2. 2
CONCEPTOS BASICOS:
FIRE CONTROL
Limitar el tamaño del fuego por medio de una distribución de agua,
deprimiendo o controlando el desprendimiento de calor y pre-
humedeciendo los combustibles adyacentes. En la medida de que este
control sucede, se evitan los daños estructurales al edificio.
FIRE SUPPRESSION
Reduce en forma drástica y rápida el fuego y el desprendimiento de calor
de los combustibles envueltos con la aplicación suficiente y directa de
agua a la llama o a la superficie combustible, previniendo además el
crecimiento.
3. 3
CONCEPTOS BASICOS:
Pregunta:
Porque entonces se diseñan sistemas de “Control” cuando los sistemas de
“Supresión” minimizan el fuego y los daños por humos?
La respuesta es compleja:
Un sistema de supresión requiere altos volúmenes de agua, incluyen
tuberías mas grandes, equipos de bombeos de alta capacidad y están
basados a unas circunstancias específicas de almacenamientos, alturas
de edificios, entre otras cosas.
Por otro lado, los sistemas de supresión AUN no se han desarrollado para
condiciones de “Non-Storage”
5. 5
Antes de proceder a discutir la alternativa de “Control” o “Supresión” es
importante revisar algunas propiedades fundamentales del agua como un
“agente extintor”.
El agua puede ser un agente extintor muy efectivo en la mayor parte de
los combustibles sólidos, y puede afectar el suministro de oxígeno
necesario para soportar la combustión, puede enfriar la llama y puede
modificar los combustibles envueltos. Dependiendo de la “forma” en la
aplicación de agua, es posible esperar una reducción del fuego en forma
considerable y evitar daños mayores.
AGUA
6. 6
El proceso es el siguiente:
Hay una transeferencia de calor entre el fuego y el agua aplicada, en esta
acción, cuando el agua empieza a ganar el calor desalojado por el fuego,
el control o supresión de fuego: “empieza”. Cuando la ganancia de calor
del agua es mayor que la producción de calor generado, entonces se “da”
la extinción del fuego.
Entra mas pequeñas sean las gotas de agua que entran en contacto con
el fuego, mas contundente es el intercambio de calor, porque esas gotas
se evaporan mas rápido enfriando la llama, pero estas gotas NO penetran
a la superficie del fuego. Las gotas pequeñas no son efectivas en fuegos
de “Alto-Riesgo” debido a que pueden “caer” en rociadores adyacentes
retrazando la acción de éstos.
EL AGUA COMO AGENTE EXTINTOR
7. 7
Las gotas de agua que penetran hasta la superficie de combustión son las
que están en un rango de 0.30 a 2.0 mm. Estos “rocíos” de agua son mas
efectivos en fuegos de “Alto-Riesgo” Para estos casos hay rociadores
especiales.
QUE CARACTERISTICAS AFECTAN EL DESEMPEÑO DE UN
ROCIADOR??
1. Sensibilidad Térmica
2. Temperatura de Operación
3. Tamaño de Orificio
4. Orientacion de Montaje (deflector)
5. Característica de su patrón de Mojado
6. Alguna otra Condición Especial.
EL AGUA COMO AGENTE EXTINTOR
8. 8
Basicamente porque existen diferentes condiciones de riesgo. Los
fabricantes se están moviendo en la idea de que cada vez se operen
menos rociadores para controlar o suprimir un fuego.
Ahora las zonas de diseño de rociadores van desde los 1,200 ft2, cuando
hace varios años la zona de diseño mínima era de 5,000 ft2. esto hace
que se desarrollen rociadores de diferentes tipos, orificios, orientación,
etc.,
PORQUE EXISTEN TANTOS TIPOS DE ROCIADORES
9. 9
LARGE DROP??
Es un rociador que descarga gotas grandes de agua en forma directa
sobre el fuego, desarrollado en los 70’s. Es un rociador diseñado en
modo de “control” pero que no es de “supresión” a pesar de manejar
gotas grandes de agua. Es característico ver los “dientes” mas
espaciados en el deflector, lo que permite esas gotas grandes.
ESFR??
Desarrollado a fines de los 80’s por FM-Global. Unico rociador diseñado
para suprimir fuegos.
Produce gotas grandes para penetrar en el fuego de manera rápida y
temprana. Este rociador permite en algunos casos, evitar la utilizacion de
rociadores intermedios en racks.
El rociador ESFR tiene una reglas de instalación muy específicas y
críticas para su uen funcionamiento.
TIPOS DE ROCIADORES
10. 10
HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
SIN DUDA ALGUNA no hay un concepto mas importante para un
diseño de sistemas de rociadores que la apropiada CLASIFICACION
DEL RIESGO.
El RIESGO debe ser cuidadosamente determinado para definir el tipo
de protección adecuado y concluír con el diseño del suministro de
agua ya sea para un sistema de control o supresión de fuego.
Cuando el RIESGO no se ha identificado correctamente, podríamos
tener una mala selección de tuberías, rociadores, espaciamientos,
bomba y tanque.
CLASIFICACION DEL RIESGO.
11. 11
EXISTEN MUCHOS FACTORES que afectan la clasificación del
RIESGO…
• Combustibilidad del producto (HRR)
• La cantidad de producto en el espacio
• El volúmen de ese producto
• La altura de almacenamientos
• La forma (geometría) del espacio
• La ventilación que pueda existir
• Las actividades que se presentan
• El tipo de contrucción
• Etc.-
CLASIFICACION DEL RIESGO.
12. 12
QUE DEBEMOS SABER O DEFINIR PARA TENER LA SEGURIDAD DE
QUE EL SISTEMA TRABAJARA CORRECTAMENTE ?:
• El flujo de agua necesario para combatir el fuego.
• El número de rociadores que deberán abrir (densidad)
• El espaciamiento máximo entre rociadores.
• Definir el área hidráulica remota
• Temperatura de operación del rociador
• Requerimientos de In-rack sprinklers?
• Obstrucciones
• Gabientes interiores y/o hidrantes exteriores
• Reserva de agua contraincendio
• Rociadores especiales?
HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
13. 13
OCCUPANCY CLASSIFICATION?
COMMODITY CLASSIFICATION?
NFPA menciona que la clasificación por “ocupación” está definida
por la OPERACION que tiene el edificio, en donde se evalúa área por
área, las diferentes operaciones con la cantidad de combustibilidad
(HRR) que tienen sus elementos. Tomando en cuenta la geometría y
ventilación y finalmente la interacción que puede resultar entre la
descarga de agua de un rociador en los elementos combustibles.
La clasificación por “Contenidos” se refiere a los materiales que se
almacenan en el espacio, y tienen que ver con todos los factores que
afectan su estabilidad en caso de fuego. Se analizan por formas de
almacenamiento (racks, pallets, apilados), geometria, tipo de
material, combinación de varios materiales, etc.
HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
14. 14
Existe una guía llamada “OWNER’S INFORMATION CERTIFICATE” en
donde se especifica lo siguiente:
1. Tipo de Construcción.
2. Ocupaciones especiales? Hangares, aeropuertos, terminales
marinas, plantas de generación, etc.
3. Materiales especiales que se manejan? Combustibles líquidos
aerosoles, nitratos filmicos, piroxilinas, gases comprimidos,
pallets vacios, etc.
4. Operaciones especiales? Cocinas, solventes, pinturas,
incineradores, etc.
5. Se manejan almacenes temporales en zonas de producción
mayores a 12Ft ?
6. Existen almacenamientos? Materiales, tipos, alturas, etc.
Despues de llenar el formulario, se procede a evaluar el tipo de
Riesgo.
HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
OWNER’S INFORMATION CERTIFICATE
17. 17
La clasificación de contenidos viene referenciada en NFPA-13 en el
Capítulo-12 “General Requirements for Storage”.
Se mencionan 7 tipos de clasificación de “contenidos”
• Clase I
• Clase II
• Clase III
• Clase IV
• Plasticos Grupo A
• Plasticos Grupo B
• Plasticos Grupo C
HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
COMMODITY CLASSIFICATION
18. 18
Aunque existen estas 7 clasificaciones, solo hay 5 (cinco) sets de
requerimientos de rociadores para proteger estos almacenamientos y
que están descritas en el Capítulo mencionado.
Los diferentes requerimientos de protección de contenidos, tienen
referencias en las siguientes condiciones:
El material que será almacenado
La frecuencia de ese almacenamiento
La altura y el arreglo de esos materiales
El espacio entre la parte alta de ese almacén y la
cubierta del edificio
La clasificación esta basada primariamente en el tipo y cantidad de
material almacenado y en el tipo o el producto en el que se “empaca”
HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
COMMODITY CLASSIFICATION
19. 19
GRAFICA DE DENSIDADES COMMODITIES CLASE I A CLASE IV:
HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
COMMODITY CLASSIFICATION
20. 20
Encapsulación?
Un tema relevante dentro de la clasificación de riesgo es el tipo de
“EMPAQUE”, el cual según NFPA es lo que se define como el
“Método de empacar” que consiste en hojas de plástico
completamente cerradas a los lados y en la parte de arriba de una
tarima que contiene materiales combustibles o paquetes de
materiales combustibles.
Bandas o envolturas plásticas alrededor de materiales no se
considera una “encapsulación”. Tampoco cuando un empaque
contiene agujeros que exceden el 50% del área de la cubierta, no se
considera como “encapsulado”.
La encapsulación afecta el diseño de los rociadores pero NO afecta
la clasificación del “commodity”.
HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
ENCAPSULACION
21. 21
Clasificaciones Dudosas??
Cuando hay presencia de plásticos que son tratados con aditivos o
resinas, o barnices, o quizá algunos muebles de madera que
contienen cierta cantidad de plástico, hace dificil clasificarla a
detalle.
El calor de combustión de combustibles ordinarios como papel o
madera alcanzan calores de 6,000 a 8,000 btu/lb, en cambio los
plásticos varía entre 12,000 y 20,000 btu/lb.
Cuando haya duda, podemos hacer dos cosas:
Enviar una muestra a un laboratorio o bien clasificarla con el
riesgo máximo.
Un tema similar son las Ocupaciones Mixtas, en estos casos
se deberá tomar el riesgo mayor.
HAZARD AND COMMODITY CLASSIFICATION
CLASIFICACIONES DUDOSAS
23. 23
AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
EL PRIMER DOCUMENTO Emitido por NFPA fué en 1896, se titulaba: “Rules
and Regulations of the National Board of Fire Underwriters for Sprinkler
Equipments, Automatic and Open Systems as Recommended by the
national Fire Protection Association”.
Esta publicación evolucionó convirtiendose en lo que hoy en día se le
conoce como NFPA-13 “Standard for the Installation of Sprinkler Systems”.
Los fundamentos principales siguen permaneciendo en estos últimos 100
años, lo que ha cambiado son las adaptaciones a los criterios de diseño
debido a los avances de la tecnología contra fuego.
Otro concepto que esta siendo desarrollado son las tecnologías de “water
spray protection”, “foam extinguishing agents and systems” y últimamente
“water mist suppression system”
INTRODUCCION
24. 24
AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
NFPA NO tiene una definición específica para el concepto de “sprinkler”
pero SI tiene definiciones para los distintos tipos de sprinklers.
Aunque básicamente un sprinkler es un dispositivo diseñado para
descargar agua sobre una área específica y es activado cuando el fuego
genera la cantidad suficiente de calor para abrirse.
El utilizar “elementos o filamentos térmicos” ya sea metálicos o de bulbo de
cristal , es un concepto que data de fines de 1860 y es hasta 1875 cuando el
concepto “Automático” es aceptado.
Hasta 1978 la estadística mostraba que un fuego era contenido, controlado
o suprimido con máximo 4 sprinklers operando con una efectividad del 65%.
Hoy en dia hasta el 85% de los fuegos son controlados por máximo 2
sprinklers.
INTRODUCCION
25. 25
AUTOMATIC SPRINKLER SYSTEMS
Es un combinación de un sistema de tuberías (subterráneas y/o
superficiales) que se encuentran instaladas (o no) alrededor de un edificio.
La tubería se encuentra presurizada con agua para ser utilizada
contra fuego, la cual es suministrada por una fuente suficiente en gasto y
presión adecuada para decargar por los dispositivos que estan en contacto
con la superficie a proteger.
Tipos de sistemas:
• Húmedo
• Seco
• Pre-Acción
• Diluvio.
SISTEMA DE SPRINKLERS:
26. 26
SISTEMA HUMEDO
Común
Económico
Simple
Menor Mantenimiento
En un sistema húmedo, los sprinklers están conectados a un
sistema de tuberías conteniendo agua y este sistema a su vez se
alimenta de una fuente de suministro de agua confiable y suficiente
para operar a las condiciones requeridas, lo que permite una
descarga de agua en el momento en que un sprinkler se abre.
27. 27
SISTEMA HUMEDO
El sistema humedo es el mas
simple y mas comun dentro del los
sistemas de sprinklers.
Son mayormente utilizados en
fabricas, bodegas, oficinas donde
el potencial para congelamiento no
existe.
Un sistema de tuberias humedo
puede emplear una valvula de
retencion junto con un indicador de
flujo y alarma electrica, o bien, para
para instalaciones que requieran
alarma mecanica.
28. 28
SISTEMA SECO
CARACTERISTICAS:
• Proteger areas frías
• Mayor costo de instalación
• Mantenimiento periódico alto (relativo a wet-pipe)
• Mayor limitación en Area de Diseño
En un sistema seco, los sprinklers están conectados a un sistema de
tuberías conteniendo aire o gas inerte a presión hasta el punto de válvula
(Riser) donde, este sistema a su vez se alimenta de una fuente de suministro
de agua confiable y suficiente para operar a las condiciones requeridas
29. 29
SISTEMA SECO
Los sistemas SECOS son
frecuentemente utilizados en
áreas sujetas a temperaturas de
congelamiento tales como áreas
de refrigeración y carga.
La operación del sistema es
similar a los sistemas húmedos,
excepto porque el sistema de
tuberías esta cargado con aire o
nitrógeno en lugar de agua.
El sistema esta completamente
diseñado de manera tal que su
mantenimiento sea rápido y fácil y
a su vez, que rara vez se requiera.
Todos los componentes del
sistema son de conexión rápida
(fast-acting), de uso rudo y
durables suficientes para proveer
años de operación confiable.
30. 30
SISTEMA PRE-ACCION
En este sistema los sprinklers se instalan en una tuberia sometidada a
presion (no necesariamente) la cual tiene un sistema suplementario de
deteccion instalado en la misma zona que los sprinklers.
SINGLE INTERLOCK
NON-INTERLOCK
DOUBLE INTERLOCK
31. 31
Los sistemas de pre-acción
son mayormente utilizados
para casos de descarga de
agua accidental o para
acelerar la acción de
grandes sistemas SECOS.
Instalaciones comunes
incluyen cuartos de
computo, cuartos de
control, bibliotecas y
congeladores.
SISTEMA PRE-ACCION
32. 32
SISTEMA DILUVIO
En este sistema los sprinklers son abiertos y el flujo de agua se controla por
medios electricos/hidraulicos en la valvula del riser que cuando opera se
distribuye por todo el sistema
SPRINKLES ABIERTOS
SISTEMA SUPERVISADO
CONTROL MANUAL
33. 33
SISTEMA DILUVIO
Los sistems de diluvio proveen un
rapido y total humedecimiento de
las areas protegidas y son
frecuentemente utilizados en areas
de extra-riesgo tales como hangares
aereos, plantas de generacion
electrica y plantas petroquimicas.
Los sistemas de diluvio pueden
incluir sistemas manuales,
neumaticos hidraulicos y cualquier
tipo de sistemas de relevacion
electricos.
34. 34
LINEAMIENTOS PARA INSTALAR
SPRINKLERS
1. SOLO SE PERMITE INSTALAR SPRINKLERS NUEVOS.
2. NO SE PERMITE RAYAR/PINTAR SPRINKLERS
3. LA DISTANCIA DEL SPRINKLER A UN ALMACENAMIENTO DEBE SER AL
MENOS DE 18” O DE 36” CUANDO SE TRATE DE ESFR O LARGE-DROP
4. EL DEFLECTOR DEL SPRINKLER DEBE ESTAR ORIENTADO
PARALELAMENTE A LA CUBIERTA
5. LA COVERTURA MAXIMA DE UN SPRINKLER ESPECIAL DEBE SER DE
400-SQ.FT. (EXTENDED COVERAGE)
6. PARA ZONAS GENERALES (OCUPACION) UTILICE SPRINKLER DE
TEMPERATURA INTERMEDIA
7. PARA ALMACENAMIENTOS O EXTRA-HAZZARD UTILICE SPRINKLERS
DE TEMPERATURA INTERMEDIA O ALTA.
35. 35
POSICIONES DE SPRINKLERS
LA POSICION DE LOS SPRINKLERS ESTA DETERMINADA POR LA
DISTANCIA DEL DEFLECTOR A LA CUBIERTA.
PARA CONSTRUCCIONES SIN OBSTRUCCIONES SE RECOMIENDA
INSTALARLO 12”MAX DEBAJO DE CUBIERTA
PARA CONSTRUCCIONES CON OBSTRUCCIONES DE CUALQUIER TIPO,
SE RECOMIENDA INSTALARLOS ENTRE 1” Y 6” DEBAJO DE LOS
MIEMBROS ESTRUCTURALES O BIEN HASTA 22” MAXIMO DEBAJO DE
CUBIERTA. (CHECAR EXCEPCIONES)
36. 36
LAS SIGUIENTES CARACTERISTICAS DE LOS SPRINKLERS DEFINEN SU
HABILIDAD PARA CONTROLAR O EXTINGUIR UN FUEGO:
•SENSIBILIDAD TERMICA (RESPUESTA)
•TEMPERATURA DE APERTURA
•TAMAÑO DE ORIFICIO
•ORIENTACION
•CARACTERISTICAS ESPECIALES
37. 37
OBSTRUCCION DE SPRINKLERS
LA FUNCION PRIMARIA DE UN SPRINKLER ES EL SUMINISTRAR UN ROCIO
DE AGUA A CIERTAS CARACTERISTICAS DE FLUJO/PRESION EN UN
RADIO DE COVERTURA ESPECIFICA.
CUALQUIER OBSTRUCCION EN SU OPERACION RESULTA EN UN
DESARROLLO DEFICIENTE Y LIMITA SU HABILIDAD PARA
CONTROLAR/SUPRIMIR EL INCENDIO
VERIFICAR NFPA-13 CAPITULO # 8 PARA DETERMINAR LAS DISTANCIAS Y
CLAROS MINIMOS EN LA UBICACION DE LOS SPRINKLERS CON
RESPECTO A OBSTRUCCIONES QUE PUEDAN LIMITAR SU OPERACION
38. 38
ESPACIAMIENTO DE SPRINKLERS
TYPE
OF
CONSTN
LIGHT HAZARD
ORDINARY
HAZARD
EXTRA HAZARD
HIGH PILED
STORAGE
AREA
SQ.FT.
SPACING
FT
AREA
SQ.FT.
SPACING
FT
AREA
SQ.FT.
SPACING
FT
AREA
SQ.FT.
SPACING
FT
Non-Combustible
obstructed and
unobstructed and
Combustible
unobstructed
225 15 130 15 100 12 100 12
Combustible
obstructed
168 15 130 15 100 12 100 12
40. 40
TEMPERATURAS TIPICAS DE SPRINKLERS
MAXIMUM CEILING
TEMPERATURE
TEMPERATURE
RATING TEMP.
CLASSIF.
FRAME
COLOR
BULB
COLOR°F °C °F °C
100 38
135-
170
57-77 ORDINARY
BLACK
OR
N/C
ORANGE
OR
RED
150 66
175-
225
79-107 INTERMEDIATE WHITE
YELLOW
OR
GREEN
225 107
250-
300
121-
149
HIGH BLUE BLUE
300 149
325-
375
163-
191
EXTRA HIGH RED PURPLE
375 191
400-
475
204-
246
VERY EXTRA HIGH GREEN BLACK
475 246
500-
575
260-
302
ULTRA HIGH ORANGE BLACK
625 329 650 343 ULTRA HIGH ORANGE BLACK
41. 41
SPRINKLERS DEFINIDOS POR SU DESEMPEÑO
•SPRAY STANDARD
•OLD STYLE/CONVENTIONAL
•FAST RESPONSE
•RESIDENTIAL
•EXTENDED COVERAGE
•QUICK RESPONSE (QR)
•QUICK RESPONSE EXTENDED COVERAGE (QREC)
•LARGE DROP
•EARLY SUPPRESION FAST RESPONSE (ESFR)
•OPEN SPRINKLERS
•NOZZLES
•SPECIAL SPRINKLERS
42. 42
SPRINKLERS DEFINIDOS POR SU
ORIENTACION
•CONCEALED
•FLUSH
•RECESSED
•SIDEWALL
•VERTICAL
•HORIZONTAL
•CONCEALED
•RECESSED
•PENDENT
•UPRIGHT
43. 43
SPRINKLERS DEFINIDOS POR SU APLICACION
ESPECIAL
•CORROSION RESISTANT
•DRY
•INTERMEDIATE LEVEL / RACK STORAGE
•ORNAMENTAL/DECORATIVE
•RECESSED
•CONCEALED
•FLUSH
46. 46
El suministro de agua para la lucha contra incendio es un tema primordial.
A principios de 1800 las tuberias en la ciudad eran de madera, y se utilizaban
“tapones” reservados para la protección contra incendio. Estos tapones
estaban localizados a lo largo de esas tuberías rudimentarias. Estos métodos
por supuesto no eran los mejores, pero era lo mas aproximado a lo que hoy
en día son los circuitos subterráneos de protección contra incendio.
A través del tiempo las canalizaciones de redes contra incendio se han ido
modernizando para entregar agua en el flujo requerido y a la presión
requerida.
INTRODUCCION
47. 47
El suministro de agua en condiciones adecuadas puede ser realizado en
diferentes formas:
•Un sistema de sprinklers alimentado de una red municipal
•Un sistema de sprinklers alimentado de una red especial compartida
con otros usuarios y para uso exclusivo de sistema contra incendio.
•Un sistema de sprinklers alimentado de una red autónoma.
48. 48
Cuando se tiene evaluada la forma del “suministro de agua”, se tiene que
evaluar la capacidad de ese suministro.
Un tema es la disponibilidad del suministro de agua y otro es la demanda
requerida por el sistema de sprinklers.
Los métodos para determinar el suministro de agua son:
• Prueba de flujo
• Gráfica matemática (basado en una medición)
•La selección apropiada del suministro de agua para poder combatir
un fuego, es un tema primario.
49. 49
Cuando se cuenta con una reserva de agua y un equipo de bombeo tenemos
la mitad de la información requerida para saber si ese suministro es el
adecuado.
La otra mitad de la información es tratar de determinar la demanda
requerida de agua y hacer una gráfica si el sistema disponible es el
adecuado. Es decir finalmente esto nos dirá si el equipo de bombeo es el
adecuado y si el volúmen del tanque es el requerido.
Para determinar la segunda parte de este tema, la siguiente información es
necesaria:
• Flujo requerido para controlar o suprimir el incendio
• La presión requerida para manejar el flujo
• El tiempo requerido para manejar flujo y presión hasta extinguir el
fuego.
50. 50
Cuando se tiene esta información podemos estimar y comparar los valores
de las dos partes y concluír su eficiencia.
El primer paso es determinar el tipo de sistema a evaluar.
•Húmedo, seco, pre-accion, diluvio?
•Sprinklers de respuesta estandar? Quick Response?
•Tipo de riesgo?
Vamos a realizar un ejercicio típico.
51. 51
Requerimos un sistema de protección contra incendio para controlar un
fuego que puede darse en una clasificación de riesgo tipo Ordinario Tipo-2.
Según la tabla de NFPA-13 Figura 11.2.3.1.1 “Density/Area Curves” tenemos
que un punto de diseño puede ser 0.20 gpm/ft2 sobre una superficie de
diseño de 2,000 ft2.
Sistema Tipo Húmedo.
Utilizando un sprinkler K-5.60.
Según la Tabla # 8.6.2.2.1 (b) “Protection Areas and Maximum Spacing for
ordinary Hazard”, tenemos que un sprinkler puede proteger hasta 130-ft2.
52. 52
Determinamos ahora el numero total de sprinklers para ser calculados en
esa superficio de 2,000 ft2.
# Sprinklers = Superficie / Cobertura por sprinklers
= 2,000 / 130 => 15.4 16 Sprinklers.
El flujo requerido de agua en un mundo ideal (sin considerar la resistencia o
pérdidas de presión debidas a características de fricción en tuberías) puede
ser considerada con la siguiente relación:
Qm = d x S
Qm = Flujo en GPM
d = Densidad (0.20)
S = Superficie (2,000)
53. 53
Qm = 0.20 gpm/ft2 x 2,000 ft2
Qm = 400 gpm
Si consideramos un factor que varía entre el 15 y el 25% de perdidas de
presión en la tubería, tendríamos la siguiente relación.
ETF = Qs x N x F + “Hose Allowance”
El término “Hose Allowance” viene definido en NFPA-13 y de acuerdo a
diferentes condiciones podríamos utilizar la regla general de la Tabla #
11.2.3.1.2 “Hose Stream Allowance” que dice que para un riesgo ordinario
requerimos 250 gpm adicionales. Este término tiene que ver con un flujo de
agua adicional que puede ser requerido en forma MANUAL en el combate al
incendio. Gabinetes de manguera o hidrantes exteriores pueden ser
utilizados en este propósito.
54. 54
ETF = Qs x N x F + “Hose Allowance”
ETF = Flujo estimado total, en gpm
Qs = Flujo Ideal en gpm por cada sprinkler
N = Número de sprinklers a calcular
F = Factor de fricción (utilizaremos un 20%)
HA = 250 gpm
La demanda de agua por sprinkler puede ser determinado con:
Qs = K√P
K = 5.60 (Factor del sprinkler)
P = Presión mínima de operación del sprinkler
remoto.
55. 55
La presión mínima de operación del sprinkler definida por NFPA = 7-psi.
utilizando este valor tendriamos:
Qs = K√P Qs = 5.60√7
Qs = 14.82 gpm
Si el alcance de cada rociador es de 130-ft2 como definimos anteriormente,
entonces tendríamos una densidad de :
d = Qs/Ss = 14.82/130 => 0.11 gpm/ft2
Lo cual es menor a nuestro requerimiento de una densidad de 0.20.
En este caso tendríamos que hacer una reversión para encontrar el flujo por
rociador, la cual la podemos conocer por:
56. 56
Qs = d x Ss = 0.20gpm/ft2 x 130 ft2 = 26 gpm requeridos en cada rociador.
aplicando este valor a la fórmula anterior, tenemos:
Qs = K√P, despejando la presión….
P = 21.6 psi
Entonces finalmente tenemos que:
ETF = Qs x N x F + “Hose Allowance”
ETF = 26gpm x 16 Sprinklers x 1.20 + 250 gpm
ETF = 794.20 gpm
57. 57
El Volúmen de agua requerido vendría a ser calculado en base a la Tabla #
11.3.1.2 “Water Supply Duration” de NFPA-13 que dice que para un riesgo
ordinario tipo-2 se requiere un rango de 60 a 90 minutos de duración de
agua.
En este caso:
Vol = ETF x 60 => 749.2 gpm x 60m => 44,952 Galones de Agua.
Con el flujo de agua requerido, el paso siguiente es determinar la presión
requerida en el “suministro de agua”
Ya definimos antes que la presión requerida en el sprinkler REMOTO es de
21.60 psi
58. 58
El siguiente paso es definir la pérdida de presión definida por la diferencia de
altura.
Si consideramos que el suministro de agua se realiza a 1-ft del nivel de piso y
la altura del sprinkler es de 30-ft, tendremos una diferencia de altura de 29ft
(valor “h”)
Pe = 0.433 psi/ft x h = 0.433 x 29
Pe = 12.47 psi
PERDIDAS DE FRICCION.
Aunque consideramos un 20% de pérdidas de fricción, una relación de 0.15
psi/ft por la la longitud de tuberia + longitud equivalente es un dato nominal
(llamado “regla del dedo gordo”)
59. 59
Si tuvieramos el plano del sistema propuesto, y sabemos que desde el punto
de suministro de agua al sprinkler hay un cabezal de 100ft de tubo de 4”diam
+ una longitud equivalente de 60ft en accesorios tales como codos, tee’s y
válvulas, tendriamos:
Pf = (100 + 60) x 0.15 => 24-psi
La longitud equivalente es dimensionada en la tabla #22.4.3.1.1 de NFPA-13.
Entonces:
EPD = Ps + Pe + Pf = 21.60 + 12.47 + 24 => 58.07-Psi
60. 60
Con estos dos datos podemos concluír que el requerimiento de agua para el
sistema propuesto es de: 749.20 gpm @ 58.07 Psi.
Este es el dato que debemos revisar con el “suministro de agua”
Este es el dato que debemos confrontar con el equipo de bombeo
disponible.
Al hacer esta confrontacion de “Requerido Vs. Disponible” se presupone un
colchón de presión de al menos 10-psi o el 10% de esta diferencia de presión
(la que sea mayor) entre la presión disponible y la presión requerida. Con la
idea de que en campo el sistema de tuberías pueda sufrir algún cambio.
61. 61
Definitivamente este cálculo es una determinación rápida y con un rango de
error posible, pero es una herramienta que nos permite revisar en forma muy
rápida los requerimientos de un sistema de protección contra fuego.
Actualmente existen programas que calculan por medio de iteraciones
(basadas en la fórmula de Hazen-Williams), todos los flujos en tuberías que
toman en cuenta diámetros exactos, accesorios, elevaciones, factor K,
sprinklers específicos calcular y tipos de materiales para evaluar los
requerimientos de agua y con los datos del “source water” nos hace una
gráfica de disponibilidad Vs requerimientos.
62. 62
Esta es la carátula típica de una hoja de cálculo
66. 66
Los equipos de Bombeo para Proteccion Contra Incendio deben ser
revisados de acuerdo al código NFPA-20 “Installation of Stationary Pumps
for Fire Protection”.
Un Punto primordial a revisar es que bajo cualquier arreglo de tuberías., el
nivel de agua disponible DEBE llegar al ojo del impulsor en forma natural
(sin cargas negativas de succión).
NFPA NO contempla arreglos de bombeo donde la bomba “succione” agua
de la fuente primaria de abastecimiento.
Bajo este supuesto tenemos los siguientes equipos disponibles:
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Tipos de Bombas Contra Incendio
•En Línea
•Succión al Extremo
•Carcaza Partida
•Turbina Vertical
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Bomba En Línea
Capacidades hasta 1,500 GPM.
Ofrecen ahorro de espacio,
montaje “En Línea” con la tubería
de succión y descarga.
El elemento rotativo se puede
remover sin afectar la tubería de
succión y descarga.
Excelente en aplicaciones de
remplazo donde no se tiene
suficiente espacio en el cuatro de
bombas.
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Bomba Con Succión al Extremo
(End Suction)
Generalmente listadas hasta 1,000
GPM, están en desarrollo para listarse
hasta 1500 GPM.
La bomba tiene descarga vertical
superior, el peso de la tubería de descarga
se centra en la caja de la bomba.
Esta bomba tiene facilidad de
mantenimiento por la parte posterior si
mover las tuberías.
Disponibles con accionador eléctrico y
diesel.
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Bomba de Carcaza Partida
(Split Case)
La bomba de carcaza partida está
dividida horizontalmente con respecto
al centro de línea del eje de la bomba.
Disponible en flujos desde 100
GPM hasta 5000 GPM , con
presiones hasta de 640 PSI con el
modelo de dos pasos Serie 8200.
Puedes suministrarse con rotación
CW o CCW con accionador eléctrico
o diesel.
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Bomba Tipo Turbina Vertical
Las bombas de Turbina Vertical son
listadas por U.L. y aprobadas por F.M.
Desde 250 GPM hasta 5000 GPM.
NFPA #20 estipula que no se puede usar
una bomba horizontal cuando se tiene un
nivel de agua inferior al nivel del impulsor
(suction lift).
Hay disponibilidad con accionador
Eléctrico y Diesel.
Consultar a fabrica para aplicaciones
con agua salada o columnas mayores de
50’ de longitud.
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Bomba Jockey
(Para Mantenimiento de Presión)
• Mantener la red presurizada
• No es para atacar incendios
• Capacidad suficiente solos para reponer fugas y recuperar
la presión en la red
• No es un equipo listado
• Operación automática
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Prueba de Equipos de
Bombeo
Se realizará de Acuerdo a los Lineamientos del Fabricante
El equipo debe Probarse Como MINIMO 6 veces en Automático y 6
veces en forma Manual.
El Motor Diesel debe estar encendido al menos 45-seg. Un Motor
Electrico requiere 5 minutos.
La prueba se dividirá entre ambos bancos de baterías.
Se debe llenar el Reporte Correspondiente.
Se deben establecer los Parámetros de Arranque y Paro.
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Tanques de Almacenamiento
Diseño para todos los codigos y estándares de
ingeniería nacional relevantes como se solicita:
AWWA D103-97, NFPA-22 (1998), Factory Mutual, API 12B,
ASCE, UBC, SBC, BOCA, diseño estándar Columbian
Diseño para cualquier zona sismica,vientos
extremos, peso de cubiertas y para futura
expanción
Tamaños estándares de 4,000 galones a 2.4 millones
de galones
Diseños de Cimentacion disponible
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Materiales de Fabricación
Acero al carbón para ASTM A570 grado 33
para hoja o ASTM A36 para plato y formas
estructurales
El estándar Típico:
Cubierta: calibre 12
Base/fondo: calibre 10 o 12
Paredes laterales: desde calibre 12 hasta 5/16”
Disponible en Acero Inoxidable
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Materiales de Fabricación
Tornillos y Tuercas
Tornillos y Tuercas
galvanizadas (hot deeped)
de 1/2”
Tornillos Poly-Capped en
cubiertas y paredes
laterales en tanques
epoxicos
Tuercas encapsuladas
opcionales para la
base/fondo y cubierta
interior
Respaldo de neopreno en
arandelas de Acero en la
base/fondo y conecciones
de tornillos en pared
lateral
Sellantes y Empaques
Los empaques estándar
son construidos de EPDM
Empaques con forma
especial son usados al
super-ponerse
Empaques disponibles de
diseño especial para
aplicaciones severas
Cantidad limitada de
sellador (para uniones de
dos empaques)
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Componentes y Accesorios
Domo central con ventilación tipo
hongo
Entrada Hombre (Registro)
cuadrado con cubierta de 24”
Dren de flujo para limpieza de
24”x46”
Tornilleria ancha si se requiere o
solicita
Escalera exterior galvanizada
OSHA con canastilla de
seguridad,el resto de la
plataforma y ascenso como se
requiera o solicite
Escalera interior montada en
pared
Ascenso con sistema de
seguridad
Pasamanos perimetral
Indicador de nivel de liquidos
82. 82
Recubrimientos
El interior y los 2 lados de
la base/fondo reciben 2
aplicaciones de Trico-
Bond 478
Trico –Bond 478 es un
Amino-Curado térmico,en
suspension líquida
epoxica
Trico-Bond 478 es NFS
aprobado para agua
potable
El promedio total de
grosor seco de la capa es
5.0 mils
85. 85
Sistemas de Bombeo
Sistema de Rociadores
Valvulas y Conexiones
Loops Privados del Sistema de Distribución
Tanques de Agua
Sistemas Especiales
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ES UNA GUIA VITAL DEL
FUNCIONAMIENTO, OPERACION Y
MANTENIMIENTO PROGRAMADO DE LOS
SISTEMAS Y SUS COMPONENTES
SUMINISTRANDO PASO-POR-PASO UN
PROCEDIMIENTO EFECTIVO PARA SU
DESEMPEÑO OPORTUNO.
87. 87
ES NECESARIO EVALUAR EL SISTEMA COMPLETO
CONFORME A LAS RECOMENDACIONES DE NFPA-
25 RESPECTO A TODOS LOS COMPONENETES
DEL SISTEMA INTEGRAL CONTRAINCENDIO,
DESDE LA FUENTE DE SUMINISTRO DE AGUA, EL
EQUIPO DE BOMBEO, LA RED PRIVADA
CONTRAINCENDIO, HIDRANTES, SPRINKLERS,
GABINETES, ALARMAS, SISTEMAS ESPECIALES,
ETC.
88. 88
SEMANAL
EN TEMPERATURAS ALTAS CHECAR QUE EL CALOR
DENTRO DEL CUARTO DE BOMBAS ESTE DENTRO
DEL LIMITE OPERACIONAL DEL EQUIPO DE
BOMBEO.
CHECAR VISUALMENTE EL SISTEMA DE BOMBEO
PARA ASEGURARSE QUE TODO EL CONJUNTO
INCLUIDAS LAS TUBERIAS PAREZCAN EN
CONDICIONES DE OPERACION.
VERIFICAR LOS INDICADORES DE PRESION Y
LOS CONTROLADORES EN MODO AUTOMATICO.
VERIFICAR VALVULAS EN ESTADO ABIERTO
VERIFICAR QUE LA VALVULA DEL CABEZAL DE
PRUEBAS O MEDIDOR DE FLUJO ESTE EN
ESTADO CERRADO
INTEGRIDAD DE LOS SPRINKLERS DENTRO DEL
CUARTO DE BOMBAS
89. 89
SEMANAL
VERIFICAR LA BOMBA EN OPERACION
CHECAR EMPAQUES EN BUEN ESTADO Y EL
SISTEMA DE ENFRIAMEINTO
VERIFICAR OPERACION DE INDICADORES DE
PRESION
VERIFICAR LA VELOCIDAD DEL GOVERNADOR O
RPM DEL MOTOR ELECTRICO
VERIFICAR AMPERAJES/VOLTAJES (MOTOR
ELECTRICO)
VERIFICAR EL TIMER DEL CONTROLADOR Y
SU GRAFICA RESPECTIVA
VERIFICAR QUE LAS ALARMAS DE LOS
CONTROLADORES SE ENCUENTREN EN ESTADO
CORRECTO Y FUNCIONAL.
ANUALMENTE
MISMA RUTINA SEMANAL +
90. 90
ANNUAL
SERVICIO AL MOTOR
SERVICIO A LA TRASMISION MECANICA /
COPLES
SERVICIO AL SISTEMA HIDRAULICO
SERVICIO AL SISTEMA ELECTRICO
SERVICIO A LOS CONTROLADORES
SERVICIO A LOS COMPONENTES DEL
MOTOR DE COMBUSTION
LA RECOMENDACION PRINCIPAL ES QUE CUANDO
SE REALIZAN LAS INSPECCIONES Y PRUEBAS,
SE VERIFIQUE LA INTEGRIDAD DEL SISTEMA
Y SE PROCEDA A REALIZAR LOS AJUSTES
91. 91
PARA UN SISTEMA DE SPRINKLERS, LAS
INSPECCIONES SON EXAMENES VISUALES
VERIFICANDO SU INTEGRIDAD Y QUE
APAREZCA BAJO CONDICIONES DE
OPERACION Y LIBRES DE DAOS
FISICOS.
ESTA INSPECCION ES GENERALMENTE
REALIZADA CAMINANDO A TRAVES DEL
SISTEMA A NIVEL DE PISO Y
UTILIZANDO LAS FORMAS SEALADAS POR
NFPA-25 PARA REPORTAR LAS
CONDICIONES ENCONTRADAS Y LLEVAR UN
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SEMANAL
INSPECCIONAR LAS VALVULAS DE CONTROL EN RISERS.
INSPECCIONAR LAS VALVULAS DE LA RED EXTERIOR Y
POSTES INDICADORES VERIFICANDO SU STATUS
ABIERTO
VERIFICAR QUE LOS SPRINKLER NO SE ENCUENTREN
DAADOS O BLOQUEADOS POR ALGUN ALMACENAMIENTO
IMPROPIO O POR ELEMENTOS ESTRUCTURALES
NUEVOS.
MENSUAL
INSPECCIONAR TOMAS SIAMESAS, VISIBLES, NO-
BLOQUEADAS Y CON ROSCAS EN BUEN ESTADO.
INSPECCIONAR LAS VALVULAS DE CONTROL EN RISERS.
INSPECCIONAR LAS VALVULAS DE LA RED EXTERIOR Y
POSTES INDICADORES VERIFICANDO SU STATUS
ABIERTO
VERIFICAR QUE LOS SPRINKLER NO SE ENCUENTREN
DAADOS O BLOQUEADOS POR ALGUN ALMACENAMIENTO
IMPROPIO O POR ELEMENTOS ESTRUCTURALES NUEVOS
VERIFICAR SPRINKLERS EN STOCK
93. 93
AL CUARTO MES
MISMA RUTINA MENSUAL + VERIFICAR SEALAMIENTOS
EN TODO EL SISTEMA, COMO EL RISER, VALVULAS DE
PRUEBA, GABINETES, EXTINTORES, ETC.
SEMESTRAL
MISMA RUTINA MENSUAL +
ABRIR Y CERRAR VALVULAS BAJO PRESION.
ANNUAL
MISMA RUTINA MENSUAL +
INSPECCIONAR QUE LOS SPRINKLERS SE ENCUENTREN
LIBRES DE CORROSION
INSPECCIONAR QUE LAS TUBERIAS MANTENGAN SU
INTEGRIDAD, RELATIVA A SU ALINEACION, SOPORTES,
CORROSION, ETC.
VERIFICAR SOPORTERIA Y QUE LA TUBERIA DE
SPRINKLERS NO SEA UTILIZADA PARA CARGAR
ELEMENTOS EXTRAOS
VERIFICAR CONDICIONES PARA EFECTOS DE
94. 94
AL CUARTO MES
VERIFICAR MANOMETROS ARRIBA Y ABAJO DE LA
VALVULA CHECK ALARMA, ABRIENDO Y CERRANDO LA
VALVULA DE DREN PARA ESTABILIZAR PRESIONES.
ABRIR LA VALVULA DE INSPECCION Y PRUEBAS PARA
CHECAR EL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DE LAS ALARMAS
MECANICAS O DEL SISTEMA DE MONITOREO.
SEMESTRAL Y ANUAL
MISMA RUTINA CUATRI-MESTRAL
CADA 5 AOS
MISMA RUTINA CUATRI-MESTRAL +
HACER UNA LIMPIEZA INTERNA DE LA TUBERIA
(FLUSHING TOTAL)
REMOVER ALGUNOS SPRINKLERS DE ALTA-TEMPERATURA
Y ENVIARLOS AL LABORATORIO DE PRUEBAS, SI SU
COMPORTAMIENTO ES REGULAR PERMANECEN EN CASO
CONTRARIO SE CAMBIAN TODOS.
CAMBIO DE INDICADORES DE PRESION
95. 95
Revisar e capito #9 de nfpa-25 donde
basicamente marca:
Inspeccionar/probar/mantener:
v nive de aga de tanqe
v temperatra de aga no menor a
C (en zonas de congeamiento)
v stats de as vavas de enado y
sccion a a bomba
v escaera y pasamanos en ben estado
v Pintra de tanqe
v aarmas de bajo nive
v codo de sobreenado
v impieza de cono de venteo
v Revision de pintra interior a 5to.
ao.