Hidráulica Aplicada a Bomberos
Conceptos Básicos Presión Vacío Caudal Rendimiento Golpe de Ariete Efecto Venturi
Presión La presión se define como la fuerza por unidad de superficie.
La presión se puede medir respecto a cualquier base de referencia arbitraría, siendo las más usadas el cero absoluto y la presión atmosférica local. Cuando una presión se expresa respecto al vacío absoluto hablamos de presión absoluta. Si la diferencia es respecto a la presión atmósfera local entonces se conoce por presión manométrica (los barómetros son utilizados para medir la presión atmosférica local). La presión atmosférica estándar es la presión que ejerce la atmosfera terrestre sobre la superficie de la tierra, esta se considera constante pero en realidad esta decrece a medida que ascendemos, como se aprecia en la siguiente tabla: Altura respecto al mar 0 500 1000 1500 2000 3000 4000
Presión en m.c.a 10,34 9,70 9,10 8,50 7,90 7,20 6,40
La presión puede medirse en varias unidades, atmosferas, bar, metros de columna da mercurio (m.c.hg), metros columna de agua (m.c.a), etc. 1 atm = 760 mm de Hg = 101,325 kPa =10,34 m.c.a = 14,7 psi = 1 Kg = 1 bar
Vacío Es la ausencia de presión, dependiendo de la referencia con la que estemos trabajando se medirá respecto al cero absoluto o respecto a la presión atmosférica, en el segundo caso hablaremos de depresión atmosférica, la disminución de presión entre un punto y otro forzara al fluido a equilibrar el sistema, haciendo que este avance desde la zona de mayor presión hacia la zona de menor presión con una altura de aspiración manométrica, que es la presión que produce la bomba en el chorizo de aspiración, la que depende de la presión atmosférica del lugar y de la potencia de la bomba, para lo cual es necesario revisar los datos del fabricante, para no superar dicha altura de aspiración manométrica, la que se mide desde el extremo inferior de la tubería de aspiración hasta el eje de la bomba, si esta altura fuese superada no podrá levantar la columna de agua y se producirá un efecto llamado cavitación el que entenderemos como la evaporación del fluido a temperaturas menores a la de ebullición de éste en condiciones normales, debido a que la presión sobre el fluido desciende hasta el valor de la presión de vapor del fluido, haciendo que este comience a ebullir provocando corrosión y pérdida de caudal en el cuerpo bomba.
Caudal Es el volumen de fluido que atraviesa una superficie en un determinado tiempo.
Es importante recordar que un aumento de presión no implica un aumento en el caudal, ya que este en último caso depende del rendimiento de la bomba, la cual posee una curva de rendimiento decreciente.
Golpe de ariete Los golpes de ariete pueden provocar la rotura de las mangueras o inducir daños en los equipos, si son lo suficientemente severos. Es un fenómeno que ocurre cuando se interrumpe abruptamente la salida del agua, haciendo que parte de la fuerza con la que esta intenta salir, se regrese linealmente hasta su fuente. En el trabajo práctico de bomberos debemos mencionar que este fenómeno tiene directa relación con la longitud de la línea, la velocidad del agua y la velocidad del cierre o interrupción del flujo. Se entiende que a mayor distancia y menor velocidad del flujo del agua, menor es la fuerza del golpe de ariete. Por el contrario, si tenemos una línea más corta con un flujo de velocidad mayor, el daño causado por el golpe de ariete ya sea en las mangueras, uniones o en el cuerpo de bomba eventualmente debiera ser mayor. Un cuerpo de bomba puede disminuir este riesgo si es que posee una válvula que logre desalojar el exceso de presión que retorna del extremo de la línea.
Efecto Venturi Es una consecuencia del teorema de Bernoulli. Cuando en un conducto se produce un estrechamiento, la ecuación de continuidad nos dice que aumenta su velocidad y por tanto la presión disminuirá. Tal como se ve en la figura velocidad aumenta al pasar de la sección S1 a la S2, a costa de una pérdida de presión (H1 > H2).
Este efecto es ampliamente utilizado para cebar motobombas, para los pitones de espuma y para realizar ventilación hidráulica y algunos vaciadores de subterráneo.
Bombas Se dividen en dos grupos, las bombas de desplazamiento y las turbo máquinas. Las bombas de desplazamiento funcionan como grandes “jeringas”, ya que éstas llenan y vacían una o más cámaras de forma periódica impulsando el agua (ejemplo: Antiguas bombas manuales o a vapor). Las turbo máquinas son aquellas que utilizan un rotor que hace circular continuamente un fluido al entregarle energía. Los rotores pueden ser axiales, radiales, mixtos o tangenciales. Los más comunes en el trabajo bomberil son los axiales y radiales.
Las bombas, a la inversa de cómo muchos piensan, tienen una relación caudal y presión de orden inversa, por lo que a mayor presión, éstas desalojan un menor caudal. Las bombas radiales en comparación con las bombas axiales son capaces de entregar el mismo caudal a mayor presión, funcionando de forma ideal en la entrega de caudales moderados a grandes alturas y son las más usadas en el trabajo contra incendios. El agua que circula en una bomba sufre un aumento de presión, el cual varía dependiendo del caudal circulante. A este fenómeno se le denomina altura de impulsión y se expresa en [m.c.a.]. Las turbo maquinas se clasifican según la trayectoria del fluido en su interior.
Como se puede apreciar en las relaciones H/Q las bombas centrifugas entregan caudales moderados a grandes alturas por lo que son las utilizadas en los sistemas contra incendios.
Partes de una bomba centrifuga:
Una entrada E, unida al mangote de aspiración. El rodete móvil R que gira, impulsado por un motor, está compuesto por unos elementos denominados álabes A que canalizan el fluido y le hacen variar su momento cinético. El difusor D, tiene como misión disminuir la velocidad de salida del rodete, y por tanto transformarla en energía de presión. Una voluta V que canaliza los filetes fluidos salientes del difusor hacia la salida S.
1a carcasa. 1b cuerpo de bomba. 2 rodete. 3 tapa de impulsi贸n. 4 cierre del eje. 5 soporte de cojinetes. 6 eje.
Rendimiento El rendimiento se puede establecer como la correlación entre el caudal (Q) y la diferencia de presiones o altura (H) que crea la bomba (grafico 1), midiéndose esta de forma porcentual. Todas las bombas tienen un "punto óptimo” (ηmax), que indica el lugar en que la bomba trabaja con el máximo rendimiento (grafico 3).
Cuando se conectan varias bombas, la curva final de rendimiento se alcanza combinando las características de cada una de las bombas. Las bombas conectadas en paralelo se añaden horizontalmente para aumentar la Q. Para dos bombas idénticas la Q máxima se duplicará, aunque la altura máxima seguirá siendo la misma. Este modo de conexión se utiliza con frecuencia en los sistemas de bombeo. H(Q)=n(a+bQ+cQ2) 2 h(Q)=dQ+eQ
Las bombas conectadas en serie se añaden verticalmente para aumentar la H (altura). Con dos bombas idénticas, se alcanzará el doble de la altura máxima individual. La Q máxima seguirá siendo la máxima. Este método se emplea con frecuencia en las bombas multi etapa. H(Q)=a+b(Q/n)+c(Q/n)2 2 h(Q)=d(Q/n)+e(Q/n)
La curva de rendimiento se utiliza junto con las características del sistema cuando se dimensionan y se seleccionan las bombas. La curva de potencia muestra el consumo de potencia de la bomba en un caudal determinado (grafico 2). La potencia hidráulica no es la potencia mecánica que es necesaria para mover el rodete. En otras palabras no nos indica la potencia mecánica necesaria para obtener la correspondiente potencia hidráulica. La existencia de rozamientos y pérdidas en el interior de la bomba es la razón de esta circunstancia, por este motivo rendimiento se define en la siguiente expresión:
Pb: potencia hidráulica de la bomba. Pm: es la potencia mecánica. El fabricante proporciona una gráfica que expresa el rendimiento en función del caudal, así que la potencia mecánica que hay que suministrar a una bomba se puede calcular por la expresión:
Fenómenos más comunes
Sifón: la velocidad de entrada y salida del agua es constante, pero sufre pérdidas de presión relacionadas al cambio de altura que mantienen la ecuación en equilibrio. Reducción: la disminución de la superficie de salida, hace que la velocidad aumente para mantener el caudal, pero a su vez que se pierda presión (este es el llamado ‘Efecto Venturi’. Si adicionalmente en la superficie menor colocamos un ducto hacia un recipiente, la disminución de la presión provocara que el líquido en el recipiente ascienda y se mezcle con el agua). Surtidor o Boquilla: en este caso, toda la energía utilizada para mantener al líquido en movimiento se transforma en la energía cinética que le dará la altura máxima.
Pérdidas y Caudales La presión que está proporcionando la bomba siempre será distinta a la presión que llegará a al pitón, siendo en su mayoría inferior como consecuencia de varios factores como: El roce que produce la velocidad de circulación del agua en las paredes interiores de las mangueras, y los codos bruscos que se puedan formar a lo largo de la línea. El aumentar el caudal en la misma manguera supondrá mayor perdida por roce. El diámetro de la manguera: frente a un mismo caudal, a mayor diámetro de la manguera se producirá menor pérdida por roce. El número de mangueras que compongan la línea de ataque (línea más larga, más uniones, más pérdidas). La existencia de gemelos, trifurcas, traspasos, etc. La altura: la diferencia de nivel del punto de ataque con respecto a la bomba significará que a más altura habrá mayor pérdida por gravedad (la pérdida de carga es la suma de la pérdida por roce más la perdida por gravedad). Pérdidas por cambio de diámetros. Roce: El material que compone el interior de las mangueras posee un coeficiente de roce, el cual normalmente se puede obtener desde los fabricantes. Este material interior genera fricción con el agua que entra en contacto la manguera, disminuyendo su velocidad y obligándonos a realizar mayor esfuerzo para transportar el agua. Diámetro: Si pudiésemos hacer un corte transversal a una manguera que transporta agua, y medir la velocidad de esta a medida que nos acercamos al centro de la manguera (como si peláramos una cebolla) veríamos que mientras más nos acercamos al centro, la velocidad del agua es mayor debido a que las “capas” más externas tienen roce con el interior de la manguera y generan turbulencia. Esta turbulencia va disminuyendo a medida que nos aceramos al centro, permitiéndole a las capas centrales tener mayor velocidad. Por esta razón tenemos que a mayor diámetro de la manguera, menores serán las perdidas por este efecto. Si bien a mayor diámetro hay mayor superficie en contacto con el interior de la manguera, también hay más “capas” de agua que aminoren el efecto del roce con este. Número de mangueras: Mientras mayores sean las distancias que haya que cubrir, mayor será la pérdida por roce debido a la extensión de la línea. Gemelos, Trifurcas, Traspasos, Uniones: Estos elementos provocan pérdidas por su forma y el coeficiente de fricción del material con que están hechos (normalmente se les llama pérdidas por fitting). Utilizando una armada base con gemelos y/o trifurcas, podemos llegar a perder hasta 0.7 [bar] de presión. En el caso de las pérdidas por uniones podríamos disminuirlas si utilizáramos mangueras de mayor longitud, con las cuales podríamos cubrir mayores distancias, con menos uniones en la línea. Por último los quiebres y giros que realicen las mangueras también disminuyen la presión y el caudal que estas desalojen. Altura: La altura en que nos encontremos respecto a la bomba puede generar pérdidas si nos encontramos a mayor altura, y ganancias en caso contrario. Las pérdidas por altura se aproximan a 1 [bar] cada 10 metros, lo que corresponde a una altura aproximada de 3 pisos.
Cambio de Diámetro: Debemos recordar que el cambio de un diámetro mayor a uno menor nos hace perder presión. Esto en el trabajo cotidiano no se contrarresta completamente haciendo el procedimiento a la inversa ya que están presentes el coeficiente de roce y las perdidas por turbulencia.
Chorros Sólido: Este es un chorro compacto de gran penetración en el fuego. Al tratarse de un chorro compacto se van evaporando sus capas externas al contacto con el fuego manteniendo su centro a menor temperatura, logrando con esto alcanzar mejor el foco del fuego a mayor distancia (el área de contacto del chorro con el ambiente, esta dado por la superficie del chorro). Directo: Es el patrón liso de un pitón neblinero (se trata de un cono de agua de entre -5° y 10° de apertura), el cual tiene una gran capacidad de absorción de calor debido a que está formado por miles de gotas que individualmente absorben calor y se evaporan rápidamente. Tanto en el chorro directo como en la neblina, el área de contacto del chorro con el ambiente está dado por la superficie de cada gota que conforma el chorro, lo cual hace que esta superficie de contacto sea muchísimo mayor que la del chorro sólido. Imagínense una esfera (F1), la superficie de contacto con el ambiente sería la cáscara de la esfera, y si la dividimos en miles de pequeñas esferas (F2) la superficie de contacto con el ambiente será la suma de las cáscaras de todas las pequeñas.
Neblina: Se trata de un cono de agua entre 30º y 90º con gran capacidad de absorción de calor y protección al bombero, que a su vez permite la ventilación hidráulica.
Material Uniones: Las uniones que utilizan los cuerpos de bomberos de chile son las uniones storz que permiten una rápida conexión y desconexión. A estas las denominamos como 52mm 70mm y 110mm, pero estas no son precisamente sus dimensiones. Dicha imperfección del lenguaje no debiese existir en una institución que debe demostrar dominio de sus procedimientos y de su material. Las denominaciones correctas y combinaciones con mangueras de algunas que estas permiten se pueden apreciar en la siguiente tabla.
Uniones de Mangueras Denominación según Norma A (DIN-14323) B (DIN-14322) C (DIN-14321) D (DIN-14301) Traspasos y/o Reducciones A / B (DIN-14343) B / C (DIN-14342)
Diámetro Interno 110 mm 75 mm 52 mm 25 mm
Diámetro de la Mangueras 90-125 mm 52-80 mm 45-60 mm 26 mm
Mangueras: Las mangueras están compuestas de varias capas de material. La capa interior tiene como función principal permitir el paso del agua con el menor roce posible y evitar que esta se filtre a las capas superiores. Poseen capas que le entregan la fuerza suficiente para aguantar grandes presiones sin rasgarse, además de resistencia mecánica al roce y a solventes y otros productos químicos que pudieran corroerla. Se clasifican por el trabajo para el cual están hechas y su diámetro. Cabe destacar que en Chile en las uniones storz B (75 mm) utilizamos mangueras de 70 mm, siendo más recomendable para abastecimiento utilizar mangueras de 75 mm que presentan un mayor caudal y menores pérdidas por roce, especialmente para las armadas largas.
Diámetro 38 mm 52 mm 70 mm 75 mm 110 mm
Superficie ~1.134 mm ~2.124 mm ~3.848 mm ~4.418 mm ~9.503 mm
Caudal Max. Aprox.(30mts 12 bar) Lpm ~427 ~1300 ~2450 ~3028 ~3400
Pitones: Los pitones se dividen principalmente en tres tipos: Chorro sólido, Neblineros y los Especiales. Chorro Sólido: Es el tipo de pitón más básico que proporciona un cono que da velocidad al agua y entrega una cuerda de agua. Generalmente trabaja a baja presión (3,5 a 5 [bar]), aportando el mismo caudal con menos reacción que un pitón neblinero. Ideal para trabajos bajo condiciones de fuerte viento, muy apropiado cuando se utiliza la Red Seca. También resulta muy efectivo en trabajos defensivos con líneas de mayor diámetro (70 mm).
Neblineros: Estos pitones están diseñados para trabajar a 7 [bar]. Actualmente los fabricantes los elaboran para trabajar a menor presión, como los pitones de chorro sólido. Algunos los llaman pitones de combinación, por que poseen el patrón directo y neblina. Tienen mayor versatilidad que los anteriores, ya que permiten hacer barridos, ventilación hidráulica, aplicar la técnica 3DWF, etc.
Especiales: Existen pitones para espuma, fuegos eléctricos, y otros usos.
Trabajo de Agua
¿3DWF o Chorro Directo en el Trabajo Ofensivo? Para Comenzar hay que tener clara la diferencia entre "Ataque Ofensivo" y "Ataque Defensivo". En el primero el bombero está dentro del inmueble amagado, mientras que el segundo se realiza desde el exterior (a la defensiva). La 3DWF1 consiste en aplicar varias ráfagas de neblina a los gases calientes y luego a las llamas. Ésta no es una técnica de extinción. El "Chorro Directo" (puede ser semi neblina) es una técnica de extinción y se caracteriza por arrojar un chorro largo al cielo donde se presentan fenómenos de la combustión como el flameover y rollover para terminar en la base del fuego. Éste chorro también puede ser dirigido directamente al fuego (ataque mixto y directo respectivamente). Los ingenieros suecos Krister Gisselson y Mats Rosander a principios de los 80 comenzaron a practicar una técnica para prevenir flashover y backdraft llamada Thridimensional Water Fog con mucho éxito en Suecia, Inglaterra y Francia. La idea de la 3D2 es refrigerar la capa gaseosa manteniendo pequeñas gotas en suspensión (volumen: ancho, alto y hondo, sin tocar las paredes) para luego ir cada vez más cerca del fuego. Esta técnica es muy cuestionada en Estados Unidos argumentando que la neblina no es segura en un incendio dentro de un esquema de trabajo ofensivo. Lo que nuestros colegas norteamericanos no logran percibir es la diferencia en la aplicación de agua. La 3DWF consiste en cortas descargas o ráfagas de neblina entre 0.1 segundo a 0.5 seg., mientras que los norteamericanos aplican largas ráfagas de agua que provocan un exceso de vapor que alcanza aproximadamente los 800º Celsius. Creemos que confunden el Fog Attack (antiguo ataque defensivo practicado por la marina norteamericana) con la 3D Water Fog (ataque ofensivo también llamado Fog Attack). Por otra parte Paul Grimwood (defensor de la 3dwf) señala que los chorros directos no son adecuados para el trabajo ofensivo en una pieza habitación.
1
http://www.firetactics.com/3D_Firefighting.htm
2
http://www.firetactics.com/NSW-FIRE-BRIGADES.htm
¿Qué pasa si la habitación es muy grande como un galpón o un mall? ¿Será efectiva la 3DWF? Podemos afirmar que en este caso, si se aplican correctamente los chorros directos, bajaran muy rápido las llamas sin alcanzar a los bomberos. La neblina tiene mayor capacidad de enfriamiento, pero tiene menos alcance. He visto algunos videos de bomberos franceses que realizan una combinación de 3dwf y ataque directo, es decir mezcla entre enfriamiento de gases y extinción de la base del fuego. Andrew Fredericks (fallecido en las torres gemelas), autor del "Return of the Solid Stream", señala en su libro que los chorros lisos se evaporan lejos del pitonero aportando mayor seguridad a éste y a otros bomberos que se encuentran en labores de rescate. Muchos bomberos de todo el mundo están de acuerdo en esto. Al ser un chorro compacto arrastra menos aire y gases de la combustión, alcanzando más fácil la base del fuego. Ahora ¿Cuál es la mejor técnica? La respuesta es clara: depende lo que el pitonero quiere lograr y depende del tipo de construcción, vale decir, del escenario en general. Si se desea bajar el fuego rápido se aplicará agua desde la pieza contigua a través de un chorro directo o semi neblina al cielo y luego dirigirá el pitón hacia abajo en forma de circulo, zigzag o T (Ataque Mixto). Si se quiere avanzar a través de una pieza con gases de la combustión o con leguas de fuego, con el fin de llegar a la base del fuego o alcanzar a una víctima, se aplicará la técnica 3dwf. Esta técnica es excelente para enfriar gases y prevenir Flashover y Backdraft. El secreto está en el tamaño o la masa del agua que viaja por la pieza en llamas. Si el agua se lanza en pequeñas gotas, éstas harán un viaje corto evaporándose en zonas más bajas donde la temperatura alcanza 300º C, aumentando su volumen a una razón de 1:1600veces. En cambio, si el agua es enviada como un chorro compacto, el trayecto será más largo a través de la pieza alcanzando zonas más altas con temperaturas de 600º C, donde el agua se evapora y aumenta su volumen a una razón de 1:3900 veces. Si la técnica es mal utilizada puede causar graves quemaduras y otras lesiones a un bombero y/o víctima producto del vapor. En defensa del señor Fredericks, podemos dar el ejemplo de un incendio que se producía en un segundo piso. Cuando llegamos como primera máquina utilicé la técnica 3D, pero la llama no se apagaba. Luego acerqué el pitón a la llama (aprox. medio metro) y no hubo cambio, entonces seleccioné el chorro directo, el cambio fue inmediato. ¿Qué sucedió? Fue como apagar una hoja de diario con un botellita de spray, el chorro desplazó mucho aire dando la impresión de "soplar el fuego" con gotitas insuficientes para apagarlo. Quizás estaba refrigerando la sala en general con la neblina, pero sin cambios inmediatos sobre mi objetivo.
El documento "Flashover & Nozzle Techniques" de Paul Grimwood, señala: " Se admite también que existe una "entrada de aire" durante la descarga, el cual produce una combustión más intensa durante los estados iníciales de la aplicación (...) Sin embargo, utilizando correctamente las técnicas de 3DWF en el surtidor (Pitón), habrá una insignificante entrada de aire y un inmediato efecto refrigerante.".
El diámetro óptimo de las mangueras para aplicar la técnica 3DWF va desde 38mm a 45mm. La apertura del cono de neblina está entre 30º y 60º con una inclinación de la manguera de 45º con respecto al suelo, las pulsaciones de agua deben ser más largas a mayor distancia, así como también más largas a mayor cantidad de llamas (0.1 seg. a 0.5 seg.) pudiendo variar el tiempo entre cada pulsación. Una vez al lado de la fuente (fuego) aplicar pequeñas descargas de agua niebla sobre paredes para terminar en el foco. Esta técnica se le conoce como "pintar paredes". Luego de varias pruebas realizadas en Europa, todas ellas coincidieron que el mejor pitón es el TFT automático de 470 litros por minuto @ 6.8 bar, curiosamente contamos con dos en la B-2 y tiras de 38mm.
Obviamente los americanos defienden su técnica y los europeos la suya, pero yo como no soy ni norteamericano ni sueco, aplico las dos. Lo mejor es conocer varias técnicas y aplicar la más adecuada en cada caso. Es bueno tener presente la Ventilación Hidráulica, que se configura como una importante técnica para crear un ambiente favorable para los bomberos y posibles víctimas. Antes de complicarte cuál técnica de chorro vas a utilizar ¡Saca el humo de la pieza por la ventana con semi neblina de tu pitón!.
Cuida siempre hacia dónde diriges los gases calientes y el humo, ya que se puede transformar en un arma de doble filo al propagar el fuego a otras dependencias del inmueble.
"mucho humo 3DWF, mucho fuego chorro directo."
Si las técnicas fallan abandona el edificio, quédate con la más eficaz de ese momento y ¡sale! Nótese que para todas las maniobras de extinción y/o refrigeraron de gases no se aplica neblina continua por más de 3 segundos en interiores. Esto produce gran cantidad de vapor que puede provocar serias lesiones o la muerte si no se cuenta con el EPP adecuado.
Armada Reversa para incendios en altura
Después de un incendio en altura en 1991 (mi primer incendio de éste tipo), en el comedor de la guardia nocturna escuche al bombero más ducho de los presentes, el señor Luis Oliva Martínez, decir que las armadas en incendios se deben hacer desde arriba hacia abajo. Entonces me llamó la atención ¿por qué no desplegar las mangueras a medida que se avanza sin perder tiempo?, no lo encontré lógico y pensé algo bueno debe tener, me quedó dando vueltas, nunca le pregunté la razón. Al pasar el tiempo seguía dando vueltas en mi cabeza, buscando buenas razones para defender ésta posición. Luego de varias emergencias con fuego en pisos altos comencé a darme cuenta que tenía razón, las buenas razones aparecieron solas. Me di cuenta que siempre que empezábamos a armar desde abajo hacia arriba, alguien daba el agua sin previo aviso inundando pisos inferiores al incendio, produciendo retraso y una escena poco "profesional".
Si nos faltaba material el esfuerzo de subir y bajar desde y hacia el fuego era enorme. Cada vez encontraba mejor la "armada reversa" (desde el fuego al primer piso). No importa si se ocupa el ascensor o no, si existe o no la red seca (Standpipe), si el fuego es grande o pequeño, tampoco importa si hay poco personal, la armada reversa se puede desplegar tanto por el interior como por el exterior del edificio, bajo distintos escenarios desfavorables sigue siendo la mejor estrategia. Siempre el procedimiento es el mismo, no hace pensar en momentos de estrés ni cambiar de estrategia.
La dotación ideal para realizar esta armada es de dos voluntarios por función: 2 en la base, 2 en la sub-base y 2 en el pitón.
Pitón 1 (Encargados del pitón). 4 mangueras de 52 mm, llave de corte y pitón combo 470 lpm. En caso de haber poco espacio para desplegar las líneas del pitón contamos con un "paquete circular".
Pitón 2 (Encargados de la columna Sub-base). 4 mangueras de 52mm, gemelo 52/52, pitón de chorro sólido (aprox. 800 lpm @ 5 bar) y bolso negro. Este bolso contiene amarras, abrazaderas, un tramo corto de 38mm y un pitón extra de 470 lpm. En caso de existir red seca la columna Sub-base servirá de línea de soporte o respaldo. Es recomendable que aquellos que tengan mejor estado físico estén en éste grupo.
Armada Base (Encargados de abastecer a la columna sub base o Red Seca con mangueras de 70 ó 75 mm). Deberán llevar el material que sea necesario para llegar a la red seca o puerta del edificio, según corresponda. Deben estar atentos a lo que hace "Pitón 2", permaneciendo con tiras 52 mm de reserva en el primer piso.
Dotación Insuficiente
Somos bomberos voluntarios por lo que la cantidad de personal es relativa, nunca es la misma. A veces la bomba es tripulada por 10 voluntarios, a veces por 5, incluso puede ser tripulada por un sólo bombero o incluso sólo por el conductor. Si alguien tripula solo ¿Qué debe hacer? Dejar que el conductor haga la base y el bombero debe hacer la columna Sub-base y pitón 1. El conductor asume la función de la armada base atento para conectar la cola y dar el agua. El material a ocupar corresponde al Pitón 2 está en la cortina 4 al mismo lado del bombero a cargo. Luego de varias armadas convencionales poco pulcras, me atreví a sugerir la armada "Reversa". Algunos me miraron feo y otros dijeron ¡Es Estúpido! de ahí viene el nombre la "armada estúpida", pero el trabajo en incendios me ha dado la razón. Llevo 10 años practicando la armada reversa y cada vez la encuentro mejor. Esto quedó demostrado el 1 de septiembre último en el incendio de Phillips y monjitas.
En éste incendio se armó por el interior descolgando el material correspondiente al "Pitón 2" por el hueco de caja escala, es decir se subieron 4 tiras, un pitón de chorro sólido (800 lpm a 5 bar), un pitón automático de (470 lpm a 7 bar), amarras, gemelo, etc. todo esto ubicado en la cortina 4 de la bomba.
Red Seca En los edificios de cinco o más pisos de altura se deberá instalar una red seca para agua independiente de la red de distribución de agua para el consumo. Será una tubería matriz para utilización exclusiva del Cuerpo de Bomberos, de acero galvanizado ASTM A-53 con unión roscada y tendrá un diámetro mínimo de 100 mm. No obstante, su capacidad deberá verificarse para un caudal total de 24 l/s, con una presión de 50 m.c.a. en la boca de salida más desfavorable. La red seca deberá ir ubicada de tal manera que se permita su inspección y no podrá situarse en lugares comunes con conductores eléctricos. En la parte superior la tubería llevará una ventosa a otro dispositivo automático que permita evacuar el aire del sistema cada vez que sea usado. En la parte más baja del sistema descrito, se dispondrá de una llave de purga que permita desaguar completamente la tubería una vez usada.
La parte inferior de esta tubería se prolongará hasta el exterior del edificio donde rematará en dos bocas de 75 mm. ubicadas a un metro de altura sobre el nivel de piso terminado adyacente y en un lugar de fácil acceso e inmediato a las vías principales de entrada al edificio. Las citadas bocas estarán provistas de sendas válvulas de retención o válvulas de bola con válvulas de retención en la vertical, o bifurcación con chapaleta de desviación según DIN 14.361, con válvula de retención en la vertical. Éstas rematarán en uniones Storz que permitan el acople de la unión Storz DIN 14.322. Cada una de ellas tendrá su correspondiente tapa Storz, asegurada con cadenilla, que la proteja de deterioro o del ingreso de cuerpos extraños.
La red seca tendrá bocas de salida debidamente señalizadas en todos los pisos incluidos los subterráneos, que se ubicarán en los espacios comunes y en lugares de fácil acceso, exceptuando las cajas de escalas presurizadas. Deberá cuidarse que ningún punto de cada piso quede a una distancia mayor de cuarenta metros de una boca de salida. Estas bocas estarán provistas de su correspondiente llave de globo angular de 45, que rematarán en una unión Storz de 52 mm. (2") que permita acoplar la unión Storz DIN 14.322. Las salidas estarán protegidas por las correspondientes tapas Storz, con cadenillas que las resguarden de deterioros o del ingreso de cuerpos extraños.
Rarezas detectadas 1. Red Seca con unión de 110 mm.
En La Fotografía se aprecian dos cañerías de red seca, una convencional y otra de 110 mm.
Existen varios edificios en Santiago con red de 110 mm., como los ubicados en la calle San Ignacio 273, Santo Domingo 1364, la Concepción, etc... ¿Cuántos habrá en similares condiciones. Increíble pero cierto. Existen edificios con entradas a la red seca de 110mm, dato no menor porque nosotros los bomberos sabemos que existen solamente bocas de 75 mm (Decreto 50 MOP), más conocidas como entradas de "70". El problema se va a dar cuando debamos alimentar una red seca de 110 mm con nuestras mangueras con uniones de 75mm. Esto lo podemos solucionar poniendo un traspaso "110/75", todas las bombas tienen uno, pero son ocupados en las operaciones de alimentación de la misma bomba, por lo que no se pueden utilizar en la red seca. La solución real será tener un traspaso 110/75 (Übergangsstück A-B) extra o utilizar un gemelo ciego (Sammelstück A-2B), es decir, un gemelo sin llaves.
Existe una red AZUL completamente independiente a la RED SECA, el fin de esta red (azul) es alimentar los estanques de reserva de los edificios que sirven de respaldo a la red de agua domiciliaría encargada de abastecer la RED HÚMEDA, por lo tanto, no prestan una ayuda para el uso de la red seca ni sirve para alimentar a una bomba (¿Supuesta idea original?).
Si son redes completamente aparte con fines distintos ¿qué pasó aquí?:
¿Qué es esto?
El 90% de las tomas de RED SECA no indican el destino del agua.
Ésta red seca (abajo) tiene mala su válvula de retención, no debiera salir agua por aquí. CUIDADO AL ABRIR UNA TAPA EN ÉSTAS CONDICIONES, LA COLUMNA DE AGUA PRODUCE UNA GRAN PRESIÓN PROYECTANDO LA TAPA LEJOS DE LA RED, pudiendo producir lesiones al operador y/o transeúntes. Recomendación no pararse frente a la tapa al abrirla.
Si no sirven para el trabajo bomberil‌
Grifos Un grifo (Hidrante, boca de incendio) es una toma de agua diseĂąada para proporcionar un "caudal adecuado" para los bomberos en los incendios urbanos.
Es muy frecuente que los grifos presenten problemas, como también es muy común culparlos ocultando problemas de diseño y que acarrean dificultades en los incendios de gran magnitud, como por ejemplo: pocos grifos y de bajo caudal. Si no se corrigen estos problemas, bomberos se ve forzado a tomar otras estrategias, que sin duda son un problema más a parte del incendio en sí. No podemos utilizar más de un grifo a la vez (de la misma red). Otro ejemplo: En Chile no podemos trabajar (los bomberos) como lo hacen en Estados Unidos, cuando conectan la "cama" de 4 o 5 pulgadas al grifo, la bomba avanza desplegando el material logrando una rápida línea para su abastecimiento, incluso ésta línea puede ser paralela de 3 1/2 ó de mayor diámetro, operación muy práctica cuando el grifo es abastecido por una gran red que permita trabajar simultáneamente a varias compañías. ¿Por qué no podemos hacerlo? RESPUESTAS: Grifos de bajo caudal (250 gpm) y presión insuficiente (3 bar P. dinámica), además algunos Grifos no están operativos o en óptimas condiciones. A esto debemos agregar los problemas por consumo (su demanda aumenta por las mañanas). En grandes incendios, cuando llegamos primeros tenemos caudal suficiente y presión adecuada para nuestra bomba debido a que contamos con agua de nuestros estanques y un grifo capaz de abastecer a una sola bomba. Cuando llegan los ¿"refuerzos"? el caudal del grifo se reparte 250 gpm (900 lpm), los estanques se acaban y como mala estrategia se arman muchos pitones de bajo caudal de 125 gpm (470 lpm) que PARADÓJICAMENTE consumen mucha agua (en conjunto), pero no permiten un buen alcance del chorro ni caudal suficiente, para hacer daño al fuego por si solos. Siguiendo la idea, muchos bomberos tratan de hacer durar el agua con pitoncitos, lo que está muy mal, DEBEMOS LIQUIDAR EL FUEGO LO ANTES POSIBLE O POR LO MENOS CONTROLARLO, esto lo logramos con grandes pitones de mano (sobre 250 gpm), bien ubicados y con mangueras de diámetro acorde, Así aprovecharemos mejor el agua desde un principio.
¿Cómo abrir la tapa de la "matriz" (Válvula de pie)?
Lecciones Aprendidas No posesionar todas las bombas en la misma red. No armar un exceso de pitones, es mejor pocos y efectivos. Revisarlos en forma periódica, ya que, así se recordará mejor su ubicación y estado para informarlo a la empresa de obras sanitarias, en caso de presentar problemas. No siempre están malos, sino que, son de caudal insuficiente para apagar grandes incendios. Si no los hay (grifos), no ahorrar agua con pitoncitos tirando un chorrito por 10 minutos. Es mejor utilizar pitones manuales de gran desalojo para bajar las llamas rápidamente en 1 minuto o menos. ¿Qué sacamos con tener agua por 10 minutos, sino apagamos el fuego? En grandes incendios posesionar la bomba junto al grifo. Se pueden utilizar mangueras de succión", ya que, permite mejor el paso de agua desde el grifo a la bomba, disminuyendo las perdidas por roce. Avisar inmediatamente al Mando si presenta fallas. Rectificar las líneas de abastecimiento. (foto inferior) No podemos copiar todo lo que vemos en revistas y/o televisión, lo mejor es reconocer las propias limitaciones y mejorarlas.
Nota: El husillo de TODOS los grifos (amarillo, verde, con o sin franja verde), siempre cierran hacia la derecha.
Recomendaciones Adquisición de material: Es importante utilizar el lenguaje y términos correctos, ya que en estas instancias se habla con personas ajenas a la institución y que se rigen por un lenguaje técnico y no por el lenguaje y terminología bomberil. Es también importante corroborar que el material que se está adquiriendo realmente podrá cumplir con las funciones que dice cumplir (adquirir pitones de 250 GPM o 946 LPM con uniones storz B, es subutilizar el material, ya que ese desalojo se alcanza fácilmente con material de 52mm. con uniones storz C; adquirir gemelos y trifurcas con conductos pequeños y uniones de mayor dimensión, etc.). ¿Que Armar? Conocer las capacidades de nuestro cuerpo bomba, el estanque y los pitones a utilizar para trabajar con el material adecuado a las capacidades reales que tenemos. Armadas: Si es posible en una primer instancia, armar directamente desde las salidas del cuerpo bomba sin utilizar bifurcaciones (gemelos, trifurcas).
Ventajas Menores pérdidas por fitting. Mayor Velocidad en realizar la armada. Minimizar la posibilidad de que terceros interfieran la armada (una situación muy común cuando se encuentra alguna bifurcación con salidas desocupadas, como una trifurca en la que se conectan para alimentar otra máquina en condiciones en las que ya habían 2 pitones conectados a esta y reducen drásticamente el caudal y la presión en los pitones).
Incendios en Altura (Orden del día N° 50 del año 2000) Esta señala que las líneas de ataque en incendios de altura deben ser de 38 mm, lo cual es un error garrafal en términos del trabajo hidráulico que se desarrolla en un incendio en altura, ya que estas tiras en 15 metros pierden casi 1 [bar] de presión, lo cual agrava la situación de baja presión en la que nos encontramos al trabajar en altura (se pierde 1 [bar] cada 10 metros de altura), y su bajo caudal no es recomendable para éste tipo de incendios. Como otro punto en contra está que su gran flexibilidad beneficia el que se generen quiebres en la tira con lo cual el desalojo final se encuentra muy por debajo de lo necesario para controlar una situación en la que nos encontremos con fuego en fase 2. Quizás si domináramos y se facilitasen las condiciones para utilizar la técnica 3dwf, sería adecuado el diámetro, pero muchos golpes de ariete y el uso de neblina no son recomendados en un incendio de altura.
Recordar que estas líneas pierden 4 veces más que las de 52mm y desalojan solo 125 galones por minuto. Una línea de ataque de 52 mm es mucho mejor, como referencia la NFPA 14 estipula utilizar líneas de mayor diámetro, 65mm por ejemplo. Si la línea del ataque inicial de 38mm no logra controlar las llamas, nos veremos forzados a reemplazar éstas mangueras por otros más grandes (52 mm). Simplemente se perderá tiempo muy valioso, a parte del desgaste del personal poco acostumbrado a éste tipo de incendio. ¿Por qué no hacer una línea de 52mm inicialmente?. Pitón a elegir en un incendio en altura: debido a que nos veremos enfrentados a pérdidas por altura, es recomendable trabajar con pitones que puedan operar a bajas presiones. Al comparar los pitones neblineros automáticos que trabajan a 7 [bar] y los pitones de chorro sólido que trabajan entre 3,5 a 5 [bar], estos últimos también tienen como ventaja el poder expulsar por sus orificios de mayor diámetro objetos que podrían tapar un pitón neblinero y que normalmente se encuentran en las redes secas, además de desalojar mayor cantidad de agua a bajas presiones, tener menor reacción del pitón y mayor penetración en el fuego. Es mejor trabajar sobredimensionado de material en un siniestro. La curva del desarrollo del fuego en un siniestro alcanza rápidamente temperaturas de 700 °C, por lo que si logramos detener la escalada de la temperatura en etapas tempranas, resulta más fácil contenerlo y finalmente extinguirlo. Al considerar la posibilidad de verse enfrentado a una situación de peligro con un caudal insuficiente tendríamos que cambiar el material de trabajo por uno de mayor diámetro, perdiendo tiempo, agotamiento del personal e incluso riesgo vital para quienes se vean enfrentados a esta situación. Tampoco es recomendable armar otro pitón de las mismas dimensiones que el primero, porque sumando ambos no se obtendrá el mismo poder de penetración y desalojo de uno superior. Es de vital importancia recordar que mientras más progrese el fuego en un incendio, más difícil nos será controlarlo, hasta que llegue a la cúspide de su curva de comportamiento y comience a decaer, nuestra labor debe concentrarse en evitar que llegue a la cúspide y extinguirlo rápidamente, el agua debe ser utilizada en cantidades suficientes para extinguir el fuego y no para prolongar su avance, ¿cuántas alarmas de incendio se podrían evitar si desde un inicio usamos los caudales adecuados?, ¿será conveniente vaciar el estanque mientras la segunda maquina se preparara para alimentarme o dejo que el fuego progrese arrojando un caudal insuficiente?, estas son preguntas que los voluntarios que salen a cargo en un llamado con fuego se debe hacer, siempre resguardando la seguridad de su personal.
En la mayoría de los llamados con fuego a los que acudimos, ¿en qué fase podríamos catalogar al fuego?, generalmente nos vemos frente a un fuego en Fase 1 pasando a Fase 2 o derechamente en Fase 2. Como pueden apreciar en el grafico, con la adecuada intervención de bomberos el fuego no alcanza su máxima expresión y se ve rápidamente extinguido.
Bibliografía Termodinámica Para Ingenieros Potter, Merle C. & Somerton,Craig W (Editorial McGraw-Hill)
Termodinámica Cengel Yunus A. (Editorial McGraw-Hill)
http://segundaesmeralda.blogspot.com
3D firefighting de www.firetactics.com www.contraincendioonline.com www.fireengineering.com es.wikipedia.org
Manual de hidráulica aplicada al trabajo bomberil, por Fernando Palma Urzúa, Mauricio Torti Besnier y Carlos Subiabre Sierralta, para la Segunda Compañía de Bomberos de Santiago.
Agosto 2009