Protección contra Incendios – Sometiendo el plástico a prueba

En lo que respecta a la protección contra incendios, la investigación muestra que no todos los contenedores intermedios compuestos para productos a granel (CIBC, por sus siglas en inglés) se fabrican de la misma manera.

Los despachantes y fabricantes buscan siempre maneras más sencillas y más eficientes de trasladar los productos. Más de dos décadas atrás, el uso de contenedores intermedios para productos a granel (IBC, por sus siglas en inglés) o “totes” cambiaron la industria de la manipulación de materiales. Los contenedores IBC, que pueden almacenar 25 por ciento más de líquidos en esencialmente el mismo espacio de almacenamiento que la carga de una paleta de cuatro tambores de 55 galones (208 litros), son contenedores portátiles reutilizables que habitualmente se usan para enviar productos químicos, en lugar de los tambores de metal, compuestos, o de plástico. Como su nombre lo indica, tienen un tamaño intermedio, son más grandes que los tambores pero no tanto como los tanques para almacenamiento.

Definiciones Importantes sobre Contenedores y Líquidos

• Contenedor intermedio para productos a granel (Departamento de Transporte, DOT)
  – Mas de 119 galones (450 litros), hasta 793 galones (3.000 litros)
• Grupos de embalajes del Departamento de Transporte para contenedores CIBC
  – Peligro medio: Grupo de embalaje II, punto de inflamación momentánea inferior a 73 ºF (23 ºC), punto de ebullición superior a 95 ºF (35 ºC)
  – Bajo peligro: Grupo de embalaje III, punto de inflamación momentánea superior a 73 ºF (23 ºC), punto de ebullición inferior o igual a 141 ºF (60,5 ºC)
• Líquido inflamable (NFPA 30)
  – Punto de inflamación momentánea inferior a 100 ºF (37,8 ºC)
• Líquido combustible (NFPA 30)
  – Punto de inflamación momentánea superior o igual a 100 ºF (37,8 ºC)
• Clase II: Punto de inflamación momentánea superior o igual a 100 ºF (37,8 ºC), pero inferior a 140 ºF (60 ºC)
• Clase IIIA: Punto de inflamación momentánea superior o igual a 140 ºF (60 ºC), pero inferior a 200 ºF (93 ºC)
• Clase IIIB: Punto de inflamación momentánea superior o igual a 200 ºF (93 ºC)

Los contenedores IBC pueden estar hechos de muchos materiales distintos, entre ellos un compuesto de plástico y acero. Los contenedores CIBC son contenedores combinados fabricados de manera que el tanque interior que contiene el líquido esté encajado en una estructura de sostén interna separada durante el transporte, almacenamiento y uso. El recipiente interior es un contenedor impermeable generalmente fabricado con polietileno de alto peso molecular y de alta densidad (HDPE, por sus siglas en inglés) a un espesor nominal de alrededor de 0,06 a 0,12 pulgadas (1,5 a 3,0 milímetros) o de 100 milésimas de pulgada. La estructura externa puede estar hecha de diversos materiales distintos, entre ellos acero, plástico, fibra aglomerada o madera. Los contenedores CIBC que se usan para almacenar materiales peligrosos deben tener la capacidad de resistir las pruebas hidrostáticas, de filtraciones, de apilamiento y caída exigidas por las autoridades federales e internacionales. Debido a que el plástico reduce los costos de almacenamiento, es fácil de manipular, garantiza que el producto mantenga su calidad y resiste la corrosión, los contenedores CIBC generalmente se consideran la mejor opción en contenedores.

Entre los usuarios de contenedores CIBC están los fabricantes de líquidos peligrosos. Actualmente, existe una creciente preocupación de las autoridades reguladoras y aseguradores respecto a que el almacenamiento de líquidos peligrosos en contenedores de plástico es un anatema para una adecuada protección contra incendios. Temen que las múltiples fallas en cascada de diversas unidades utilizadas para líquidos inflamables y combustibles podrían fácilmente desbordar la capacidad de los sistemas de protección contra incendios, provocando la destrucción del depósito de almacenamiento.

En 2006, la Fundación de Investigación en Protección contra Incendios (FPRF, por sus siglas en inglés) llevó a cabo un estudio con el fin de determinar si la manera en que los contenedores CIBC están actualmente listados y etiquetados, y el modo en que los criterios de protección se hallan especificados, ayudaría a prevenir dichos incidentes.

Pruebas de incendio en contenedores CIBC

Cuando la industria comenzó a contemplar que los contenedores CIBC fueran sometidos a pruebas de incendio, no tenía certeza sobre los criterios de desempeño apropiados. En respuesta a las inquietudes de los fabricantes, aseguradores y autoridades responsables del cumplimiento de las normas, sobre el modo de proteger contra incendios a estos grandes contenedores, el Comité Técnico de la NFPA sobre Almacenamiento en Depósitos y Contenedores, creó el Anexo E para NFPA 30, Código de Líquidos Inflamables y Combustibles. El Anexo E era un protocolo de prueba recomendado para el desarrollo de sistemas de protección para contenedores que almacenan líquidos. Este protocolo, que puede ser aplicado por cualquier industria para planificar y someter a prueba los criterios de protección, fue adoptado por primera vez en la edición 1996 del código NFPA 30.

Entre el año 1996 y el año 2000, la industria de los contenedores CIBC se asoció con la Fundación de Investigación en Protección contra Incendios con el fin de llevar a cabo una serie de pruebas de incendio. Se investigaron los mecanismos de falla, se evaluó la disposición de paletas y estanterías, se identificaron los criterios de protección y se desarrollaron métodos de prueba normalizados.

Un aspecto importante del programa de la FPRF fue el desarrollo de un programa de listado que permita a los fabricantes y agencias de pruebas y listado externas someter a prueba y aprobar los contenedores IBC para su potencial almacenamiento en depósitos. Como parte de las pruebas, se desarrolló un método de pruebas de incendio a escala reducida y se hizo un escalonamiento hacia los resultados de una gran variedad de pruebas, que dio a los fabricantes la posibilidad de contar con dos métodos distintos para someter a prueba sus contenedores IBC. El método de prueba resultante constituye la norma UL 2368, Pruebas de Exposición al Fuego de los Contenedores Intermedios para Productos a Granel para Líquidos Inflamables y Combustibles.

Como resultado de estas pruebas a gran escala y la promulgación del método de prueba de UL, la edición 2000 de NFPA 30 adoptó las tablas de los criterios de protección de los contenedores IBC almacenados en paletas y estanterías para líquidos de Clase II y Clase III, que permite el almacenamiento ilimitado de contenedores CIBC cuando se cumplan todos los requisitos para un almacenamiento protegido. Si el almacenamiento de líquidos en un edificio será considerado como protegido, deben aplicarse los criterios de protección obligatorios incluidos en el Capítulo 16 de la edición 2008 de NFPA 30. Estos criterios son específicos para el tipo de contenedor, clase de líquido almacenado y configuración del almacenamiento. Como parámetros adicionales se incluye la altura del sitio de almacenamiento y el edificio, así como las tasas de aplicación del sistema de supresión de incendios mediante agua o espuma requeridas para el control de incendios de la vida real. Si no se cumple con estos criterios, se considera que el edificio está desprotegido y la mayoría de los contenidos del sector cercado por barreras cortafuego probablemente se perderán en el caso de producirse un incendio.

También se agregó la definición de contenedores CIBC (ver recuadro lateral). Las unidades deben estar listadas y etiquetadas por UL, es decir, clasificadas de acuerdo con lo establecido en la norma UL 2368.

Nuevas pruebas que contemplan aspectos rezagados

Casi una década después de que NFPA 30 reconociera a los contenedores CIBC, estos se usan de manera relativamente generalizada para almacenar líquidos combustibles e inflamables, aunque hay sólo un fabricante que actualmente produce contenedores CIBC clasificados por UL. ¿Cuál es el motivo?

Con frecuencia se mencionan la falta de aplicación y control por parte de los funcionarios responsables del cumplimiento del código y la falta de reconocimiento de los CIBC clasificados por UL por parte de la industria de los seguros. Se percibe además que no hay demasiada diferencia entre un contenedor listado y un contenedor no listado, excepto por el costo. Es también complejo para un inspector de incendios saber cuál es la diferencia entre los dos, aunque su desempeño ante un incendio es significativamente distinto. Sólo inspeccionando minuciosamente las marcas que están en la parte externa puede verse la clasificación de una unidad que ha sido sometida a pruebas de incendio.

En respuesta a una serie de incendios con grandes pérdidas que involucraron contenedores CIBC, en el año 2005, el Laboratorio de Salud y Seguridad del Reino Unido sometieron a pruebas de incendio contenedores CIBC llenados con alcoholes y combustibles diésel de alto punto de inflamación momentánea. (Los resultados se describen en “Desempeño en Incendios de los Contenedores IBC Compuestos”, de G. Atkinson, Informe del Laboratorio de Salud y Seguridad FR/05/09, Derbyshire, Reino Unido, 30 de octubre de 2005.) Las pruebas determinaron que el incendio de un líquido de alto punto de inflamación momentánea puede provocar fallas en el contenedor más rápidamente que en el caso de un incendio en líquidos de bajo punto de inflamación momentánea, y que los contenedores llenados con combustibles podrían presentar fallas más rápidamente que aquellos llenados son agua, lo que hizo que surgieran nuevas inquietudes en la industria de los seguros.

La FPRF respondió a la solicitud de mayores datos, mediante la organización de un grupo formado por las partes interesadas, en 2005, con el fin de tratar estas inquietudes y percepciones. El programa fue llevado a cabo en dos fases.

Fase 1: Pruebas en líquidos combustibles

La evaluación de Fase 1 incluyó tres pruebas en arreglos de almacenamiento en paletas llevadas a cabo en el Laboratorio de Investigación de Southwest, San Antonio, Texas. El objetivo era determinar si los contenedores CIBC no listados, que almacenaban líquidos combustibles, podían ser protegidos. Los investigadores eligieron un escenario de almacenamiento en depósitos, de 30 pies (9 metros) de altura. Los contenedores CIBC llenados con aceite mineral de foca, un líquido de Clase IIIB, fueron apilados colocando dos a lo ancho por dos a lo largo por dos a lo alto. El incendio de exposición se hizo en una cubeta cuadrada de 14 por 14 pies (4 x 4 metros) que contenía aceite mineral para sellar con un punto de inflamación momentánea de 270 ºF (132 ºC).

Los contenedores CIBC de 275 galones (1.041 litros) usados tenían un frasco interno de HDPE envuelto por una capa externa de acero galvanizado. La única área sin recubrimiento de acero galvanizado era el sector de la tapa del orificio de llenado, ubicada en la parte superior.

La Prueba 1 se llevó a cabo con rociadores de respuesta estándar para 286 ºF (141 ºC), que descargaban 0,60 galones por minuto/pie cuadrado (2 litros por minuto/metro cuadrado). Varios contenedores CIBC presentaron fallas aproximadamente 3 minutos después de ser expuestos a un incendio sostenido en conductos de ventilación.

La Prueba 2 se diseñó con el fin de permitir un funcionamiento más rápido de los rociadores y una supresión mejorada del incendio en los conductos de chimenea, utilizando espuma formadora de película acuosa (AFFF, por sus siglas en inglés), descargada a través de rociadores de respuesta estándar para 155 ºF (68 ºC). El incendio se extinguió aproximadamente 2 minutos después de que se activara el primer rociador, y uno de los contenedores CIBC sufrió pequeñas perforaciones y ninguna pérdida sustancial de aceite.

La Prueba 3 se propuso con el fin de repetir la Prueba 2 con cabezas de rociadores para 286 ºF (141 ºC), pero los resultados quedaron inconclusos debido a inconvenientes en la configuración de la prueba.

Fase 2: Pruebas en líquidos combustibles

El objetivo de la Fase 2 era responder a tres interrogantes que no fueron respondidos luego de las pruebas de Fase 1. ¿Tendrían los contenedores CIBC listados una mejor resistencia al fuego en situaciones de incendio idénticas? ¿Representan las pruebas en cubetas una amenaza de incendio más severa para los contenedores que los incendios a cielo abierto, del tipo de los ocurridos en depósitos, aplicados en el proceso de listado de los contenedores CIBC? Y ¿tendrían los contenedores CIBC llenados con líquidos combustibles un desempeño en la resistencia al fuego diferente al de aquellos llenados con agua?

La Prueba 1 de la Fase 2 repitió el escenario de las cubetas que usaba contenedores IBC listados, en lugar de unidades no listadas. Varios de los contenedores IBC mostraron claras exfiltraciones durante el incendio y una inspección posterior a las pruebas reveló que cinco de los contenedores sufrieron severas fallas. Si bien los tiempos de falla no pudieron ser determinados con exactitud, no se observaron diferencias significativas entre los resultados de esta prueba y los resultados de la Prueba 1 de la Fase 1. Ello indicaba que la exposición a un incendio de charco es más severa que la exposición a un incendio de piso que se aplicó en las pruebas de la FPRF previas y se adoptó como un método de evaluación alternativo en la norma UL 2368.

La Prueba 2 se llevó a cabo de acuerdo con lo establecido en el método de pruebas variadas de la norma UL 2368, utilizando los contenedores IBC clasificados por UL llenados con agua en la que flotaba heptano. Cuarenta y tres segundos después de la ignición, funcionaban dos rociadores, los únicos dos que iban a funcionar durante la prueba. Los resultados de esta prueba fueron completamente distintos a los obtenidos en la Prueba 1. La observación posterior a la prueba mostraba tres contenedores IBC dañados. Uno tenía una leve exfiltración por una ranura que provocaba la exudación del líquido almacenado. Otro presentaba perforaciones en la parte superior del contenedor, por encima del nivel del líquido. Y la tapa del orificio de llenado de un tercero se había quemado.

La tercera prueba fue una repetición de la Prueba 2 y se usaron contenedores IBC clasificados por UL llenados con aceite mineral. El objetivo era observar si el aceite tenía algún efecto en los mecanismos de falla o en los tiempos de falla. El primer rociador funcionó 27 segundos después de la ignición. Funcionaron un total de cuatro rociadores, tres de los cuales lo hicieron en el rango de 28 a 38 segundos y el arreglo mantuvo su integridad estructural.

Tres unidades resultaron dañadas. Una unidad inferior se fundió y se quemó hasta la parte superior, por encima del nivel del líquido. Otra unidad presentaba exfiltraciones en la válvula y alrededor de la válvula de descarga. Una tercera unidad presentaba una pequeña exfiltración en la parte frontal que se produjo cuando se hinchó por causa del calor, provocando que el papel aislante de la cerámica interna dentro del contenedor CIBC se desprendiera en la costura. Se produjo una grieta por la tensión cuando el plástico descubierto fue expuesto a la carcasa externa caliente.

Los contenedores CIBC de las Pruebas 2 y 3 no cumplieron con los criterios sobre exfiltraciones de UL, que requieren que no haya pérdida de líquido por debajo del nivel completo del líquido del contenedor CIBC. Los contenedores CIBC listados, suministrados para estas pruebas, aparentemente diferían en los detalles de construcción en relación con las unidades originalmente sometidas a prueba, los cuales probablemente contribuyeron a provocar las fallas. Los investigadores determinaron que las secciones del papel aislante de la cerámica interna deberían superponerse de manera que no se desprendieran y expusieran el plástico descubierto al contenedor de metal externo.

Las Pruebas 2 y 3 esencialmente cumplieron con todos los criterios de desempeño restantes, establecidos en NFPA 30. Los investigadores no observaron diferencias significativas en el desempeño de los contenedores llenados con agua y aquellos llenados con aceite; conjeturaron que el papel aislante de los contenedores CIBC listados disminuía la temperatura que los frascos de plástico alcanzaron durante las pruebas. La temperatura de los frascos parece ser un una variable importante que afecta las tasas de falla rápida que se observaron en los frascos de HDPE llenados con aceite, utilizados en las pruebas llevadas a cabo en el Reino Unido.

El código NFPA 30 es una reglamentación sobre líquidos inflamables y combustibles de carácter obligatorio en muchas jurisdicciones de los Estados Unidos. Las ocupaciones que almacenan o usan contenedores CIBC están sujetas a las limitaciones significativas en el almacenamiento no protegido, excepto cuando:

• Los contenedores CIBC estén listados y etiquetados de acuerdo con lo establecido en la norma UL 2368 o en un procedimiento de prueba equivalente,
• Se utilicen configuraciones de almacenamiento aprobadas,
• Se provea una adecuada protección contra incendios, particularmente cielorrasos de materiales de alta densidad y sistemas para supresión de incendios en estanterías, y
• El almacenamiento se limite a líquidos de Clase II y III.

Una década de pruebas ha demostrado la reacción de los contenedores CIBC a las grandes amenazas de incendio. Los investigadores han desarrollado métodos de prueba alternativos y cuantificado sus diferencias, y han mostrado las diferencias entre los diseños individuales de los contenedores CIBC, que constituyen la razón fundamental para la adopción del requisito de pruebas de incendio en almacenamientos y de listado. Los contenedores CIBC requieren cierto grado de resistencia inherente al fuego cuando está claramente definido que van a usarse para almacenar líquidos combustibles. La investigación también ha demostrado la efectividad de las opciones de protección que usan agua o espuma formadora de película acuosa. Los últimos informes sobre pruebas de incendio en contenedores CIBC pueden ser descargados desde la página web de la FPRF.

Las continuas pruebas de incendio y la mayor experiencia en el campo puede modificar el modo en que los grandes contenedores son listados y etiquetados, y la manera en que son especificados los criterios de protección. Todo profesional en protección contra incendios involucrado en la manipulación y el almacenamiento de líquidos debería mantenerse informado sobre este importante tema.

Por: Joseph L Scheffey
Recopilado y enviado por: Haward Méndez Asohazmat

Joseph L Scheffey, director de Investigación, Desarrollo, Prueba y Evaluación (RDT&E, por sus siglas en inglés) de Hughes Associates, Inc., es miembro del Comité Técnico de NFPA 30 sobre Almacenamiento y Depósito de Contenedores y Tanques Portátiles. Contribuyeron en el presente artículo Michael Snyder de Dow Corning Corporation; Christina Francis de la Compañía Procter and Gamble; Robert Benedetti, personal de enlace de la NFPA con el Comité Técnico de NFPA 30 y Kathleen Almand, directora ejecutiva de la FPRF.