ÍNDICE Página Capítulo I Elementos que componen un sistema de hidrantes 1.1 Gabinete 1.2 Válvula para incendio también llamada válvula teatro 1.3 Lanza 1.4 Llave de ajuste 1.5 Manga 1.6 Boca de impulsión o boca para bomberos 1.7 Cañería 1.8 Tanque de agua 1.9 Equipo de presurización 1.10 Placa antivórtice 1.11 Válvulas de control 1.12 Válvula Esclusa 1.13 Válvula mariposa 1.14 Válvula esférica 1.15 Válvulas de retención 1.16 Elementos reductores de presión 1.16.1 Válvulas reductoras de presión 1.16.2 Placas orificio 1.16.3 Válvulas de alivio 1.16.4 Válvula de seguridad 1.16.5 Válvula para evacuación de aire
4 5 5 8 8 10 10 10 10 11 12 13 13 14 14 16 16 16 16 17 18
Capítulo II Tanques de reserva de agua contra incendio y mixtos 2.1 Tanques mixtos 2.2 Tanques exclusivos para incendio 2.3 Tanques cisterna mixtos
20 23 24
Capítulo III Reserva de agua para incendio
27
3.1 Según norma NFPA 14 3.1.1 Para Sistemas Clase I y Clase III 3.1.2 Para Sistemas Clase II 3.2 Según Norma Iram 3597 Instalaciones Fijas Contra Incendio Sistemas de Hidrantes de Diciembre de 1989 3.3 Según el Anexo I Documento Complementario del Código de la Edificación NºVI. Reglamento sobre prevención y extinción de incendios. (En estudio, Decreto 1.332). 3.4 Otros criterios usualmente utilizados 3.4.1 Viviendas colectivas
27 27 27 27 29
29 30
ÍNDICE 3.4.2 Centros comerciales, clubes, hoteles, museos, establecimientos educativos y de salubridad y actividades de riesgo moderado 3.4.3 Actividades de riesgo alto 3.5 Grandes establecimientos Industriales 3.6 Depósitos de agua sobre el nivel de vereda
30
Capítulo IV Presión de Servicio
33
4.1 Según Norma NFPA 14 4.1.1 Para Sistemas Clase I y Clase III 4.1.2 Para Sistemas Clase II 4.2 Según Norma IRAM 3597 4.3 Según el Anexo I del Documento Complementario del Código de la Edificación NºVI. Reglamento sobre prevención y extinción de incendios. (En estudio, Decreto 1.332). 4.4 Otros criterios usualmente utilizados. 4.4.1 Para Hidrantes de 63,5 mm 4.4.2 Para Hidrantes de 44,5 mm
33 33 33 33 34
Capítulo V Materiales de las Cañerías
36
4.1 Acero 4.2 Forma de unir las cañerías
36 37
Capítulo V I Clasificación de Sistemas de Hidrantes
38
6.1 Sistemas Húmedos: 6.1.1 Clase I 6.1.2 Clase II 6.1.3 Clase III 6.2 Sistemas de Toma Seca 6.2.1 Sistemas de Toma secos en Edificios Carentes de Calefacción 6.2.2 Sistemas de Toma secos Carentes de Suministro Permanente de Agua 6.3 Sistema de Columna Húmeda 6.3.1 Distintos tipos de sistemas de columna húmeda 6.3.2 Tanque exclusivo para incendios 6.3.3 Tanque mixto 6.3.4 Tanque mixto con equipo de presurización 6.3.5 Tanque mixto con equipo de presurización 6.3.6 Tanque cisterna equipo de presurización y válvulas reductoras de presión para pisos bajos
30 30 32
35 35 35
38 38 38 38 38 38 39 39 40 42 42 43 44 45 46
ÍNDICE Capítulo V II Situaciones en las que se debe utilizar un sistema de hidrantes según la Ley 19.587. Decreto Reglamentario 351/79
48
7.1 Sistema de columna húmeda 7.2 Sistemas de columna seca
48 49
Capítulo V III Bombas
50
8.1 Bombas Centrífugas 8.2 Tipos De Bombas Centrífugas y Sus Aplicaciones 8.2.1 Bombas Centrífugas Horizontales 8.2.2 Bomba Centrífuga Multietapa 8.2.3 Bomba Centrífuga Partida Axialmente De Doble Aspiración 8.2.4 Bombas Centrífugas Verticales 8.2.5 Bomba Sumergible de Pozo Profundo o Bomba Buzo 8.3 Relaciones fundamentales delas bombas centrífugas 8.4 Regulación de caudal en las bombas centrífugas
50 51 51 51 53 53 53 55 55
Capítulo IX Bombas Específicas para Incendio
56
9.1.1 Bomba compensadora 9.1.2 Bomba principal 9.1.3 Bomba reserva 9.1.4 Colector de entrada: 9.1.5 Colector de salida 9.1.6 Pulmón de amortiguamiento 9.1.7 Presostatos 9.1.8 Manómetro 9.1.9 Válvula de cierre 9.1.10 Válvula de retención 8.1.11 Válvula de alivio de circulación 9.1.12 Válvula de seguridad 9.1.13Válvula para prueba de bombas 9.1.14 Junta de expansión 9.1.15ablero Eléctrico 9.2 Funcionamiento del equipo de presurización 9.2.1 Características de las bombas de incendio 9.2.2 Sobrecarga 9.2.3 Caudal cero 9.3 Las bombas mas utilizadas son 9.4. Motores eléctricos 9.4.1 Motores de combustión interna
56 56 56 57 58 58 58 60 60 60 60 61 61 61 61 61 63 63 64 64 66 67
ÍNDICE 9.5.1 Tableros de control de los motores impulsores 9.6.1 Forma de especificar un equipo de presurización: 9.6.2 Características de la Bomba Jockey 9.6.3 Características de la Bomba Principal 9.6.4 Características de la Bomba Reserva 9.6.5 Colectores 9.6.6 Placa antivórtice
67 68 69 69 69 70 70
Capítulo X Alimentación Eléctrica de las Bombas Contra incendio
71
10.1 Ubicación de tableros de corte 10.1.1 Función del tablero de corte 10.2 Distintos esquemas de conexión. 10.2.1 Alimentación normal desde la red pública. Alimentación de emergencia desde la misma red pública. 10.2.2 Alimentación normal desde la red pública. Alimentación de emergencia desde la red pública y desde un generador propio. 10.2.3 Alimentación desde la red pública. Alimentación de emergencia desde la red pública de reserva. 10.2.4 Alimentación normal desde la red pública. Alimentación de emergencia desde la red pública de reserva y generador propio. 10.2.5 Conexión desde Subestación Transformadora 10.3 Identificación 10.3.21 Caja para Tablero 10.3.2 Seccionador 10.4 Protección mecánica de los cables 10.4.1 Canalización subterranea 10.4.2 Formas de instalación 10.4.3 Tendido directamente enterrado 10.4.4 Tendido en conductos enterrados 10.4.5 Diámetro mínimo de conductos enterrados 10.4.6 Cables subterráneos debajo de construcciones 10.4.7 Accesos a los conductos 10.4.8 Empalmes y derivaciones 10.4.9 Distancias mínimas a servicios independientes de la instalación considerada 10.5 Dimensionamiento de los cables 10.5.1 Cálculo Térmico 10.5.2 Verificación de los conductores a la caída de tensión
71 71 72 72 73 74 75 76 76 76 78 78 78 78 79 80 80 81 81 82 82 82 83 86
Capítulo X I Pautas Generales para el Diseño de Instalaciones de Hidrantes
94
11.1 Cantidad de hidrantes 11. 2 Ubicación de los hidrantes
94 95
ÍNDICE 11.3 Identificación de los hidrantes 11.4 Disposición de las cañerías 11.5 Disposición de cañerías con tanque elevado 11.6 Disposición de cañerías con tanque ubicado en planta baja o sótano 11.7 Disposición de cañerías con formación de sifones
95 96 97 98
Capítulo XII Diseño de Instalaciones Contra Incendios. Método por tablas
100
12.1 Método de Diseño De Instalaciones Contra Incendio Por Tabla. 12.2 Boca de impulsión
100 101
Capítulo XIII Mecánica De Los Fluidos Diseño Por Cálculo
104
13.1 Teorema fundamental de la hidrostática 13.2 Ley de Pascal 13.3 Ley de Arquímedes 13.4 Presión Hidrostática 13.5 Teorema de Bernoulli 13.6 Flujo laminar 13.7 Flujo turbulento 13.8 Golpe de ariete 13.9 Celeridad de la onda de presión 13.10 Tiempo de propagación de la onda de presión desde la válvula hasta la embocadura y regreso a la misma 13.11 Aumento de presión producido por el golpe de ariete 13.12 Cavitación 13.13 Pérdida de presión en una tubería 13.14 Velocidad crítica 13.15 Número de Reynolds 13.16 Pérdida de carga en flujo laminar 13.17 Pérdida de carga en flujo turbulento 13.18 Coeficiente de fricción 13.19 Resolución de la expresión de Colebrook 13.20 Método de Newton y Newton Raphson 13.21 Método de Newton 13.22 Dimensionamiento de cañerías mediante cálculo
104 104 104 104 104 105 105 105 106 106
Capítulo XIV Instalaciones De Hidrantes En Zonas Con Peligro De Congelación
122
14.1 Profundidad de enterrado 14.2 Instalaciones en edificios
122 122
99
106 107 107 107 107 108 108 108 109 109 109 111
ÍNDICE 14.3 Edificios sin calefacción 14.4 Formas más usuales de calefaccionar 14.4. 1Circulación del agua por gravedad 14. 4.2 Serpentines de vapor 14.4.3 Descarga directa de vapor 14.4.4 Agregado de anticongelantes
122 123 123 123 123 123
Capítulo XV Mantenimiento de Hidrantes Contra incendios
124
15.1 Inspecciones
124
15.1 Hidrantes propiamente dichos
124
15.1. 2. Mensual
124
15.3 Semestral
125
15.4Pruebas 15.6 Mantenimiento
125 126
15.7Registros
126
XV I Mantenimiento De Mangas y Lanzas Contra Incendio
127
16. Inspecciones 16.1 Trimestrales
127 127
16.1.1 Después de cada uso
127
16.2 Pruebas
128
16.2.1 Anuales
128
16.2.2 Ensayo de presión
128
16.2.3 Presión de ensayo
128
16.2.4 Instrumental.
129
Equipo de ensayo hidrostático
129
16.2.5 Procedimiento
129
16.2.6 Conexiones
129
16.2.7 Eliminación del aire
129
16.2.8 Marcado del deslizamiento de las uniones y control de estanqueidad
130
16.2.9 Aumento de la presión
130
ÍNDICE Capítulo XVII Mantenimiento de Mangas y Lanzas Contra Incendio 130 16.2.9 Observación visual 16.3.1 Evaluación
130
16.3.2 Registros
130
Capítulo XVII Mantenimiento de Bombas Contra Incendio
133
17.1 Inspecciones semanales 17.2 Condiciones de la sala de bombas 17.2 Sistema de bombeo 17.3 Condiciones del Sistema Eléctrico 17.4 Condiciones del Sistema de Motor diesel 17.5 Pruebas 17.6 Pruebas semanales 17.7 Procedimiento para la bomba 17.8 Procedimiento para el motor eléctrico 17.9 Procedimiento para motor diesel 17.10 Pruebas Anuales 17.11 Resultado de las Pruebas y Evaluación
133 133 133 133 134 134 134 135 135 135 135 137
Capítulo XVIII Corrosión en las instalaciones contra incendios
138
18.1 Según el medio 18.2 Según la morfología 18.3 Corrosión química 18.4 Corrosión electroquímica 18.5 Polarización 18.6 Concentración iónica 18.7 Películas de superficie 18.8 Corrosión Microbiológica 18.8.1 Corrosión aeróbica 18.8.2 Corrosión anaeróbica 18.8.3 Técnicas de verificación de oxidación bacteriana 18.8.4 Preservación de muestras bacteriológicas 18.8.5 Forma de descartar los caldos de cultivo 18.8.6 Análisis cualitativos 18.8.7 Expresión de resultados 18.8.8 Análisis cualitativos para BPOM 18.8.9 Expresión de resultados 18.8.10 Análisis de tubérculos 18.8.11 Análisis cuantitativos
138 138 140 141 144 147 147 148 149 150 150 151 152 152 152 154 155 155 156
ÍNDICE
157
18.8.12 Caldos de cultivo utilizados 18.8.13 Diferentes tipos de caldos de cultivos preparados 18.9 Procedimientos de protección contra la oxidación 18.9.1 Tipos de protección 18.9.2 Protección catódica 18.9.3 Protección anódica 18.9.4 Aplicación de capas de metales 18.9.5 Condiciones para la aplicación de recubrimientos 18.9.6 Recubrimientos con pinturas 18.9.7 Procedimientos específicos para protección
157 161 161 161 162 162 163 164 165
Capítulo X IX Utilización de los hidrantes
167
19.1 En caso de un incendio se deben efectuar los siguientes pasos 19.2 Utilización de los Hidrantes 19.3 Reglas generales de ataque 19.4 Las reglas generales de ataque, son 19.5 Atacar el fuego sobre su plano 19.6 Aproximarse al fuego lo más posible 19.7 Combatirlo del lado hacia el cual son impelidas las llamas, o sea contra el viento y comenzar la extinción desde lo alto de cada recinto 19.8 Proteger las escaleras del local incendiado 19.9 Apagar rápidamente las partes de madera, principalmente marcos de puertas y ventanas 19.10 No dirigir el chorro de agua sobre objetos y mercaderías no afectadas por el fuego, ni sobre el humo, vidrios y armaduras metálicas Capítulo XX Presentación de planos de servicio contra incendio 20.1 Documentación necesaria para realizar el registro de los planos de servicio contra incendios 20.1.1 Número de copias de los planos del servicio contra incendio 20.2 De los planos 20.2.1 Carátula 20.2.2 Simbología 20.2.3 Escala 20.2.4 Parámetros Legales 2.5 Planta del predio 20.2.6 Diagrama isométrico 20.2.7 Reserva de agua 20.2.8 Cañerías 20.2.9 Colector 20.2.10 Placa antivórtice 20.2.11 Hidrantes
167 167 168 169 169 170 171 172 173 174
176 176 177 177 177 177 178 178 178 178 178 178 179 179 179
ÍNDICE 20.2.12 Bocas de impulsión 20.2.13 Equipo de presurización 20.2.14 Elementos reductores de presión 20.2.15 Matafuegos 20.2.16 Baldes 2.17 Iluminación de emergencia 20.2.18 Señalización de los medios de salida 20.2.19 Sala de bombas 20.2.20 Corte longitudinal completo 20.3 Memoria técnica 20.3.1 Cálculo Hidráulico 20.3.2 Cálculo de los medios de salida 20.3.3 Sistema evacuador de humos y gases 20.3.4 Cálculo de conductores eléctricos
179 179 180 180 180 180 180 180 180 180 181 181 181 181
Capítulo XXI Simbología incendio
182
Glosario de términos
199
Apéndice
211
Bibliografía
224
Diseño de Instalaciones Contra Incendio
ELEMENTOS QUE COMPONEN UN SISTEMA DE HIDRANTES Los Hidrantes, también llamados Instalaciones Fijas, son los sistemas más importantes para combatir incendios en edificios, debemos recordar que la mayoría de los rociadores, o “sprinklers” en inglés, sirven básicamente para controlar el fuego y evitar que éste se propague. • • • •
Constan básicamente de: una fuente de agua (en general un tanque) un equipo de presurización, en general bombas, pero también podría ser el mismo tanque elevado cañerías de distribución mangueras y lanzas para dirigir el agua al fuego
La lucha contra el fuego por medio de un sistema de Hidrantes, consiste en la proyección de agua a presión, en muchos casos en forma de niebla, mediante mangueras, generalmente denominadas mangas, provistas de lanzas, que son alimentadas por medio de cañerías. Existen distintos tipos de sistemas de Hidrantes, los más utilizados son los denominados de “Columna Húmeda”, compuestos por: un tanque de agua, (que puede contar con equipo de bombas para presurizar la instalación), cañerías para la distribución del agua, válvulas de incendio donde van conectadas las mangas y lanzas para combatir el fuego además de, una o más bocas de impulsión que consisten en válvulas para que los bomberos puedan inyectar agua a presión al sistema o también en caso de necesidad servirse de ella. Por otra parte existen los sistemas denominados de “Columna Seca”, que son similares a los anteriores solo que no disponen de tanque de reserva de agua ni de equipo de presurización. Las instalaciones de Hidrantes son fundamentales para la seguridad de un edificio pues el fuego suele propagarse de forma muy veloz y en caso de que los ocupantes del mismo se encuentren capacitados en su empleo ellos mismos podrán comenzar la lucha contra el incendio. Asimismo, a la llegada de la dotación de bomberos al lugar de siniestro, estos podrán utilizar las instalaciones lográndose una significativa y esencial reducción del tiempo para efectivizar la extinción. Por otra parte la reserva de agua de 1
Andrés Chowanczak las autobombas es limitada, de manera que la existencia de un tanque de reserva contra incendio facilitará la tarea de los bomberos.
1.1
Gabinete: es una caja metálica con frente de vidrio o de chapa que contiene: • • • • •
1 válvula de incendio o válvula teatro 1 manguera o manga 1 lanza 2 llaves de ajuste 1 soporte
Es importante que el soporte mantenga la manga armada, enrollada o en zigzag, de modo que no toque con ninguna cara interior del gabinete, a excepción del fondo, y que impida que ésta se vuelque sobre el frente (1), si el gabinete es de frente de vidrio a romper deberá contar además con 1 soporte para la lanza y la llave de modo que estos no queden en el piso. También puede contar con un manómetro y una válvula de drenaje. En los gabinetes que no sean de acero inoxidable o de aleación de cobre, el espesor de pared de la chapa no será inferior a 0,85 mm, se pintarán exterior e interiormente de color rojo y no presentarán corrosión luego de ser lavados con agua después de haber estados expuestos a un ensayo de niebla salina de 72 horas continuas con una solución de cloruro del sodio al 5 % IRAM 121. Deberán poseer un orificio de desagote para permitir la evacuación del agua que pudiera entrar en su interior. Los Gabinetes se deben construir según la norma IRAM 3.539 Gabinetes para mangas de incendio (Septiembre de 1.988). Se pueden utilizar gabinetes que además contengan extintores, asimismo, los mencionados gabinetes pueden reemplazarse por nichos en pared. Si los gabinetes se instalaran en el exterior es necesario que la pintura sea resistente a la radiación del sol. Cabe destacar que el conjunto gabinete, válvula de incendio, manga y lanza también suele denominarse BIE (boca de incendio equipada).
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Dise単o de Instalaciones Contra Incendio
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Andrés Chowanczak
1.2 Válvula para incendio también llamada Válvula para manga de incendio o Válvula Teatro: es el elemento de cierre que permite conectar la unión de la manguera o manga con la fuente de alimentación. Este elemento debe ser construido según la norma IRAM 3508 Roscas Normalizadas para piezas y conexiones de las instalaciones y equipos contra incendio (excepto extintores). Buenos Aires: Abril 2004, (ver Fig. 3). Es factible además el siguiente método: la utilización de una válvula de cierre lento, por ejemplo una esclusa que tenga acoplada una pequeña válvula de drenaje o un 4
Diseño de Instalaciones Contra Incendio tapón para este fin, luego si se acoplará la manga de incendio. Es recomendable conectar a la válvula de drenaje una manguera transparente que desagote en una rejilla. 1.3 Lanza: es el elemento que se ubica en el extremo de la línea de manguera y que permite al bombero o personal que la utilice, direccionar el flujo del agente extintor (mayoritariamente agua) hacia el punto deseado. Es muy importante que la lanza posea una boquilla de chorro/niebla ajustable, capaz de producir chorros o niebla para lograr más eficacia en el combate de los incendios y poder así cerrar el flujo de agua. También es posible la utilización de Lanzas pistolas para el mismo fin, (ver Fig. 3 y Tabla 2).
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AndrĂŠs Chowanczak
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Dise単o de Instalaciones Contra Incendio
DEP: distancia entre patas
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1.4 Llave de ajuste: es el elemento que permite apretar la unión de la lanza y de la válvula de incendio con la manguera, se fabrica en fundición nodular o aleación de aluminio. 1.5 Manga: consistirá en un tubo de tela sin costura, elaborado con hilado de fibras sintéticas de poliéster, poliamidas o sus mezclas, recubierto tanto interna como externamente con una capa de material plástico, flexible ó de un elastómero. Los hilos de la trama estarán alrededor de la manga en toda su longitud; los hilos de la urdimbre, por su parte, se entretejerán con los de la trama. La construcción será continua y regular en todo el perímetro de la manga. El interior se presentará razonablemente liso, no tendrá irregularidades, tales como grumos, dobleces, falta de adherencia al tejido, etc. El exterior será uniforme y estará libre de zurcidos, manchas y suciedad. La manga soportará la llama especificada en la norma IRAM 3549 (Mangas para extinción de incendios. Métodos de ensayo del 10 de octubre de 2002), sin sufrir pérdidas por 10 segundos. La manga entera ensayada según la norma IRAM 3549 soportará una presión hidrostática de 2.500 kpa, no presentará exudación ni pérdidas de ningún tipo.
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Dise単o de Instalaciones Contra Incendio
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Andrés Chowanczak 1.6 Boca de impulsión o boca para bomberos: consiste en una válvula del tipo globo que se instala en la cañería en algún lugar accesible. Debe estar contenida en un nicho de 0,40 x 0,60 metros. Sirve para que los bomberos, puedan conectar la auto bomba e inyectar agua a presión al Sistema de Hidrantes pero también para que en caso de necesidad puedan extraer agua para combatir algún incendio vecino. Es imprescindible que en la misma no se instalen válvulas de retención ya que éstas imposibilitarían la segunda operación descripta anteriormente. Solo en casos extremos donde exista riesgo de congelación, se aconseja su utilización. Las Bocas de Impulsión se deben instalar en pared y si eso fuera imposible se puede montar en piso siempre y cuando exista una cavidad de por lo menos 70 centímetros de profundidad, llena de piedra, por debajo del nivel de la válvula, de manera que permita un rápido drenaje. 1.7 Cañería: son los tubos que permiten circular el agua desde la boca de impulsión y del tanque hasta los Hidrantes. 1.8 Tanque de agua: es la reserva de agua para incendio que puede ser exclusiva o compartida con el servicio sanitario (es aplicable solo para sistemas húmedos). 1.9 Equipo de presurización: es el equipo que permite lograr la presión necesaria en el sistema (aplicable solo a sistemas húmedos).
1.10 Placa antivórtice: cuando las bombas entran en funcionamiento en la mayoría de los casos forman un vórtice similar al que aparece en una bañadera al quitar el tapón. El 10
Diseño de Instalaciones Contra Incendio problema de este vórtice es, que puede provocar la entrada de aire en la instalación y con ello reducir drásticamente la eficiencia de las bombas. La placa antivórtice consiste en una chapa de hierro de un espesor que generalmente varía entre 9,5 mm (3/8”) y 12,7 mm (½”). La misma contará con 4 perfiles ángulos de alas iguales soldados en los lados, no pudiendo los mismos encontrarse en los vértices de la placa. Es imprescindible aplicar un tratamiento anticorrosivo a este elemento, el uso de pinturas epoxi suele dar muy buen resultado. El tamaño de la placa antivórtice es principalmente función del diámetro de la cañería de succión.
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1.11 Válvulas de control: estas válvulas se utilizan para sectorizar la instalación. Deben estar permanente en posición abierta, precintadas y aseguradas con un candado. Es muy conveniente que además contengan un contacto, que envíe una señal (“abierto o cerrado”) que pueda ser recibida por un módulo de monitoreo y ser enviada, a la central de incendios. Se pueden utilizar distintos tipos de válvulas, siendo las más convenientes las esclusas de vástago ascendente. Son también muy utilizadas las válvulas esféricas (estas necesitan un mayor mantenimiento) y las válvulas mariposas, como estas últimas provocan una pérdida de carga muy considerable, es necesario tenerla en cuenta cuando se proyecta la instalación. Es importante señalar que estas válvulas no deben ser utilizadas en la aspiración de las bombas de incendio.
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Diseño de Instalaciones Contra Incendio
1.12 Válvula Esclusa: también llamada de compuerta, está compuesta por un disco (compuerta) que sube y baja verticalmente por una guía que a su vez actúa, como junta selladora. El movimiento del disco se logra por medio de un vástago (generalmente roscado) en forma perpendicular al flujo. Al girar el volante, se cumple con la acción de abrir y cerrar la válvula. Un detalle a destacar sobre la válvula de vástago ascendente es que, permite visualizarse fácil y rápidamente la condición actual de la misma (abierta o cerrada). Entre sus características podemos destacar que es una válvula de cierre lento (se reduce así el golpe de ariete), muy robusta y capaz de soportar un tratamiento poco cuidadoso por parte del operador. Las pérdidas de carga son bajas cuando la apertura es al cien por ciento (2). 1.13 Válvula mariposa: posee un disco que al girar obtura ó libera el paso del fluido. Es una válvula de cierre rápido (1/4 de vuelta), y su cierre violento podría originar un golpe de ariete. Aún totalmente abierta originan una considerable pérdida de carga (2). No se la debe utilizar en la aspiración de las bombas.
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1.14 Válvula esférica: esta válvula consiste en una esfera con un orificio que la atraviesa de lado a lado, con un diámetro de orificio igual o menor que el de la cañería. Los elementos anteriormente descriptos están dentro del cuerpo de la válvula. El cuidado y chequeo periódico de los sellos y asientos, es el principal objetivo del mantenimiento. Esta válvula requiere mayor atención que las anteriores. Es una válvula de cierre rápido, la apertura/cierre se logra tan solo con un cuarto de giro y su cierre violento podría originar un golpe de ariete. Totalmente abierta su pérdida de carga es mínima (2). En general se la utiliza en diámetros pequeños. 1.15 Válvulas de retención: estas válvulas permiten el paso del fluido en una sola dirección (como el diodo respecto con la corriente eléctrica). Son elementos fundamentales en una instalación contra incendio y básicamente impiden que cuando los bomberos se conectan a la instalación de hidrantes el agua salga por el tanque en vez de salir por las válvulas de incendio. La misma función cumplen a la salida de cada bomba. A menos que exista peligro de congelación no se deben instalar en la boca de impulsión puesto que de esta manera impedirían que, los bomberos puedan abastecerse de la misma en caso de necesidad.
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Dise単o de Instalaciones Contra Incendio
15
Andrés Chowanczak 1.16 Elementos reductores de presión: según el Anexo I del Documento Complementario del Código de la Edificación NºVI, Reglamento sobre prevención y extinción de incendios, (en estudio, Decreto 1.332), cuando la presión residual en una llave de incendio de 45mm de diámetro sea mayor a 700 kPa, debe instalarse un elemento reductor de presión que limite la presión residual a dicho valor. Es muy recomendable la utilización de válvulas reductoras de presión. Las mismas deben estar fabricadas según la norma IRAM 2634 Válvulas reductoras de presión del agua a diafragma. Cada válvula debe tener indicado: • • • •
el nombre o logotipo del fabricante el diámetro nominal una flecha que indique la dirección del flujo la presión de salida
1.16.1 Válvulas reductoras de presión: cuando la presión es muy elevada prácticamente impide el manejo de la manga contra incendios por personal que no sea bombero, es por ello que se utilizan estas válvulas. Las válvulas deben fabricarse con algunos de los materiales siguientes: Bronce SAE 40, acero inoxidables laminado o fundido, de calidad 30.304 ó 30.316 según IRAM-IAS U 5500-690, fundición nodular según IRAM 700. En el caso de válvulas de fundición nodular deben revestirse interior y exteriormente según IRAM 1453. El espesor mínimo que debe tener el revestimiento es de 70 µm interior y exterior (3). Las mismas deben estar fabricadas según la norma IRAM 2634 (Válvulas reductoras de presión del agua a diafragma). 1.16.2 Placas orificio: en algunos casos pueden reemplazar a las válvulas reductoras de presión. Las placas orificio sólo son permitidas como elementos reductores de la presión en llaves de incendio de 45 mm de diámetro en las que la presión estática no supere los 1200 kPa. 1.16.3 Válvulas de alivio: se colocan a la salida de las bombas centrífugas principal y de reserva, (también se pueden instalar en la bomba compensadora o Jockey), siendo imprescindible en este último caso, si la misma es multietapa. La función de esta válvula es que en caso de que accidentalmente estas bombas entren en funcionamiento circule una muy pequeña cantidad de agua y evitar que las mismas se recalienten. Las bombas centrífugas que funcionan a caudal cero pueden alcanzar temperaturas elevadas que incluso pueden lograr hervir el agua que se encuentra en la carcasa. Las válvulas de alivio deben estar conectadas a mangueras transparentes que evacuen a una rejilla.
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1.16.4 Válvula de seguridad: este elemento sirve para que la presión de la instalación no sobrepase la presión de diseño. Está compuesta básicamente por un resorte y una tuerca roscada ciega. Estos dos elementos actúan de forma tal que cuanto más enroscada esté la tuerca, aumenta más el valor de presión en la que se accionará la apertura de la válvula. El resorte está conectado directamente al vástago de la válvula. Este vástago tiene en uno de sus extremos el émbolo, que cierra el orificio de conexión a la línea, por lo tanto émbolo-vástago estarán en contacto con el fluido (4). De esta manera, cuando por alguna razón en el sistema hay una sobre presión, el fluido actuará con una fuerza determinada sobre el embolo. Esta fuerza deberá ser mayor que la que le proporciona el resorte al vástago. Una vez superada se levantará el vástago y dejará salir por la parte superior o por el orificio de escape, el fluido a presión. Se cerrará la válvula, cuando la presión que ejerce el fluido sobre el vástago sea menor que la que actúa sobre el vástago. Es imprescindible la colocación de esta válvula, si la presión a boca cerrada supera en un 120 % la presión de diseño. Son importantes cuando se utilizan motobombas en las cuales el motor diesel no posea inyección electrónica, para evitar que en caso de falla (por ejemplo que se embale el motor), se alcancen presiones para las cuales no ésta diseñada la instalación contra incendios. Es fundamental verificar que estas válvulas sean aptas para el uso en instalaciones contra incendios.
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Andrés Chowanczak Las válvulas de seguridad debería contar con las siguientes especificaciones: • • • •
identificación del fabricante tamaños nominales de entrada y salida y dirección (sentido) del flujo. coeficientes de descarga y sección neta correspondiente de flujo. presión de tarado.(5)
1.16.5 Válvula para evacuación de aire: esta válvula consta de una bola que flota en el agua y permite la evacuación del aire de la cañería. Al aumentar la presión la bola obtura la salida.
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Diseño de Instalaciones Contra Incendio Referencias: las letras en cursiva corresponden al texto SIC de las obras que se mencionan. 1. Norma IRAM 3539 Gabinetes para Mangas de Incendio. Buenos Aires 1988. CDU: 614.843 Pág. 5. 2. IRAM 2634 Válvulas Reductoras Reguladoras de Presión del Agua a Diafragma. Buenos Aires: 2005. Pág. 7. 3. Chowanczak A. Válvulas. Curso Industrias I (72-02). Buenos Aires: Facultad de Ingeniería U. B. A. 2.001. Pág. 2. 4. Chowanczak. A. Válvulas. Curso Industrias I (72-02). Buenos Aires: Facultad de Ingeniería U. B. A. 2.001. Pág. 3. 5. NTP: 346 Válvulas de seguridad: Capacidad de alivio y dimensionamiento. Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo. Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales España. Marcado de las Válvulas Pág. 18
Tablas 1. En base a la Norma IRAM 3539 Gabinetes para Mangas de Incendio. Buenos Aires 1988. CDU: 614.843 Pág. 7. 2. Gentileza TGB S. A.
Figuras 2, 3, 4, 7 - Gentileza TGB S. A. 13 - Archivo del autor. 16 - Catálogo Pont-A-Mousson. Protección de la Redes Purgadores y Ventosas. Pág. 10
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TANQUES DE RESERVA DE AGUA CONTRA INCENDIO Y MIXTOS Se pueden clasificar en tanques mixtos y exclusivos para incendio, estos últimos a su vez, se pueden dividir en: • • •
tanques elevados tanques cisterna, pudiendo estar a nivel, sobrenivel o bajo nivel del piso tanques a presión
2.1 Tanques mixtos: en este caso la instalación sanitaria y el servicio contra incendios se alimentan de un mismo tanque. Para la utilización de los tanques mixtos es necesaria la autorización de la autoridad de aplicación. El volumen de dicho tanque será: V = V1 +
1 ⋅ V2 2
Siendo: V: el volumen total del tanque V1: el volumen mínimo para el uso más exigente V2: el volumen mínimo para el uso menos exigente
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Diseño de Instalaciones Contra Incendio Este tipo de tanque deberá estar construido según las normas de las instalaciones Sanitarias e Industriales dictadas por la ex Empresa Obras Sanitarias de La Nación •
• • •
•
Deberá poseer un fondo con pendiente de 1:10 hacia el desagüe,unión de paredes y fondo por chaflán de 45º de 0,20 m como mínimo, una tapa hermética sumergida de luz mínima de 0,50 m ubicada en el tercio inferior del tanque y una tapa de inspección en la cubierta de 0,25 x 0,25 m alejada 0,15 m como máximo de la válvula del flotante, la misma se encontrará sellada y precintada. La unión entre las paredes y el fondo será por medio de un chaflán a 45° de 0,20 m como mínimo. Deben estar separados a 0,60 m como mínimo del eje de medianera. Los tanques de más de 4.000 dm3 deben estar compartimentados en 2 secciones iguales. Es necesaria la instalación de una escalera a la cubierta cuando el desnivel entre el piso y esta sea superior a los 2,5m, la misma no deberá amurarse por debajo del nivel de agua. La plataforma de maniobra tendrá las siguientes medidas mínimas: ancho 0,90m, altura de la baranda: 0,90m, la plataforma sobrepasará como mínimo 0,25m los costados de la tapa sumergida. La plataforma no es exigible cuando la maniobra puede realizarse cómodamente prescindiendo de la misma. Los tanques poseerán caño de venteo de un diámetro mínimo de 0,025 m, el mismo rematará en una curva que apunte hacia abajo, estará ubicado al aire libre y estará sobreelevado como mínimo 2,50m del piso frecuentable (1).
Además es necesario tener en cuenta las siguientes consideraciones: • •
•
El diámetro del caño de descarga no será inferior a 100 mm. El tanque estará provisto de un caño de rebase cuya boca de toma estará a la altura del nivel normal de servicio. Podrá optarse por un caño que llegue al fondo del tanque y cuya boca de salida se encuentre a la altura del nivel normal de agua. Poseerán válvula de purga de un mínimo de 0,05 m
Los tanques de bombeo que sirvan a los mixtos deberán estar separados como mínimo 0,50m del filo interior de la pared medianera o las paredes propias de sótano que den a terraplén, se tolera arrimar a paredes propias de sótano que den a terraplén. El tanque no debe estar enterrado. En los tanques mixtos la cañería de prueba no debe volver al mismo. Con el tanque mixto se logra que el agua se renueve y evita la posibilidad de que se deteriore.
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2.2 Tanques exclusivos para incendio: la reserva de agua puede estar contenida en varios tanques. •
• •
• •
Los tanques estarán provistos de un caño de rebase cuya boca de toma estará a la altura del nivel normal de servicio. Podrá optarse por un caño que llegue al fondo del tanque y cuya boca de salida se encuentre a la altura del nivel normal de agua. Poseerán válvula de purga de un mínimo de 0,05 m. Podrán utilizarse tanques de hormigón metálicos, o plásticos. Si los tanques no son de hormigón deben estar contenidos en un cuarto resistente al fuego. Si se encuentran en un último piso, deberán estar al menos contenidos por muros que sobrepasen 0,50m la altura del tanque. Cuando la parte superior del tanque sea esencialmente hermética, tendrá un adecuado venteo por encima del nivel superior del agua. Para evitar la entrada de animales o pájaros, la entrada del caño de venteo tendrá una reja de alambre o de chapa perforada.
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• •
La reja se podrá retirar fácilmente para efectuar su limpieza, eliminando la suciedad. La sección del tubo de rebase no se considerará como área de venteo(2).
2.3 Tanques cisterna mixtos. En algunos casos se suele utilizar el tanque cisterna del Subsuelo o Planta Baja, del cual se bombea agua para el tanque para uso sanitario que se encuentra en la terraza, como tanque de reserva de incendio. Esta práctica no es aconsejada, necesita la autorización de la autoridad competente y es importante que cumpla las siguientes condiciones: Que se encuentre compartimentado para poder realizar la limpieza del mismo. Que la toma de agua para uso sanitario esté por encima de la de las bombas contra incendio, de manera que en ningún caso se pueda bajar del nivel mínimo de agua para incendio. Que la entrada de agua termine en un caño que llegue cerca del fondo del tanque (como el utilizado en la reserva de los inodoros para evitar ruidos), de manera que el agua se renueve permanentemente. Es necesario que la cañería que alimenta el flotador posea una válvula de retención y que el caño que se encuentra a continuación del flotador posea un pequeño agujero. Los dos dispositivos anteriormente nombrados sirven para que el agua del tanque nunca pase a la red por efecto sifón. En todos los casos, en zonas con peligro de congelamiento, es imprescindible proteger a los tanques del mismo. Todas las válvulas correspondientes al sistema de incendio se encontrarán en posición abierta y con candado, a excepción de las válvulas de purga que se mantendrán cerradas y aseguradas con candado. Es deseable que en los edificios residenciales la reposición de la capacidad total del tanque cisterna de incendio se alcance en un período no mayor a las 12 horas.
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Referencias: las letras en cursiva corresponden al texto SIC de las obras que se mencionan. 1. Instalaciones Sanitarias e Industriales. Normas Empresa Obras Sanitarias de la Nación. Pág. 19. 2. Norma IRAM 3529. Instalaciones Fijas Contra Incendio. Tanques de Agua. Buenos Aires: 1986. CDU: 614.844 Pág. 5.
Figuras 20. Archivo del autor.
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RESERVA DE AGUA PARA INCENDIO La reserva de agua para una instalación depende del criterio que se utilice. A continuación se describen los 4 más empleados. 3.1 Según norma NFPA 14 (Standard for the installation of standpipe and hose systems) 3.1.1 Para Sistemas Clase I y Clase III: el flujo para los Hidrantes hidráulicamente más alejados será de 1.900 dm3/min para un solo montante, cuando se necesite más de uno, el flujo será de de 950 dm3/min por cada adicional hasta un tope de 4.735 dm3/min. El suministro será suficiente para proveer la demanda del sistema por un período de 30 minutos. 3.1.2 Para Sistemas Clase II: el flujo para los Hidrantes hidráulicamente más alejados será de 400 dm3/min. El suministro será suficiente para proveer la demanda del sistema por un período de 30 minutos. 3.2 Según Norma IRAM 3597 Instalaciones Fijas Contra Incendio Sistemas de Hidrantes de Diciembre de 1989: en los establecimientos con una superficie por proteger no mayor a 10.000 m2, los tanques elevados tendrán una capacidad mínima de 20.000 dm3 en todos los casos, con la cual se podrán cubrir hasta 3.335 m2 en las actividades de riesgo leve y moderado y hasta 2.500 m2en las actividades de alto riesgo. A partir de este límite, la capacidad del tanque se aumentará en las actividades a razón de 6 dm3/m2 de superficie total a proteger en las actividades de riesgo leve y moderado y a razón de 8 dm3/m2 en las actividades de alto riesgo. Cuando la superficie protegida sea mayor que 10.000 m2 y menor que 25.000 m2, se tendrán en cuenta las capacidades máximas indicadas en la anterior tabla, aumentándose a razón de 3 dm3/m2 cubierta mayor que 10.000 m2 en las actividades de riesgo leve y moderado y a razón de 5 dm3/m2 de superficie mayor que 10.000 m2 en las actividades de alto riesgo. Las capacidades máximas serán las indicadas en la tabla 4:
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Cuando la superficie protegida sea mayor que 25.000 m2, se tendrá en cuenta las capacidades máximas indicadas en la anterior tabla, aumentándose a razón de 0,5 dm3/m2 de superficie mayor que 25.000 m2 en las actividades de riesgo moderado y a razón de 2 dm3/m2 de superficie mayor que 25.000 m2 en las actividades de alto riesgo. Altura: la altura de la base del tanque será tal, que en un cálculo hidráulico basado en los caudales de agua establecidos en la siguiente tabla, indique la suficiencia de la presión para llegar a los techos en la situación más desfavorable, variando los diámetros de las cañerías y de las mangas(1).
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3.3 Según el Anexo I Documento Complementario del Código de la Edificación NºVI. Reglamento sobre prevención y extinción de incendios. (En estudio, Decreto 1.332).
3.4 Otros criterios usualmente utilizados: 3.4.1 Viviendas colectivas: se sugiere 10 dm3/m2 cubierto y/o estacionamiento descubierto, con un mínimo de 7.500 dm3 (siempre y cuando la reserva sea parte de un tanque mixto y la reserva sanitaria supere los 2.500 dm3). Una vez que se complete
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Andrés Chowanczak los 20.000 dm3 se agregarán 3 dm3/m2 cubierto y/o estacionamiento descubierto, hasta completar los 40.000 dm3. 3.4.2 Centros comerciales, clubes, hoteles, museos, establecimientos educativos y de salubridad y actividades de riesgo moderado: Se sugiere 10 dm3/m2 cubierto y/o estacionamiento descubierto con un mínimo de 10.000 litros. Una vez que se complete los 20.000dm3 se agregarán 8 dm3/m2 cubierto y/o estacionamiento descubierto y/o depósito al aire libre. Una vez completados 40.000 dm3 se agregarán 6 dm3/m2 cubierto y/o estacionamiento descubierto y/o depósito al aire libre. 3.4.3 Actividades de riesgo alto: se sugiere 10 dm3/m2 cubierto y/o estacionamiento descubierto con un mínimo de 20.000 dm3. Una vez completados 40.000dm3, se agregaran 8 dm3/m2 cubierto y/o estacionamiento descubierto y/o depósito al aire libre. 3.5 Grandes establecimientos Industriales: en estos casos es muy recomendable poseer una reserva de agua tal que pueda abastecer en forma simultanea 4 hidrantes de 63,50 mm (con un caudal de aproximadamente 500 dm3/min cada uno), durante un lapso de 90 minutos. Esto implica que el tanque debería poseer una capacidad de al menos 180.000 litros.
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Andrés Chowanczak 3.6 Depósitos de agua sobre el nivel de vereda: se debe tener en cuenta que toda pileta de natación o estanque con agua, excepto el de incendio, cuyo fondo se encuentre sobre el nivel del predio, de capacidad no menor a 20 m3 deberá equiparse con una cañería designación IRAM 65 (76,1 mm) de diámetro, que permita tomar su caudal desde el frente del inmueble, mediante una llave doble de incendio de 63,5 mm de diámetro(2).
Referencias: las letras en cursiva corresponden al texto SIC de las obras que se mencionan. 1. Norma IRAM 3597.Instalaciones Fijas Contra Incendio. Sistemas de Hidrantes. Buenos Aires: 1989. CDU: 614.844. Pág. 14-16. 2. Ley 19.587 y su Decreto Reglamentario 351/79 Higiene y Seguridad en el Trabajo. Condición de extinción 7.1.4 Tablas 1. Norma IRAM 3597 Instalaciones Fijas Contra Incendio Sistemas de Hidrantes Buenos Aires: 1989. CDU: 614.844. Tabla I. Pág. 14. 2. Norma IRAM 3597 Instalaciones Fijas Contra Incendio Sistemas de Hidrantes Buenos Aires: 1989. CDU: 614.844. Tabla II. Pág. 15. 3. Norma IRAM 3597 Instalaciones Fijas Contra Incendio Sistemas de Hidrantes Buenos Aires: 1989. CDU: 614.844. Tabla III. Pág. 15. 4. En base al Anexo I del Documento Complementario del Código de la Edificación NºVI. Reglamento sobre prevención y extinción de incendios. (En estudio, Decreto 1.332). VI.3.4.3.1.5.
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