La nostalgia es muy bonita como recuerdo, pero no es útil como solución.
Un caballo jalando una carreta puede ser una imagen romántica. Sin embargo, cuando necesitamos transportar miles de toneladas de mercancía utilizamos tractocamiones, barcos, trenes y aviones.
Las necesidades cambian y la tecnología cambia con ellas.
El problema es que no todas las tecnologías evolucionan a la misma velocidad.
En los sistemas contra incendio ocurre exactamente lo mismo.
Mientras las instalaciones industriales y los centros de distribución se han vuelto cada vez más grandes, altos y automatizados, las soluciones utilizadas para protegerlos tienen que recorrer un camino mucho más lento: investigación, pruebas de incendio a gran escala, desarrollo de nuevos sprinklers, listados, aprobación y, finalmente, incorporación de nuevos criterios en normas y estándares.
Y en medio de esos dos ritmos se encuentra el diseñador.
Los almacenes comenzaron a crecer hacia arriba
Durante muchos años, un almacén de 24 o 28 ft de altura era completamente normal.
Un estudio publicado por Savills en 2018 analizó propiedades industriales de más de 100,000 ft² en el área de Toronto y encontró una tendencia muy clara: la altura libre promedio pasó aproximadamente de 16 ft en edificios construidos durante la década de 1970, a 22 ft en los ochenta, 24 ft en los noventa, 28 ft en los 2000 y aproximadamente 36 ft en los desarrollos de la década de 2010.
Aunque esos datos corresponden específicamente al mercado de Toronto y no deben interpretarse como un promedio universal, muestran bastante bien la transformación que ha ocurrido en los centros de almacenamiento.
La razón es relativamente sencilla.
El terreno cuesta dinero.
Si tenemos la posibilidad de almacenar más producto dentro de la misma superficie construida, crecer verticalmente puede ser mucho más eficiente que seguir aumentando el área de la nave.
La automatización, los sistemas de almacenamiento y recuperación automatizada, los equipos modernos de manejo de materiales y el crecimiento del comercio electrónico han acelerado todavía más esta tendencia. Hoy es común encontrar desarrollos logísticos nuevos con alturas libres de 36 y 40 ft. Proyectos recientes publicados por CBRE, Prologis y otros desarrolladores muestran edificios modernos con 40 ft de altura libre como una característica habitual del inmueble.
Y la pregunta inevitable para nosotros es:
¿qué pasa con la protección contra incendio cuando el edificio sigue creciendo?
La protección de almacenamiento también tuvo que evolucionar
Durante buena parte de la historia de los sprinklers, los criterios de almacenamiento no estuvieron contenidos dentro de NFPA 13 como los conocemos actualmente.
NFPA 231 se ocupaba del almacenamiento general y NFPA 231C del almacenamiento en racks. Ambas normas fueron retiradas alrededor de 1999 durante una importante reorganización de los documentos de almacenamiento. La información de diseño de sprinklers terminó incorporándose a NFPA 13 y otros requerimientos fueron trasladados a NFPA 230.
Desde entonces, NFPA 13 ha crecido considerablemente.
Un artículo de SFPE describe cómo lo que originalmente era un conjunto relativamente sencillo de curvas de diseño terminó convirtiéndose en numerosos capítulos dedicados a almacenamiento, incorporando métodos CMDA, CMSA, ESFR y diferentes opciones dependiendo de commodity, arreglo, altura de almacenamiento y características del sprinkler.
Esto es importante porque a veces hablamos de la evolución del sprinkler como si solamente hubiera cambiado su K-factor.
En realidad cambió todo el problema.
Cambió la mercancía.
Cambió la cantidad de plástico.
Cambió el empaque.
Cambió el pallet.
Cambió la configuración del rack.
Cambió la altura del almacenamiento.
Y cambió la altura del techo.
De 30 a 40 y después a 45 ft
Conforme los almacenes crecieron, aparecieron sprinklers capaces de proporcionar mayores descargas y desarrollar gotas con características adecuadas para penetrar columnas térmicas cada vez más intensas.
Durante muchos años, hablar de almacenamiento alto nos llevaba naturalmente a escenarios del orden de 30, 35 y 40 ft.
Después llegaron opciones para edificios de 45 ft.
Pero aquí aparece una condición que nunca deberíamos olvidar:
la altura no trabaja sola.
No existe una regla que diga:
“Este sprinkler protege edificios de 45 ft.”
La protección depende simultáneamente de variables como:
- commodity,
- altura de almacenamiento,
- altura de techo,
- arreglo del almacenamiento,
- ancho de pasillo,
- tipo de rack,
- sistema húmedo o seco,
- orientación del sprinkler,
- K-factor,
- presión de operación,
- presencia o ausencia de in-rack sprinklers.
Por eso dos edificios exactamente de la misma altura pueden necesitar soluciones completamente diferentes.
¿NFPA se quedó en 40 o 45 ft?
Yo también tenía esa impresión durante algún tiempo.
Pero al revisar las versiones actuales, la respuesta es no.
NFPA 13 ya contiene criterios que alcanzan alturas mayores bajo determinadas configuraciones.
Por ejemplo, documentación oficial relacionada con la Tabla 24.3.3 de NFPA 13 muestra opciones para rack storage de commodities Clase I, II y III que llegan a almacenamiento de 50 ft bajo techos de hasta 55 ft, utilizando sprinklers K33.6 en sistemas secos y bajo condiciones específicas de diseño.
Esto no significa que NFPA permita proteger cualquier almacén de 55 ft utilizando únicamente sprinklers de techo.
Significa algo muy diferente:
existen configuraciones concretas respaldadas por criterios específicos que permiten llegar hasta esas alturas.
Esa distinción es fundamental.
FM también ha seguido empujando ese límite
FM ha desarrollado una cantidad importante de investigación y pruebas de incendio relacionadas con almacenamiento.
Su Data Sheet 8-9 contiene actualmente una sección dedicada específicamente a ceiling-only sprinkler protection para techos superiores a 40 ft.
La Tabla 17b incluye configuraciones de almacenamiento sólido, paletizado, shelf, bin-box y ciertos open-frame racks con commodities hasta Clase IV y cartoned unexpanded plastics, bajo determinadas condiciones. Entre las opciones aparecen techos máximos de 50 y 55 ft, con sprinklers K22.4, K25.2, K28.0 y K33.6 dependiendo del escenario.
Pero nuevamente aparecen las restricciones.
Estas opciones no aplican indiscriminadamente a cartoned expanded plastics ni a todos los plásticos expuestos. FM además establece condiciones sobre altura de almacenamiento, ancho de pasillos, tipo de sistema y características específicas del sprinkler.
Ésa es precisamente la razón por la que no debemos convertir “55 ft” en una nueva regla general.
Es simplemente otra herramienta disponible dentro de un conjunto muy específico de condiciones.
¿Y qué pasa cuando el edificio supera esas alturas?
Aquí es donde el problema comienza a ponerse particularmente interesante.
Hoy existen edificios industriales y sistemas automatizados que pueden superar ampliamente los 50 ft.
Sin embargo, eso no necesariamente significa que exista una solución convencional de sprinklers únicamente a nivel de techo para cualquier tipo de almacenamiento.
En muchos almacenes altos, los racks pueden convertirse en parte de la solución.
Los in-rack sprinklers permiten acercar la descarga de agua al incendio y reducir la distancia que existe entre el fuego y la primera línea efectiva de protección.
En ciertos diseños, una línea superior de in-rack sprinklers puede incluso modificar la manera en que se evalúa hidráulicamente la protección del techo. FM contempla configuraciones donde la protección dentro de racks permite tratar de manera distinta la distancia vertical que debe enfrentar el sistema superior.
Eso explica por qué un almacén de 60 ft con racks cuidadosamente diseñados puede ser, desde el punto de vista de protección, un problema diferente a un edificio de la misma altura donde se pretende almacenar producto directamente sobre piso.
El escenario difícil: edificios altos sin racks
Aquí existe una condición que cada vez debemos observar con mayor cuidado.
Algunas operaciones quieren edificios muy altos por flexibilidad futura, maquinaria, proceso, almacenamiento eventual o simplemente porque así fue concebida la nave.
Pero después colocan almacenamiento sólido o paletizado sobre piso.
Entonces podemos encontrarnos con algo como:
25 ft de producto debajo de un techo de 50 ft.
A primera vista podría parecer que tener más espacio es mejor.
Para el sprinkler, no necesariamente.
La separación excesiva entre el almacenamiento y el techo afecta la dinámica del incendio y puede colocar al sistema fuera de los escenarios bajo los cuales determinados diseños fueron probados.
NFPA reconoce precisamente que en almacenamiento existen límites de altura de techo asociados a ciertos sprinklers y configuraciones. A diferencia de muchas ocupaciones convencionales, en storage no podemos asumir que un techo más alto sea irrelevante.
Por eso altura de almacenamiento y altura de edificio deben evaluarse juntas desde el inicio del proyecto.
La prueba de incendio es la que manda
Aquí aparece una realidad que a veces olvidamos cuando diseñamos.
Las tablas que vemos en NFPA o FM no nacieron simplemente de una ecuación.
Muchas de ellas representan años de experiencia, investigación y pruebas de incendio a gran escala.
Y esas pruebas cuestan muchísimo dinero.
Se construyen racks.
Se compra commodity.
Se instala piping.
Se instrumenta el ensayo.
Se provoca el incendio.
Se mide activación, temperatura, descarga, propagación y daño.
Y después se determina si el sistema fue capaz de controlar o suprimir el incendio bajo esas condiciones.
Por eso la industria de protección contra incendio no puede evolucionar exactamente al ritmo al que un desarrollador decide aumentar cinco pies la altura de su siguiente edificio.
La arquitectura puede decir:
“Hagámoslo de 55 ft.”
Pero para nosotros la pregunta debe ser:
“¿Qué esquema de protección ha demostrado funcionar a 55 ft para este commodity, esta configuración y esta altura de almacenamiento?”
Son conversaciones completamente diferentes.
El edificio debería hablar con el sistema contra incendio desde el principio
Ésta probablemente sea la lección más importante.
La protección contra incendio no debería aparecer al final del diseño del almacén.
Si el cliente quiere un edificio de 45, 50 o 55 ft, las preguntas sobre protección deberían comenzar en ese mismo momento:
¿Qué se almacenará?
¿A qué altura?
¿En racks o sobre piso?
¿Qué commodity tendremos?
¿Habrá plásticos?
¿Qué ancho tendrán los pasillos?
¿Se permitirán in-rack sprinklers?
¿Qué suministro de agua tendremos disponible?
¿Existe una opción NFPA?
¿Existe una opción FM?
¿Necesitaremos un sprinkler específicamente listado para ese escenario?
Esperar hasta que el edificio esté construido para responder estas preguntas puede limitar drásticamente las alternativas.
El siguiente salto
Probablemente los edificios seguirán creciendo.
Los sistemas automatizados pueden utilizar cada vez mejor el volumen disponible y el costo del terreno continuará impulsando la búsqueda de mayor densidad de almacenamiento.
La protección contra incendio también seguirá evolucionando.
Nuevos K-factors.
Nuevas tecnologías.
Nuevas configuraciones.
Nuevas pruebas.
Nuevos criterios.
Pero existe una diferencia fundamental entre una nueva necesidad de la industria y una solución de protección contra incendio técnicamente demostrada.
El hecho de que podamos construir más alto no significa automáticamente que podamos proteger de la misma manera más alto.
Ésa es probablemente la conversación que debemos tener cada vez con mayor frecuencia.
Porque el problema ya no es solamente decidir cuántos sprinklers instalar.
Es entender qué ocurre cuando la arquitectura, la logística y la protección contra incendio evolucionan a velocidades diferentes.
Y como siempre:
Primero entendamos el problema, después revisaremos la norma.
Ing. Eduardo López
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