Calculador de agente limpio
Carga de agente para sistemas de extinción gaseosa por inundación total. Cumple NFPA 2001 (halocarbonos y gases inertes) y NFPA 12 (CO₂). Datos del agente y tabla atmosférica conforme a las ediciones vigentes.
NFPA 2001 (§5.5.3 / §A.5.6) NO exige FS > 1.0 sobre la masa de agente si se cumple el ensayo de retencion (Door-Fan Test, NFPA 2001 Anexo C / ISO 14520-1). Lo que cubre la "ausencia de factor de seguridad" en NFPA 2001 es el Door-Fan Test, no un multiplicador menor a 1.
Use FS > 1.0 (tipicamente 1.10-1.30) cuando: el mandante o aseguradora lo exige por contrato, hay reserva para re-flooding, o no se ejecutara Door-Fan Test.
NO se permite FS < 1.0: generaria carga de agente insuficiente para extincion.
Nota: el factor 1.30 de Clase B ya esta incluido en la concentracion minima (no se aplica dos veces).
| Sub-volumen | Largo (m) | Ancho (m) | Alto (m) | Area (m²) | Vol. (m³) |
|---|---|---|---|---|---|
| TOTAL | 0.00 | 0.00 | |||
Explicaciones detalladas
¿Que es la concentracion de diseño C?
Concentracion volumetrica (% v/v) que debe alcanzarse uniformemente. NFPA 2001 §5.4.2:
- Clase A: §5.4.2.2 — segun listado UL/FM del fabricante (UL 2166). Para FK-5-1-12 los listados antiguos dan 4.2-4.7%; los modernos suelen exigir 5.0-5.3%.
- Clase B: §5.4.2.1 y §5.4.2.3 — C = cup-burner extinguishing concentration × 1.30 (n-heptano de referencia).
- Clase C (electricos): se trata como Clase A; verificar agente no conductor.
AMDC vs FDC (NFPA 2001 A.3.3.10)
AMDC (Adjusted Minimum Design Concentration) = MEC × factor de seguridad. FDC (Final Design Concentration) = AMDC corregido por temperatura y altitud. La masa "con altitud" en esta calculadora es proporcional al FDC.
¿De donde sale el volumen especifico s?
NFPA 2001 §5.5.1.1 da s = K1 + K2·T(°F) en imperial. Esta calculadora usa la forma SI s = K1' + K2'·T(°C) con coeficientes derivados, validados contra las tablas A.5.5.1 imperial.
¿Por que dividir por (100−C)?
Balance de masa para mezcla agente + aire. Al alcanzar C% de agente, el aire desplazado ocupa (100−C)% del volumen original. La masa requerida resulta W = (V/s) × C/(100−C).
Tasa minima de descarga
NFPA 2001 §5.7.1.1 exige descarga al 95% de C en ≤10 s. La tasa minima es masa total / 10 s. Esta es solo una referencia para dimensionar la red; el calculo hidraulico real (longitudes, diametros, coeficientes) es necesario para verificar el tiempo efectivo en cada boquilla.
¿Que NO calcula esta herramienta?
- Calculo hidraulico de la red (NFPA 2001 §5.7).
- Cobertura por boquilla (usar listado UL/FM).
- Tiempo de retencion (door-fan test post-instalacion).
- Venteo de sobrepresion (NFPA 2001 §A.5.6).
- Bateria FACP, deteccion (NFPA 72), enclavamientos HVAC.
- Cierre de dampers y parada de ventilacion durante descarga (obligatorio).
- Productos de descomposicion HF/HCl (depende del tiempo de descarga).
Sub-volumenes: ¿cuando uno solo y cuando varios?
Si dos espacios estan abiertos entre si sin barrera que selle el agente, el volumen suma. Pero igualmente requieren boquillas dedicadas para alcanzar 95% de C en 10 s. La cantidad calculada aqui es correcta; la distribucion de boquillas viene del calculo hidraulico.
Pre-discharge time delay y alarma (espacios ocupados)
NFPA 2001 §4.3.5.6 exige retardo de descarga + alarma audible/visible en recintos normalmente ocupados, suficiente para evacuar antes de la descarga. Tipicamente 30 s. Tambien obligatorio: parada de HVAC, cierre de dampers, lock-off para mantenimiento.
NFPA 2001 (§5.5.3 / §A.5.6) NO exige FS > 1.0 sobre la masa de agente si se cumple el ensayo de retencion (Door-Fan Test, NFPA 2001 Anexo C / ISO 14520-1).
Use FS > 1.0 (tipicamente 1.10-1.30) cuando: el mandante o aseguradora lo exige por contrato, hay reserva para re-flooding, o no se ejecutara Door-Fan Test.
NO se permite FS < 1.0: generaria carga de agente insuficiente para extincion.
| Sub-volumen | Largo (m) | Ancho (m) | Alto (m) | Area (m²) | Vol. (m³) |
|---|---|---|---|---|---|
| TOTAL | 0.00 | 0.00 | |||
Explicaciones detalladas
¿Por que la formula con logaritmo?
Los inertes no extinguen por reaccion quimica: desplazan oxigeno. Por balance de masa, asumiendo que el aire sale por las fugas:
V_agente / V_recinto = ln[100/(100−C)] = 2.303·log10[100/(100−C)]
La descarga debe alcanzar 95% de C en ≤60 s (NFPA 2001 §5.7.1.2.2), no 10 s como halocarbonos.
Tiempo de descarga 60 s vs 10 s
Halocarbonos van liquidos sub-enfriados; al despresurizarse vaporizan masivamente (10 s). Inertes son gas comprimido a 200-300 bar; descarga mas controlada (60 s). Algunas ediciones permiten extender hasta 120 s en aplicaciones especificas — verifique con el AHJ.
Venteo de sobrepresion: CRITICO
Los inertes se mezclan con el aire (no lo desplazan). A 37% de IG-541, V_agente ≈ 47% del recinto. Si el recinto esta sellado, ΔP ≈ 0.47 atm = 46 kPa. Una pared liviana cede a 2-5 kPa. Por eso el venteo es obligatorio. NFPA 2001 §A.5.6.
NOAEL/LOAEL para inertes
Los inertes desplazan O2. A 37% de IG-541, O2 cae a ~13% (limite NOAEL). Entre 43-52% (LOAEL): exposicion ≤3 min con seguridad. Sobre 52% atmosfera peligrosa para vida. Tabla 1.5.1.2 NFPA 2001.
Cilindros referenciales
Volumen std por cilindro = (P × V) / P_std, donde P es la presion de almacenamiento (bar abs), V es la capacidad (L) y P_std = 1.013 bar. Por defecto: 80 L @ 300 bar = ~23.7 m³ std. Para diseño real, use catalogo del fabricante con sus presiones, volumenes y curvas de descarga.
Cierre de HVAC y dampers
Obligatorio: la descarga se compromete si el HVAC sigue funcionando (extrae el agente). Se debe enclavar parada de ventilacion + cierre de dampers de inyeccion y retorno antes de la descarga.
| Sub-volumen | Largo (m) | Ancho (m) | Alto (m) | Area (m²) | Vol. (m³) |
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| TOTAL | 0.00 | 0.00 | |||
Explicaciones detalladas
¿Por que CO2 esta en NFPA 12 y no en NFPA 2001?
NFPA 2001 cubre "Clean Agents": no dejan residuo, no conducen, son relativamente seguros para presencia humana. CO2 NO califica: su concentracion de extincion (≥34%) es letal. Por eso tiene su propio estandar (NFPA 12) con requisitos adicionales: retardos, alarmas, bloqueos, señaletica, evacuacion forzada.
Sigue siendo viable para: recintos no ocupables (silos, ductos, pintura, freidoras industriales, interior de equipos cerrados).
Superficial vs deep-seated
- Superficial: arde solo en superficie expuesta. Liquidos, solidos no embebidos. C ~34-75%. Retencion ~1 min.
- Deep-seated: arde en superficie y profundidad. Papel embalado, archivos, telas, carbon, virutas. C 50-75%. Factor 2× o mas. Retencion ≥20 min.
En duda, asuma deep-seated (mas conservador) o consulte NFPA 12 §5.4.
Material conversion factor (MCF)
El factor base 0.77-1.15 kg/m³ esta calculado para n-heptano. Otros materiales requieren mas o menos agente. Tabla 5.3.2.2 NFPA 12.
Venteo de sobrepresion
El CO2 expande de fase liquida (cilindro) a gas (recinto) ~535:1. Descarga en ~1 min. Si el recinto esta sellado, ΔP puede dañar paneles, ventanas, muros livianos. Calcule area de venteo segun NFPA 12 §5.6.
El CO2 frio se acumula en partes bajas (densidad >> aire). Considere venteo inferior para post-descarga.
Datos de los agentes (referencia)
Halocarbonos — NFPA 2001 §5.5.1
Volumen especifico s = K1 + K2·T(°C) en m³/kg. Concentraciones minimas tipicas:
| Agente | Comercial | K1 | K2 | C min A (%) | C min B (%) | NOAEL (%) | LOAEL (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| FK-5-1-12 | NOVEC 1230 | 0.0664 | 0.000274 | 4.7 | 5.85 | 10.0 | >10.0 |
| HFC-227ea | FM-200 | 0.1269 | 0.000513 | 6.25 | 8.6 | 9.0 | 10.5 |
| HFC-125 | FE-25 | 0.1650 | 0.001337 | 8.0 | 11.3 | 7.5 | 10.0 |
| HFC-23 | FE-13 | 0.3164 | 0.001175 | 16.0 | 20.0 | 30.0 | 50.0 |
Gases inertes — NFPA 2001 §5.5.2
Densidad estandar a 21°C, 1 atm:
| Agente | Comercial | Composicion | ρ_std (kg/m³) | C min A (%) | C min B (%) | NOAEL (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IG-541 | INERGEN | N2 52% / Ar 40% / CO2 8% | 1.42 | 34.2 | 39.9 | 43 |
| IG-100 | ProInert | N2 100% | 1.165 | 34.2 | 40.3 | 43 |
| IG-55 | Argonite | N2 50% / Ar 50% | 1.40 | 35.0 | 40.0 | 43 |
| IG-01 | Argon | Ar 100% | 1.661 | 38.0 | 43.0 | 43 |
Verifique siempre contra el listado UL/FM del fabricante especifico antes de cerrar el calculo. Las concentraciones Class B son MEC (cup-burner n-heptano) × 1.30 segun NFPA 2001 §5.4.2.1/§5.4.2.3.
Tabla de altitud (NFPA 2001 §5.5.4.1) - referencias chilenas
Factor de correccion atmosferica. La herramienta interpola linealmente entre puntos:
| Altitud (m) | Altitud (ft) | Factor | Referencia |
|---|
Tiempos maximos de exposicion humana - NFPA 2001 Tabla 1.5.1.2
Para diseño en recintos normalmente ocupados, el tiempo maximo de exposicion humana al agente esta limitado segun la concentracion de diseño:
| Agente | C diseño (%) | Tiempo max exposicion |
|---|---|---|
| FK-5-1-12 | ≤10.0 | 5 min (NOAEL) |
| HFC-227ea | ≤9.0 | 5 min (NOAEL) |
| HFC-227ea | 9.0–10.5 | 5 min (LOAEL) |
| HFC-227ea | 10.5–11.0 | 1.13 min |
| HFC-125 | ≤7.5 | 5 min (NOAEL) |
| HFC-125 | 7.5–10.0 | 5 min (LOAEL) |
| HFC-125 | 10.0–11.5 | 5 min |
| HFC-23 | ≤30 | 5 min (NOAEL) |
| IG-541 / IG-100 / IG-55 | ≤43 (O2 ≥12%) | 5 min (NOAEL) |
| IG-541 / IG-100 / IG-55 | 43–52 (O2 10–12%) | 3 min (LOAEL) |
| IG-541 / IG-100 / IG-55 | 52–62 (O2 8–10%) | 0.5 min |
Datos derivados del modelo PBPK aprobado por la EPA. Verifique edicion NFPA 2001 vigente. Recintos con C diseño sobre LOAEL deben considerarse no ocupables.
Lista de verificacion final del proyecto
Antes de entrega:
- Edicion NFPA 2001/12 confirmada con mandante / AHJ.
- Listado UL/FM del fabricante coincide con C usada.
- T y altitud reales del recinto (no genericas).
- Volumenes de plenum, piso falso, ductos comunicados sumados.
- Calculo hidraulico (tiempo descarga ≤10 s halo, ≤60 s inerte).
- Numero, tipo y posicion de boquillas segun listado fabricante.
- Cobertura por boquilla cumple altura y area maxima.
- Venteo de sobrepresion calculado y dimensionado.
- Deteccion (NFPA 72) integrada con FACP del sistema.
- Enclavamientos: parada HVAC, cierre dampers, retardo, alarma evacuacion.
- Pre-discharge time delay (typ. 30 s) en recintos normalmente ocupados.
- Manual release y lock-off verificados.
Durante / post instalacion:
- Pruebas de presion de tuberia (NFPA 2001 §4.3 / NFPA 12 §1.7).
- Door-fan test ejecutado y reporte tecnico firmado.
- Tiempo de retencion ≥10 min verificado (≥20 min CO2 deep-seated).
- Calibracion de boquillas y prueba funcional sin descarga (puff test).
- Capacitacion del operador del recinto.
- Manuales y planos as-built entregados.