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DIC 2012 AGO 2013
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DISEÑO E INSTALACIÓN DE ROCIADORES CONTRA INCENDIO
Asociación de Profesionales en Conducción de fluidos
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CONTENIDOS FACTORES QUE INFLUYEN EN EL FENÓMENO DE “SKIPPING” DE LOS ROCIADORES AUTOMÁTICOS INSTALADOS A GRAN ALTURA EN APLICACIONES DE NO ALMACENAJE – REV B ING. JOSÉ GREGORIO PRADA
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JUSTIFICACIÓN DE LA ELABORACIÓN DE UNA INGENIERÍA DE INCENDIOS ING. JOSÉ GREGORIO PRADA
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MITOS Y REALIDADES ACERCA DE LOS ROCIADORES AUTOMÁTICOS ING. JOSÉ GREGORIO PRADA
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TOMAS FIJAS EN EDIFICIOS RESIDENCIALES ING. JAVIER MAURICIO TORRES CRUZ LIMITACIONES DEL DISEÑO DE SISTEMA DE ROCIADORES POR EL METODO DEL PIPE SCHEDULE COMUNMENTE LLAMADO “DISEÑO POR TABLAS”. ING. JOSÉ GREGORIO PRADA FUNCIÓN DE LA TUBERÍA TERMOPLÁSTICA PERDIDAS DE CARGA Y CONDUCTIVIDAD ING. JORGE ALBERTO DURÁN
Boletín Aprocof, Edición #18, Agosto de 2013 Presidente: Ing. Germán Flechas Directora Ejecutiva: Ángela Milanés Vega Edición y coordinación: Imagen Creativa Corrección de estilo: Yaneth Acosta Diseño y Diagramación: Imagen Creativa
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AGO 2013 FACTORES QUE INFLUYEN EN EL FENÓMENO DE “SKIPPING” DE LOS ROCIADORES AUTOMÁTICOS INSTALADOS A GRAN ALTURA EN APLICACIONES DE NO ALMACENAJE – REV B ING. JOSÉ GREGORIO PRADA Director de proyectos Prodeseg S.A. Miembro del “Comité de protección contra Incendio” de Aprocof. www.prodeseg.com.co
Es una pregunta muy usual de los diseñadores, cuál es la altura máxima de instalación de un rociador automático. La respuesta del autor, también usual, es la de “depende”. La norma NFPA 13 no tiene un aparte en ningún capítulo donde hable expresamente de las limitaciones de altura de instalación de los rociadores, o los espacios entre lo protegido en el techo, para aplicaciones distintas al almacenaje de altura, sin distingo del tipo de arreglo
(en paletas en el piso, cajas, guacales, racks, entre otros). Así que siempre queda la duda respecto a las aplicaciones de altura como en teatros, cines, halls de centro comerciales, hangares, o bodegas altas con almacenaje de poca altura. Es ampliamente aceptado que, sin bases teóricas sólidas, los rociadores son ineficientes, o no operan, en techos muy altos (con alturas mayores a los 6 metros).
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La causa de que los rociadores, instalados conforme a la norma, no operen en condiciones de gran altura es el fenómeno de “skipping” (se lee “esquipin” y la traducción es omitir, obviar) que consiste en que los rociadores en las adyacencias de uno ya activado, no operan, aunque estén en el entorno del efecto de la pluma del incendio. Para efectos del presente análisis se tomará en consideración el efecto de skipping en rociadores estándar tipo spray, con método de diseño de área/densidad, que son los que usualmente se instalan en las aplicaciones mencionadas al comienzo. De acuerdo a Dyer (2008) citando a Croce (2005), los rociadores vecinos al que operó no se activan porque se mojan, o se enfrían, por las gotas de agua del que está funcionando. La NFPA 13 establece una distancia mínima entre rociadores (que depende del tipo de rociador) para evitar este fenómeno, sin embargo, en los rociadores instalados a gran altura, en aplicaciones de no almacenaje, este fenómeno ocurre a pesar de seguir las recomendaciones de instalación. Una razón aparente es la influencia de gotas de agua minúsculas suspendidas en los gases del incendio en los alrededores de los rociadores no activados aún. De acuerdo a Dyer (2008) citando a Gavelli y otros (1999), Gavelli realizó un modelo modificado del RTI bulbo del rociador que incluye el efecto de estas minúsculas gotas de agua, que conformaría una mezcla bifásica de gases y vapor de agua que retrasan la activación del rociador vecino al activado. En otras palabras, parte del agua que libera el rociador recién activado se queda suspendida en el aire por efecto de los gases y el aire caliente desprendidos por el fuego. Igualmente Croce condujo 14 pruebas de incendio para evaluar la relación existente entre la liberación de calor del incendio, la densidad liberada por el grupo de rociadores y los rociadores que no se activaron (o aquellos que se retrasaron en activarse) y obtuvo las siguientes conclusiones: 1. El skipping es producido por la incidencia de gotas de agua del rociador activado hacia el bulbo de los rociadores vecinos, que generan el enfriamiento del mismo retrasando su activación o inhibiéndola totalmente.
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2. Los ensayos revelan igualmente que en la medida que se incrementa la liberación del calor del incendio, el fenómeno de skipping se reduce. 3. Aparte, los ensayos revelan que en la medida de que la densidad de aplicación aumenta, el fenómeno de skipping se aumenta. Si bien parece evidente que existe una relación directa entre densidad y skipping e inversa entre éste y la liberación de calor, no es posible establecerla entre la densidad y el calor liberado por cuanto ambos factores se relacionan de manera distinta en situaciones distintas. Existen de hecho otros factores que también inciden en el fenómeno de skipping que deben ser tomados en consideración previamente. Estos factores se mencionan a continuación: Presión de trabajo del rociador. La presión de trabajo del rociador, la presión residual cuando éste opera, incide en la densidad del mismo. Al operar el primer rociador, eventualmente, operará con una presión superior a la mínima de diseño del rociador más remoto. Esto genera dos efectos que modifican la densidad: a mayor presión que la mínima de funcionamiento (típicamente 7 psi por NFPA 13) y a la de diseño, el área de cobertura y el caudal resultante serán distintos. El área se modifica por cuanto a mayor presión, el patrón de cobertura se aplana siendo más extensa la misma. En otras palabras, al activarse el primer rociador, éste tendrá una densidad ADD distinta a la mínima de diseño. Por el efecto estudiado por Croce, el incremento de densidad al mismo tiempo que de alcance de las gotas de agua, podrá incidir en el efecto de enfriamiento en los rociadores vecinos que no se han activado aun. Croce concluye que, derivado de sus ensayos, y sin que existan suficientes para afirmarlo, que en la medida de que aumenta la presión del rociador (ergo la densidad), la relación de rociadores no activados entre los activados (skipping ratio) aumenta. Tamaño de las gotas de agua. Es conocido que a mayor tamaño de las gotas de agua que salen del rociador, el factor de penetración de la pluma del incendio es mayor. Igualmente se sabe que el tamaño de las mismas es inversamente proporcional a la raíz cúbica de la presión residual del rociador y directamente
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proporcional del orificio del rociador elevado a 2/3. Siendo así, para dos rociadores idénticos cualesquiera de igual K, factor de descarga, al aumentar la presión, el diámetro de las gotas será menor. Esto al parecer se relaciona con el aparte anterior, donde al haber más presión disponible, el diámetro de las gotas es menor, y son más fáciles de ser transportadas por los gases y el aire caliente que proviene de la pluma del incendio. Esto luce tener sentido en la medida de que el fenómeno de skipping no es tan frecuente en los rociadores ESFR y los CSMA, que se caracterizan por tener un tamaño de gota más grande que los estándar y un factor de penetración de pluma mayor. Esto también es consistente con la recomendación de usar rociadores con K grandes, puesto que al requerirse menos presión para una densidad dada, el tamaño de las gotas será mayor, por ende el factor de penetración, y evitará la aparición de gotas pequeñas que favorezcan el skipping. Factor de Descarga. Derivado de lo anterior, a mayor diámetro de orificio del rociador, mayor K, el tamaño de las gotas de agua será mayor. Esto incidirá positivamente en la disminución del skipping ratio. Temperatura del Techo. En la medida en que la temperatura de los gases acumulados es mayor, la probabilidad de que las gotas más pequeñas del rociador activado sean transportadas hacia los rociadores vecinos es menor. De hecho Croce demuestra que en la medida que esta temperatura aumenta, el skipping ratio disminuye. Espaciamiento de los rociadores. Típicamente la NFPA 13 recomienda distancias mínimas entre rociadores para evitar el skipping por mojado directo, aparte, los estudios de Croce revelan que las gotas de agua pueden ser transportadas hasta una distancia de unos 6 metros del rociador activado, razón por la cual, esto hace presumir que el uso de rociadores de cobertura extendida podría ser un valor agregado en los sistemas de rociadores usados en grandes alturas. Otros factores influyentes. Aunque no evaluados por Croce, eventualmente otros factores como la forma de inclinación del techo, la temperatura de activación del rociador y la respuesta en tiempo del mismo podrían
afectar, por su relación con los factores antes mencionados, el skipping ratio. Por razones de espacio no se evalúan en este artículo. CONCLUSIONES La conclusión directa es que para que los rociadores en aplicaciones de gran altura funcionen, es disminuyendo el skipping ratio. Derivado de los estudios de Croce, Gavelli y Dyer, esto se lograría atendiendo las siguientes recomendaciones: 1. Mientras sea posible, la densidad de aplicación debe ser baja. 2. La presión de trabajo del rociador debe ser tan baja como sea posible para una densidad dada y así poder garantizar gotas de agua de tamaño considerable y evitar la aparición de gotas pequeñas que sean transportadas a las cercanías de los otros rociadores no activados. 3. El factor de descarga de los rociadores debe ser tan alto como sea posible. Esto redundará en presiones de trabajo más bajas y por ende en gotas de agua más grandes. 4. El uso de rociadores de cobertura extendida sería favorable para disminuir el skipping ratio, en la medida de que el espaciamiento entorpecería el transporte de gotas minúsculas de agua a los rociadores vecinos no activados.
Effectiveness of Automatic Fire Sprinklers in High Ceiling Areas & the Impact of Sprinkler Skipping An Investigation of the Causative Mechanism of Sprinkler Skipping Effectiveness of Automatic Fire Sprinklers in High Ceiling Areas & the Impact of Sprinkler Skipping The Effect of Minute Water droplets on a Simulated Sprinkler Link Thermal Response”
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JUSTIFICACIÓN DE LA ELABORACIÓN DE UNA INGENIERÍA DE INCENDIOS ING. JOSÉ GREGORIO PRADA Director de proyectos Prodeseg S.A. Miembro del “Comité de protección contra Incendio” de Aprocof. www.prodeseg.com.co
¿Por qué diseñar antes de instalar? La justificación de una ingeniería previa La mayoría de las veces, cuando visitamos a un cliente que requiere de una solución de protección contra incendios, nos encontramos con la situación de que éste no tiene claro qué exactamente debe instalar o cuál es la solución óptima para su requerimiento. Quizá el Cuerpo de Bomberos le pidió "un sistema de extinción según el Código NSR" o la aseguradora, en un informe en inglés le sugiere la instalación de un "sprinkler system" para proteger sus almacenes. En todo caso, el encargado de atender esa situación internamente en la empresa es el especialista de seguridad y regularmente llama a su proveedor de confianza y a dos proveedores más que consiguen entre colegas e internet. El especialista en seguridad le pide a cada ofertante, previo recorrido individual o colectivo, que cotice el "sistema de extinción según la norma", o peor aún, que haga un presupuesto "de todo lo que se necesita para que estemos en norma". Así bien, cada empresa que oferta, dependiendo de sus conocimientos, capacidades, disponibilidad, acceso a información, necesidades o políticas particulares de mercadeo, puede llegar a presupuestar cantidades de obra diferentes, bombas y tanques de diferentes capacidades, con o sin rociadores automáticos, tubería de diferentes diámetros, etc. Cada propuesta tiene diferentes precios, diferentes marcas, diferentes condiciones. ¿A quién elegir? ¿Cuál es la mejor propuesta? No hay forma de saberlo. El especialista en seguridad no tiene la obligación por su formación o cargo de conocer el tema a un grado de profundidad que le permita discernir cual es la mejor oferta. Este quizá es el problema número 1.
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Si se usan criterios clásicos de selección y evaluación de ofertas, el analista de seguridad y su organización, pueden contratar la instalación un sistema sobre dimensionado y gastar dinero extra, es decir, perder dinero, o seleccionarlo por precio e instalar aquel que está subdimensionado, que eventualmente el Cuerpo de Bomberos rechazará, y también perder dinero. Aquí va una estadística dramática: el 70% de las instalaciones de incendios en Colombia están fuera de norma, es decir, no cumplen con las normativas nacionales e internacionales de protección contra incendio. Ese 70% son sistemas contratados usando el procedimiento comentado arriba.
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El procedimiento sugerido en estos casos es más o menos como sigue. En cada paso se da una breve justificación del porqué: 1. Solicitar la elaboración de una ingeniería al menos básica del sistema requerido a una empresa con experiencia y certificada por los fabricantes de los equipos que comercializa. Las ventajas principales de esto son las siguientes: • El analista y su grupo multidisciplinario tienen la posibilidad de ver y discutir los criterios de diseño del sistema. • El proyecto provee de documentación auditable que sirve para fines de control previos y posteriores y evidencia de las gestiones que se están haciendo para implantar el sistema de protección contra incendios. • El especialista y su grupo poseen un mapa de los requerimientos reales de protección de la planta y pueden introducir sus comentarios o mejoras. Bomberos, aseguradora, entre otros, para solicitar su aprobación o comentarios y así garantizar que lo que se instalará es lo mínimo y lo que se requiere exactamente. • Existe documentación de soporte para establecer las
políticas de inversión en el sistema de protección contra incendios. • El Departamento de Compras o los propietarios disponen de cantidades de obra y criterios homologados para solicitar presupuestos por la instalación. • En definitiva, porque al ahorrar tiempo, aumentar la productividad de la gestión de los departamentos de Seguridad y Procura de la organización, e instalando lo justo, EL CLIENTE AHORRA DINERO. 2. Solicitar la revisión y aprobación del proyecto. Esta aprobación puede ser muy variada, pero se recomienda que sea primero el departamento de seguridad y de ingeniería del cliente quien haga una primera revisión, luego, el proyecto se presenta al Cuerpo de Bomberos y/o aseguradora. Todas estas revisiones generarán observaciones que NUTRIRÁN de valor agregado positivo al diseño y por tanto, el producto final que es presentado será de alta calidad y libre de errores u omisiones. 3. Llamar a un proceso de licitación. Con el proyecto revisado, mejorado y aprobado, el departamento de procura llama a un proceso de licitación. Para este fin, se recomienda, que las empresas llamadas a ofertar posean suficiencia y experiencia en el trabajo a realizar. 4. Seleccionar la empresa y proceder a la instalación. La empresa debería demostrar idoneidad y experiencia en la instalación de los sistemas diseñados, y la ingeniería contiene la caracterización de cómo deben ser las empresas capaces de instalar lo diseñado. Como apreciará el lector, el proceso no es complejo, pero tiene etapas que deben ser seguidas en forma sistemática. El producto final, los sistemas o medios de protección contra incendios, comprados y/o instalados según una ingeniería, poseerán una altísima calidad de instalación, serán provistos con garantía, cubrirán los requerimientos de protección, habiéndose hecho la inversión más justa y habrán sido puestos en marcha bajo el visto bueno de las autoridades.
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MITOS Y REALIDADES ACERCA DE LOS ROCIADORES AUTOMÁTICOS
ING. JOSÉ GREGORIO PRADA Director de proyectos Prodeseg S.A. Miembro del “Comité de protección contra Incendio” de Aprocof. www.prodeseg.com.co
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En la mayoría de los casos muchos clientes evitan la instalación de rociadores en sus instalaciones por manejar información inadecuada del cómo funcionan estos dispositivos y el sistema en general. Este artículo resume algunos de los mitos y realidades más relevantes, relacionados con los rociadores automáticos, con el objeto de eliminar ciertas falsas creencias en el colectivo.
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MITO: Cuando el fuego activa un rociador, el resto de los rociadores también se activan. REALIDAD: NO. Solo se activa el rociador, o rociadores que están bajo la influencia de la pluma del incendio. Esta creencia proviene de las películas americanas, donde al activar un rociador con un encendedor, se activan el resto de los rociadores del sistema. MITO: Si existe un sistema de detección junto a un sistema de rociadores, se activarán los rociadores cuando se active una estación manual.
REALIDAD: FALSO. Eso solo ocurre en las películas. Los rociadores de bulbo sólo liberaran agua cuando el elemento fusible alcance la temperatura de activación, no por el accionamiento del sistema de alarma. MITO: Los sistemas de rociadores solo protegen bienes, no protegen vidas REALIDAD: FALSO. Las estadísticas de la NFPA indican que la perdida de vidas, tanto de ocupantes como bomberos, se reducen hasta en un 85% en edificaciones protegidas por rociadores automáticos. MITO: Un buen sistema de detección es más que suficiente para proteger una edificación REALIDAD: FALSO. Los sistemas de detección advierten en forma temprana la existencia de un fuego, pero no hacen nada para extinguirlo. En el caso de haber un incendio durante la noche, donde nadie puede combatirlo, solo un sistema de rociadores podría controlar el fuego y así evitar pérdidas materiales. MITO: El daño por agua producido por los rociadores es mayor que el daño por el fuego. REALIDAD: FALSO. En el evento de un incendio, solo se activan unos pocos rociadores controlando la propagación del fuego, liberando caudales de unos 14 gpm a 50 gpm, en contraposición con las mangueras de incendio que pueden disponer de hasta unos 250 gpm cada una. El control del incendio solo daña el área de influencia de los rociadores activados, preservándose el resto de la mercancía. Las estadísticas revelan que el daño por agua no alcanza al 5% del total de la mercancía, versus la posibilidad de la pérdida total en la ausencia del sistema de rociadores. MITO: El sistema de rociadores le “roba” agua a las mangueras de incendios REALIDAD: FALSO. El sistema incluye, aparte del agua que consumirá el área de diseño de los rociadores, la adición de un caudal fijo, entre 250 gpm y 500 gpm, para el sistema de mangueras. MITO: Los rociadores son horribles y afean las instalaciones. REALIDAD: Existen una inmensa variedad de rociadores que pueden integrarse estéticamente a cualquier ambiente.
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MITO: Los rociadores se pueden activar solos y dañar por agua las ocupaciones. No son confiables. REALIDAD: FALSO. La estadística de ruptura o activación “espontánea” de un rociador es de 1 en 16.000.000.000 (se lee, uno en dieciséis mil millones) es decir, para los efectos prácticos, 0 (se lee, cero). MITO: Los sistemas de rociadores son costosos. REALIDAD: Eso depende de cómo se vea la inversión en el sistema a largo plazo. Y aquí el autor desea exponer parte de su experiencia. La inversión inicial del sistema de rociadores oscila entre el 1% y 3% de la inversión total de la edificación cuando se construye nuevo, mucho menos que otras competencias, o incluso, los acabados de pisos u otros elementos constructivos. Sin embargo, esta inversión redundará, en la protección del 100% del establecimiento, y de sus ocupantes; el autor habla de inversión porque en el evento de un incendio, el retorno de la misma es inmediato dado que preservará, en promedio, el 95% de la propiedad protegida. Aparte de esto, los sistemas de rociadores tienen tiempo de vida promedios de 50 años (debidamente mantenidos), que es un tiempo significativamente grande para cualquier equipo. El autor espera que estas aclaraciones le permitan tomar una decisión más acertada en el momento de requerir instalar un sistema de rociadores. Igualmente es importante aclarar que el diseño y la instalación de un sistema de rociadores deben estar a cargo de empresas con experiencia que posean ingenieros calificados, que puedan garantizar la confiablidad del sistema instalado.
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TOMAS FIJAS EN EDIFICIOS RESIDENCIALES ING. JAVIER MAURICIO TORRES CRUZ Ingeniero de Diseño de Plinco S.A. Miembro del “Comité de protección contra Incendio” de Aprocof A partir de la entrada en vigencia de la NSR-10 en diciembre de 2010, se comenzaron a plantear algunas inquietudes como, qué se debe instalar?, dónde se debe instalar?, qué capacidad?, qué potencia?, etc.
en el subgrupo de ocupación Residencial Multifamiliar (R-2).”, de acuerdo con este numeral se requiere instalar tomas fijas para bomberos de 2½ y mangueras de 1½” en todos los edificios residenciales multifamiliares sin importar la altura.
Uno de los sectores de la construcción que más se afecta con la implementación de sistemas de extinción de incendio es el de la vivienda, por ello en este artículo se hace una reflexión sobre cómo se está manejando y como funcionaria el sistema a la luz de las normas existentes.
De acuerdo con lo anterior el sistema que se requiere es un sistema clase III, el cual, consta de una toma de 2½” y la manguera de 1½”, y según la NTC 1669 requiere de un caudal mínimo de 500gpm, teniendo en cuenta 250gpm en las dos conexiones más lejanas, además de una presión residual mínima de 100psi. Esto quiere decir que sin importar la altura del edificio debemos instalar un sistema capaz de transportar este caudal a esta presión, y si contamos con que debe ser un sistema automático húmedo, deberíamos tener un equipo capaz de suministrar estos valores de caudal y presión y una reserva de agua capaz de mantener el suministro de agua durante un tiempo de 30 o 60 minutos según el riesgo.
Inicialmente la NSR-10 solicitaba rociadores en pasillos y sótanos de parqueaderos bajo la zona habitable, sin embargo, este requerimiento fue eliminado en el decreto 0340 del 13 de febrero de 2012, quedando así, “J.4.3.8.1 – Rociadores Automáticos. Todas las edificaciones clasificadas en el grupo de ocupación Residencial (R-2) están exentas de la obligación de colocar sistemas de rociadores para extinción de incendios.”, aclaración importante en este aspecto, aunque también tiene este otro numeral, “J.4.3.8.2 – Tomas fijas para bomberos y mangueras para extinción de incendios. En las edificaciones clasificadas en el grupo de ocupación Residencial Multifamiliar (R-2) se deben instalar tomas fijas para bomberos de 64 mm (2 ½”) de diámetro y estaciones de mangueras de 38 mm de diámetro para extinción de incendios diseñadas de acuerdo con la última versión del Código para suministro y distribución de agua para extinción de incendios en edificaciones, NTC 1669, y como referencia el Código para Instalación de Sistemas de Tuberías Verticales y Mangueras, NFPA 14, en los siguientes casos: (a) En todos los pisos de las edificaciones del grupo de ocupación Residencial Multifamiliar (R-2). (b) En todos los pisos subterráneos para uso como estacionamiento ubicados bajo edificios clasificados
En vista de que el cumplimiento de lo anterior implica un tamaño importante de bomba y tanque, que se traduce en mayor costo y reducción de áreas, lo que se ha venido haciendo es un análisis de lo que realmente se requeriría en un caso de emergencia; si las tomas para bomberos de 2½” son para uso exclusivo del cuerpo de bomberos, por lo menos en un edificio no clasificado como de gran altura, no deberíamos tener la reserva y capacidad de la bomba para estas tomas, ya que el cuerpo de bomberos instala sus equipos e inyecta el agua requerida por el sistema. De acuerdo con esto utilizar un tanque y una bomba con la capacidad para suministrar agua a las conexiones de 1½” debería ser suficiente para realizar la protección inicial en un conato de incendio, mientras llega el cuerpo de bomberos a atacar el incendio con sus equipos, sin embargo, la tubería si debería tener la capacidad suficiente para que el carro de bomberos inyecte la cantidad de agua necesaria para la extinción del fuego.
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LIMITACIONES DEL DISEÑO DE SISTEMA DE ROCIADORES POR EL MÉTODO DEL PIPE SCHEDULE COMUNMENTE LLAMADO “DISEÑO POR TABLAS”
ING. JOSÉ GREGORIO PRADA Director de proyectos Prodeseg S.A. Miembro del “Comité de protección contra Incendio” de Aprocof. www.prodeseg.com.co
El método del pipe Schedule, comúnmente llamado “método de diseño por tablas” es una forma de estimar el diámetro de los alimentadores y ramales de un sistema de rociadores sin recurrir a un cálculo hidráulico formal. Fue el primer método usado por la NPFA en 1896, en la primera edición de la norma de rociadores (antecesora de la NFPA 13), para regularizar los diseños de este tipo. La aplicación del método consiste en utilizar las tablas de la sección 22 de la NFPA (Edición 2010 para efectos de este artículo) para estimar el diámetro de las tuberías de acuerdo al número de rociadores conectados a ellas dependiendo del riesgo a ser protegido. Estas tablas son las 22.5.2.2.1, 22.5.3.4 y relacionadas del capítulo 22, sección 5. A manera de ejemplo, si fuera el caso que se diseñe un sistema de rociadores para riesgo ordinario por tablas, la que se usaría sería la 22.5.3.4 de dicho aparte de la norma, como se muestra en la tabla 1.
Tabla 1. Reproducción de la tabla 22.5.3.4 de la NFPA 13 Ed 2010
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Tabla 2. Reproducción de la tabla 11.2.2.1 de la NFPA 13 Ed 2010 Suponiendo un sistema de rociadores abierto, para riesgo ordinario, tipo peine, de 8 ramales de 4 rociadores cada uno (como el que se instalaría en un alero de un muelle de carga), conectados a un alimentador común, el diámetro de cada ramal debería ser al menos de 1½” y el diámetro del alimentador para los 32 rociadores (8 ramales x 4 rociadores/ramal = 32 rociadores) debería ser al menos de 3”, de acuerdo a la mencionada tabla. Esto es un cálculo superficial solo para fines ilustrativos, refiérase a la sección 22.5 para mayores detalles. El método por tablas todavía se usa para ciertas aplicaciones, a pesar de que está proscrito por algunas consultoras de riesgo. En la actualidad prevalece el diseño por cálculos hidráulicos, que permite la optimización de los diámetros de tubería, aparte de que pueden estimarse valores de presión residual de los rociadores del área de diseño aparte de otros datos de interés del diseño. La propia norma 13 expresamente establece en la sección 22.5 que los sistemas diseñados por tablas no deben usarse excepto que para sistemas existentes, o sistemas nuevos o extensiones de sistemas existentes de acuerdo a lo establecido en la sección 11.2.2. 22.5 Pipe Schedules. Pipe schedules shall not be used, except in existing systems and in new systems or extensions to existing systems described in Chapter 11.Water supplies shall conform to 11.2.2. La sección 11.2.2. (Aunque en realidad es la sección 11.2.2.3) establece claramente que el diseño por tablas solo se permite en los siguientes casos:
1. Para adiciones o modificaciones en sistemas dimensionados por las tablas de la sección 22.5. 2. Para adiciones o modificaciones para sistemas existentes de riesgo extra dimensionados por tablas. 3. Sistemas nuevos de menos de 465m2 de área protegida. 4. Para sistemas nuevos de más de 465m2 donde los flujos requeridos en la tabla 11.2.2.1 están disponibles a una presión residual mínima de 50 psi en la máxima elevación del sistema. Un sistema de menos de 465m2, dependiendo del riesgo, tendría entre 24 y 39 rociadores aproximadamente, lo que lo constituiría en algo relativamente pequeño (sistemas bajo una mezanina, un alero de carga, una pequeña oficina, etc.). Fuera de las excepciones mencionadas, no se debería usar el diseño por tablas, sin embargo algunas consultoras de riesgo lo permiten, para pequeñas extensiones de sistemas existentes, bajo ciertas condiciones específicas. Aun así, cualquier sistema diseñado por tablas estará siempre sobre dimensionado y por ende no sería el más económico. Siendo el caso que se permitiera diseñar un sistema completo por tablas, bajo las consideraciones de la sección 11.2.2.3, la duración de la reserva del agua y las mínimas presiones residuales y flujos en la base del montante deben regirse por la tabla 11.2.2.1 que se reproduce en la tabla 2.
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Un error común de algunos diseñadores es dimensionar los diámetros de la tubería por las tablas de la sección 22.5 pero estimar las reservas de agua por las tablas asociadas a los sistemas hidráulicamente calculados. Otro error ampliamente difundido, es asignar a los rociadores de sistemas diseñados por tablas las áreas de cubrimiento de los sistemas hidráulicamente calculados, que pueden ser mayores en los casos de riesgo ligero y extra, por lo que se debe prestar especial atención a este hecho. RESUMEN Y CONCLUSIONES Como se menciona en el artículo, la aplicación del diseño por tablas debe restringirse a sistemas pequeños, siempre y cuando la aut or i d a d c o m p e t en te l o pe rmi ta , c on l a s consideraciones de la sección 11.2.2.3, teniendo siempre en cuenta que el sistema así diseñado no estará optimizado, y por ende, no será el más económico. Igualmente, TODO el sistema debe ser diseñado bajo las consideraciones de pipe Schedule, y esto incluye las reservas de agua y el área máxima de cobertura, es decir, no se deben mezclar criterios del d i se ñ o p o r t abl a s y e l ba sa do e n cál cul o s hidráulicos.
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FUNCIÓN DE LA TUBERÍA TERMOPLÁSTICA PERDIDAS DE CARGA Y CONDUCTIVIDAD
La tubería termoplástica es una de las alternativas más adecuada para suministrar agua o cualquier otro tipo de fluido, gracias a que su rugosidad es mínima, por consiguiente sus pérdidas tienden a ser pequeñas y facilita un mejor transporte del fluido a lo largo del tramo a suministrar. Las tuberías termoplásticas tienen una gran ventaja a soportar grandes temperaturas del fluido y contrarrestarla con la temperatura del medio ambiente, además de esto facilitan el trabajo de instalación lo que indica que en obras de gran tamaño el rendimiento de los instaladores aumenta y facilita un cumplimiento optimo a las fecha de entrega.
ING. JORGE ALBERTO DURÁN Coordinador de servicio Técnico “Dicol Ltda.” Miembro del “comité de Instalaciones Hidráulicas y Sanitarias” de Aprocof.
La funcionabilidad de la tubería consiste en concentrar la mayor cantidad de unidad calorífica del fluido con el fin que a una longitud extensa, el fluido no pierda temperatura y permanezca con las mismas propiedades con las cuales inicio su trayecto, es importante resaltar que la tubería es condicional, lo que quiere decir que tiende a almacenar energía calorífica, mas no la mantiene del todo ya que su espesor de pared no es lo suficientemente mayor para concentrarlo, sin importar que el plástico no sea un gran conductor del mismo. Por otro lado al ser termoplásticas tienen una propiedad que va directamente proporcionada con la duración de las misma la cual es la corrosión, esta tubería no se corroe a lo largo del tiempo como pasa con tuberías de otros materiales metálicos, al no poseer corrosión no altera la composición del fluido a suministrar ni tampoco cristaliza la resistencia de diseño y trabajo de la misma. Las tuberías termoplásticas son la mejor alternativa para la instalación de suministro de agua fría y caliente en edificaciones y a nivel industrial, en estructuras a gran escala, por su durabilidad manejo instalación y sobre todo resistencia tanto térmica como a condiciones de trabajo a presión y temperatura.
MATERIAL
Polipropileno P.V.C. Polietileno Acero inoxidable Acero al carbón Cobre
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA (W/MK) 0.23 0.25 0.51 14 47 372
Menos pérdida de calor con las tuberías plásticas en comparación con las tuberías metálicas.
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TE INVITAMOS AL CURSO DE
NFPA 3 QUE SE LLEVARÁ A CABO LOS DÍAS
02 Y 03 DE AGOSTO DEL 2013
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