y a una serie de instalaciones existentes que han demostrado su eficacia en funcionamiento.

El desarrollo más famoso es la instalación de extinción de incendios de mochila RUPT-1-0 ,4 (foto 1), diseñada para la rápida extinción de incendios de sustancias sólidas inflamables, líquidos y gases inflamables, así como para extinguir incendios de equipos eléctricos. bajo voltaje hasta 36 kV.

La instalación utiliza el principio de aceleración dinámica del gas de un flujo bifásico (agua — aire) finamente atomizado (el tamaño promedio de las gotas de agua es de aproximadamente 100 micrones), lo que permite extinguir rápidamente los incendios en una etapa temprana de ignición con muy alta eficiencia.

La instalación se caracteriza por sus reducidas dimensiones y peso (unos 20 kg cuando está completamente equipada), su sencillez y fiabilidad de funcionamiento, su constante disponibilidad para el trabajo y su absoluta seguridad medioambiental. Como líquido extintor de incendios se utiliza agua corriente o agua con un agente espumante en una cantidad de aproximadamente 12 litros. La instalación funciona con una bombona de aire comprimido de 2 litros con una presión de trabajo de 300 atm, similar a las utilizadas en los aparatos respiratorios de los bomberos, que permite crear un chorro de líquido finamente atomizado con un alcance de hasta 15 m.

Foto 1. Instalación de extinción de incendios de mochila RUPT-1-0.4

Durante las pruebas de certificación de la instalación en Rusia y en el extranjero, se confirmó que la instalación se puede utilizar con éxito para la liquidación:

• incendios de materiales combustibles sólidos con un área de combustión de hasta 61 m2, que corresponde al área de un apartamento promedio, incluida la combustión sin llama; durante estas pruebas se extinguió un incendio en el apartamento con 9 litros de líquido;
• incendios de líquidos inflamables (gasolina, queroseno, heptano, aceites diversos, etc.) con una superficie de hasta 7,3 m2, y en caso de derrames, un área aún mayor, mientras que las pruebas mostraron que 9 litros de agente extintor son suficientes para extinguir más de 200 litros de gasolina encendida
• incendios de equipos eléctricos con voltaje de hasta 36 kV desde una distancia superior a 1 m.

Estas propiedades de la instalación la distinguen favorablemente de los medios de extinción de incendios existentes, ya que permiten:

• evitar la inundación del local con grandes cantidades de agua y evitar por completo daños secundarios, que son especialmente importante para incendios en el sector residencial, cuando se extingue un incendio en un apartamento promedio y el derrame posterior consume hasta una tonelada de agua;
• llevar a cabo la extinción de incendios en presencia de personal, lo cual queda excluido cuando se utilizan sistemas de extinción de incendios con gas, polvo y aerosol;
• realizar una rápida extinción de incendios en instalaciones eléctricas sin cortar el suministro eléctrico.

La instalación RUPT-1 -0.4 se puede utilizar con éxito para aumentar la protección contra incendios de instalaciones industriales, edificios y locales residenciales, oficinas, instituciones culturales, tiendas, instituciones sanitarias, así como en lugares concurridos donde se encuentran polvo, gas y los agentes extintores de incendios en aerosol no se pueden utilizar antes de evacuar a las personas.

La instalación es eficaz para su uso en todas las empresas donde se utilizan o producen líquidos inflamables, así como en garajes, depósitos de combustible, gasolineras y aparcamientos. Las pruebas especiales contra incendios realizadas en Francia demostraron que la instalación con un suministro de agua de 9 litros es capaz de apagar completamente un turismo en llamas en 3 a 4 minutos.

Una ventaja particularmente importante de la instalación es la capacidad de apagar equipos eléctricos sin cortar la fuente de alimentación. Esto, en primer lugar, permite ahorrar tiempo en caso de incendio y, en segundo lugar, evitará el fallo de costosos equipos electrónicos y eléctricos, lo que es inevitable cuando se utilizan sistemas de extinción de incendios en polvo o aerosol.

Según los datos estadísticos sobre la zona del incendio cuando llegan los bomberos, se puede argumentar que casi el 90% de todos los incendios se pueden extinguir con éxito utilizando la instalación RUPT, lo que evitará daños materiales importantes.

La instalación cuenta con un certificado europeo, uno ruso de seguridad contra incendios, medalla de oro en el 48º Salón Mundial “Bruselas-Eureka 99” y el 28º Salón Internacional (abril de 2000, Ginebra), así como el Premio de la Gobierno de la Federación de Rusia para 2000.

Actualmente se han creado y probado nuevos medios técnicos de extinción de incendios con agua finamente pulverizada, que pueden encontrar la aplicación más amplia en diversas instalaciones económicas y, lo más importante, en instalaciones de energía y transporte.

Como resultado de un complejo trabajo de investigación y desarrollo, se creó un extintor de incendios de emulsión de aire altamente efectivo, que genera un chorro de líquido finamente atomizado con un alcance de hasta 7 a 8 m, lo que permite extinguir incendios de sustancias sólidas de rango hasta 6 A (incluso durante la combustión sin llama), líquidos inflamables hasta 183 V y equipos eléctricos bajo tensión de hasta 1 kV. El peso del extintor totalmente equipado es de 9 kg, el volumen de agente extintor es de 6 litros (foto 2).

Foto 2. Emulsión de aire
extintor de incendios

¿La temperatura de funcionamiento del extintor está entre –30ºC? a +50? C. El agente extintor utilizado en el extintor es seguro para las personas, lo cual se confirma mediante el certificado de higiene correspondiente.

En mayo de 2005 se llevaron a cabo por primera vez pruebas de incendio de un extintor en un túnel del metro de Moscú con una tensión de funcionamiento en el carril de contacto de 825 V CC. El objetivo de las pruebas fue confirmar experimentalmente la total seguridad del uso de un extintor de incendios al extinguir incendios bajo tensión. Durante las pruebas se encendieron fuegos (trapos empapados en queroseno) debajo de la caja protectora del carril de contacto y en la base rígida de la vía debajo del carril de contacto. El operador extinguió el incendio desde una distancia de 2 m del carril de contacto, sin utilizar ningún equipo de protección personal. Todos los incendios se extinguieron con éxito en aproximadamente 25 segundos.

Para una extinción rápida, son suficientes incendios grandes y derrames de líquidos inflamables con un área de más de 30 — .De 40 m2 se ha desarrollado una instalación de extinción de incendios con agua finamente pulverizada, que se desplaza sobre ruedas, con un suministro de agua o agente extintor de hasta 50 litros. Las características hidrodinámicas básicas de un flujo de líquido finamente atomizado en este dispositivo son similares a las de una mochila. El uso de dicho dispositivo permite no solo extinguir rápidamente incendios de clases A, B y E, sino también usarlo en combinación con un aparato respiratorio portátil AIR, que le permite pasar al menos una hora en el origen del incendio. .

Para llegar rápidamente al foco del incendio, se ha desarrollado un camión de bomberos de primeros auxilios (AFV) basado en el chasis del vehículo Gazelle, que es un complejo de pequeño tamaño y gran movilidad para extinguir los incendios más frecuentes. El vehículo está equipado con un monitor portátil y boquillas portátiles para el suministro de líquido extintor fino, instalaciones de mochila RUPT y equipos auxiliares y de rescate. El suministro de agua o líquido extintor es de 350 litros, los barriles proporcionan el suministro de agente extintor con un caudal de hasta 2 l/s con un alcance de hasta 30 m. La motobomba permite extraer agua. una fuente externa. Tripulación de combate: 5 personas.

Extinción de incendios con agua finamente rociada en instalaciones nucleares y con riesgo de radiación

Debido a la particular agudeza de la percepción del público sobre el peligro de contaminación radiactiva de las empresas de la industria nuclear, en este artículo prestaremos atención a algunas características de la extinción de incendios en las empresas de la industria nuclear y a la posibilidad de utilizar dispositivos técnicos que generen chorros de agua finamente atomizada y agentes extintores de incendios finamente atomizados.

La singularidad del riesgo de incendio de las empresas de esta industria en comparación con otras industrias está determinada por los siguientes factores:

• la realización de tareas de extinción de incendios no debe provocar perturbaciones o pérdida de control y gestión de la instalación del reactor por motivos de seguridad nuclear y radiológica;
• en algunos casos, dificultad o imposibilidad de acceso al lugar del incendio (peligro de radiación, necesidad de equipos de protección especiales, estancia limitada );
• la necesidad de mantener un cierto nivel de sellado de las carcasas protectoras de las instalaciones nucleares y peligrosas por radiación (NRHF) para limitar la liberación de radiactividad al medio ambiente. Incluso un incendio menor en instalaciones industriales vulnerables (reactor nuclear, planta radioquímica (RCP), instalaciones de almacenamiento de combustible nuclear gastado) puede provocar una liberación incontrolada de materiales radiactivos a la atmósfera;
• restricciones en la elección de los medios que se pueden utilizar para la extinción de incendios. La aparición de cantidades excesivas de agua durante la extinción de incendios en algunas áreas de unidades de energía nuclear, instalaciones de reactores de investigación, conjuntos críticos, instalaciones de almacenamiento de elementos combustibles puede afectar las características neutrónicas de las instalaciones y, en algunos casos, conducir a una reacción en cadena autosostenida;
• Durante el proceso de extinción es posible la formación de residuos radiactivos “secundarios”, lo que también requiere un manejo especial, en particular, debe ser analizado y posteriormente aislado.

Un análisis de la situación de los incendios en las empresas nucleares en Rusia muestra que sigue siendo bastante compleja. Así, en los últimos cinco años se han producido 27 incendios en centrales nucleares. El mayor número de incendios se produjo en las centrales nucleares: Novovoronezh — 8, Kursk — 7 y Smolensk — 6. En 1999, se registraron 4 incendios: en las centrales nucleares de Kursk, Kalinin, Smolensk y Novovoronezh. Al mismo tiempo, en la central nuclear de Kalinin, 3 personas murieron en un incendio, 1 sufrió quemaduras de grado III-IV y 3 fueron envenenadas por productos de combustión. En 1993 se produjo un incendio en la planta radioquímica del Siberian Chemical Combine en Tomsk-7 para el procesamiento de elementos combustibles gastados[3 – 5].

De 158 incendios en centrales nucleares con reactores de agua ligera, Alrededor del 25% de los incendios podrían tener consecuencias asociadas al peligro nuclear. En el 9% de los incendios se suprimió una función del equipo relacionada con la seguridad. En el 16% se produjo un incendio que podría haber dañado los equipos relacionados con la seguridad si no se hubiera detectado y extinguido rápidamente [4, 5].

Las zonas más peligrosas de las centrales nucleares incluyen salas de cables, salas de máquinas y elementos de equipos eléctricos. El principal material combustible en el primer caso es el aislamiento del cable, en el segundo, el aceite de turbina, y en todos los casos la cantidad de material combustible en una habitación se mide en toneladas, y el área de combustión posible se mide en decenas e incluso cientos de cuadrados. metros. Una característica común del desarrollo de un incendio en las instalaciones consideradas es la liberación de una gran cantidad de humo que contiene productos tóxicos.

La mayoría de las veces, los incendios ocurren debido a mal funcionamiento y violaciones de las reglas de operación de las instalaciones eléctricas (26.1 %), durante trabajos en caliente (21,4 %), por manejo descuidado del fuego (17,8 %), por equipos tecnológicos (13,8 %), electrodomésticos (13,2 %), es decir, en la mayoría de los casos por causas que podrían haberse evitado [ 4].

Todas las empresas del ciclo del combustible nuclear en su sentido amplio incluyen las instalaciones potencialmente peligrosas para las centrales nucleares ya mencionadas anteriormente, como líneas de cables, cuadros de distribución, etc., con sus características características de extinción de incendios.

Según Para muchos especialistas, el agua finamente pulverizada es el medio más eficaz y prometedor para extinguir incendios en las centrales nucleares, principalmente en las salas de máquinas, entrepisos y pasos de cables, en las salas con equipos llenos de aceite y en las instalaciones de las centrales eléctricas diésel.

La alta eficiencia del uso del sistema de extinción de incendios de mochila RUPT quedó demostrada durante las pruebas de incendio para extinguir cables eléctricos en el polígono de pruebas de VNIIPO. Durante las pruebas se encendieron dos haces de cables, cada uno compuesto por 10 trozos de cable con un diámetro de 25 mm (aislamiento de PVC) y una longitud de 3,5 m. Los haces se colocaron uno encima del otro en un plano horizontal y se encendieron con ayuda. gasolina. El tiempo de combustión libre fue de unos 3 a 5 minutos. La extinción se realizó con agua del grifo sin aditivos. Como resultado de las pruebas, los haces de cables se apagaron con 6,5 litros de agua durante aproximadamente 25 s. Repetir no se observó ningún incendio durante las pruebas.

Las empresas industriales cuentan con un número importante de locales equipados con equipos electrónicos y eléctricos con presencia permanente de personal, incluidos sistemas de seguimiento y control. Para tales locales, el uso de sistemas de extinción de incendios por gas recomendados por los documentos reglamentarios requiere equipo especial para evitar la exposición del personal. Por ejemplo, colocar elementos de equipo (unidades, consolas, paneles) en gabinetes sellados especiales equipados con sistemas modulares de extinción de incendios por gas. Gracias a la total seguridad de las instalaciones de extinción de incendios con agua finamente pulverizada, es posible extinguir rápidamente un incendio sin necesidad de evacuar previamente al personal, lo que es especialmente importante desde el punto de vista del mantenimiento de la seguridad nuclear y radiológica de la instalación, ya que en un número de locales se requiere la presencia constante de personal.

Al mismo tiempo, la extinción del incendio se realiza con un mínimo consumo de agua, lo que evita daños secundarios y fallos del equipo.

Es importante señalar que, de acuerdo con el procedimiento establecido, las unidades del Servicio Estatal de Bomberos pueden comenzar a extinguir instalaciones con voltajes de 0,36 kV y superiores solo después de apagar el equipo eléctrico. Al mismo tiempo, en algunos casos es imposible desconectar todos los equipos y cables eléctricos en la zona y en los accesos a la zona del incendio debido a las condiciones de suministro de energía y la seguridad de la instalación del reactor. Tal parada puede provocar la pérdida de control y gestión de la instalación del reactor, la imposibilidad de enfriar el reactor, así como la inoperancia de los sistemas de emergencia y de las instalaciones de extinción de incendios.

Pruebas de la instalación de mochila RUPT en Los stands eléctricos especiales de Mosenergo OJSC y el Instituto de Investigación de NT del Instituto de Aviación de Moscú confirmaron la seguridad eléctrica de la instalación con voltaje CA de hasta 36 kV.

Una confirmación del carácter prometedor del uso de tecnologías para generar chorros de líquido finamente atomizados para instalaciones de la industria nuclear es que el procedimiento para utilizar sistemas de extinción de incendios con agua finamente atomizada para varias instalaciones de la central nuclear está consagrado en el documento reglamentario publicado recientemente «Protección contra incendios de Plantas nucleares. Normas de diseño” — NPB 114-2002 [6].

Según este documento, se recomienda suministrar agentes extintores finamente atomizados (agua atomizada y finamente dispersada, espuma aeromecánica) en forma de Potentes chorros pulsados ​​con bajo consumo de agentes extintores para la protección contra incendios:

• tanques de aceite de las unidades de turbina y bombas de alimentación (intensidad de riego 0,2 l/m2 s);
• instalaciones de aceite del cilindro de alta y baja presión de la turbina (intensidad de riego no inferior a 0,3 l/m2 s);
• transformadores, autotransformadores (intensidad de riego 0,2 l/m2 s).

Los equipos contra incendios son importantes en la industria para reducir el tiempo entre la aparición de un incendio y el inicio de su extinción. Se trata de instalaciones automáticas de extinción de incendios por rociadores y diluvios.

Las instalaciones de extinción de incendios de mochila y móviles con agua finamente pulverizada se pueden utilizar como medio adicional de extinción de incendios en caso de avería de las instalaciones automáticas (o como medio adicional de extinción de incendios). medios de localización de un incendio), así como en ausencia de agua en las bocas de incendio.

En la tabla. 1 muestra las posibilidades de utilización de estas instalaciones en la industria nuclear [2 – 5, 8].

Conclusión

Muchos expertos nacionales y extranjeros creen que las más prometedoras son las tecnologías de extinción de incendios que utilizan agua finamente pulverizada. Actualmente se están desarrollando a un ritmo acelerado.

Nuestro país tiene una importante base científica y tecnológica en esta área gracias al uso de los últimos logros de las tecnologías aeroespaciales nacionales.

Un mayor desarrollo Los trabajos sobre tecnologías de extinción de incendios con agua finamente pulverizada permitirán:

• mantener el liderazgo mundial en el campo de la creación de los últimos sistemas de extinción de incendios;
• reequipar los departamentos de bomberos del Ministerio de Situaciones de Emergencia de Rusia con los últimos equipos de extinción de incendios, lo que aumentará la eficiencia de la extinción de incendios y reducirá los daños materiales causados ​​por los incendios;
• reducir el riesgo de aparición y desarrollo de grandes incendios en empresas e instalaciones potencialmente peligrosas (empresas de complejos de combustible y energía, centrales nucleares e instalaciones del ciclo del combustible nuclear, empresas químicas y petroquímicas), así como instalaciones de sistemas de soporte vital;
• implementar medidas para mejorar la protección contra incendios de las instalaciones del metro, túneles de transporte y edificios y estructuras de gran altura.

El desarrollo exitoso de la base científica, tecnológica y productiva para la creación de nuevos sistemas de extinción de incendios. basado en altas tecnologías nacionales será una contribución significativa para garantizar la seguridad de la Federación de Rusia, aumentará el prestigio del estado en el escenario mundial, garantizará la utilización y el desarrollo de una serie de empresas nacionales de alta tecnología.

Tabla 1. Posibilidad de utilizar dispositivos técnicos que generan chorros de agua finamente atomizada para la extinción de incendios en la industria nuclear

Literatura

1. Sitio web del Servicio Estatal de Bomberos del Ministerio de Situaciones de Emergencia de Rusia. mchs.gov.ru
2. Karpyshev A.V., Dushkin A.L., Segal M., Stepanchikov V.I. Instalaciones de extinción de incendios por agua nebulizada de alta eficiencia basadas en tecnologías aeroespaciales. Cuestiones de seguridad en situaciones de emergencia. vol. 4, M., 2003.
3. Lartsev S.G., Paskevich D.V. Seguridad contra incendios en centrales nucleares del Ministerio del Interior de Rusia GUGPS. Sitio web: “Publicaciones. «.
4. Mikeev A.K. Protección contra incendios de centrales nucleares. M.: Energoatomizdat, 1990, 431 págs.: ill.
5. Mikeev A.K. Incendios en instalaciones con riesgo de radiación. Hechos. Conclusiones. Recomendaciones. M., 2000, 346 pp.: ill.
6. Protección contra incendios de centrales nucleares. Estándares de diseño. NPB 114-2002.
7. Normas de seguridad contra incendios para la operación de centrales nucleares (NPB-AS-95).
8. Seguridad del ciclo del combustible nuclear. Agencia de Energía Nuclear. Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos. OCDE, 1993.