lunes, 28 de septiembre de 2015

RESPUESTAS A LA DUDA MÁS COMÚN SOBRE LAS CURVAS DE DISEÑO DE SISTEMAS DE ROCIADORES AUTOMÁTICOS.

Durante los últimos años he tenido la oportunidad de ser instructor en diversos cursos de diseño de sistemas de rociadores automáticos a través de Latinoamérica, las preguntas son de toda índole, desde las diferencias entre un rociador montante con uno pendiente hasta los criterios más elaborados para la definición o aceptación de espacios ocultos en donde puedan ser omitidos los rociadores; pero cuando llegamos al capítulo de diseño de sistemas de rociadores por el método área/densidad (ver NFPA 13, figura 11.2.3.1.1), los asistentes en su mayoría me hacen la misma pregunta: ¿En qué casos debo utilizar un punto de diseño dentro de las curvas distinto al del área menor?, es decir, por ejemplo, para riesgo leve, la primera intención de diseño se realiza sobre un área de 1.500ft2, con una densidad de aplicación de 0,10gpm/ft2, ¿en qué casos entonces deberían utilizar otro punto de diseño sobre la curva?.

La literatura sobre rociadores automáticos, especialmente el Handbook de la norma NFPA 13; indica que las pruebas realizadas durante los últimos 100 años de desarrollo tecnológico en rociadores automáticos para el control de incendios han permitido definir estas curvas que relacionan el área de control del fuego con unas cantidades específicas de aplicación de agua para cada área, con lo cual, se lograría el objetivo de controlar un incendio;sin embargo, dentro de la discusión y análisis sobre estecuestionamiento, sugiero como respuestaa esta pregunta,que los puntos de diseño sobre las curvas de área/densidad distintos al punto de menor área se deben utilizar principalmente en sistemas de rociadores del tipo diluvio, en estos sistemas es la misma área del sitio a proteger la que comanda el requerimiento de área de diseño,en un sistema de rociadores tipo diluvio todos los rociadores están abiertos, es decir, que es el área cubierta por los rociadores la que define la cantidad de agua que se requiere en el sistema, analizando  éstas curvas, nos están indicandotambién la máxima área permitida para un sistema de rociadores tipo diluvio controlado por una única válvula,para el Riesgo leve, el área máxima es de 3.000ft2, para riesgos ordinario 1 y 2, elárea máxima es 4.000ft2 y en riesgos extra 1 y 2 el área máxima es 5.000 ft2.

Debemos también tener en cuenta las ampliaciones o modificaciones de área de diseño que son descritas en los numerales 11.2.3.2.4 y 11.2.3.2.5, de NFPA 13, edición 2010, donde por ejemplo, la Norma nos pide aumentar el área de diseño un 30% ensistemas de tubería seca o techos con pendientes mayores al 16%, entre otros casos, sin embargo, dichos aumentos de área deben hacerse sin modificar la densidad.
Para los que trabajamos diariamente con sistemas de rociadores no tiene mucho sentido diseñar con un punto distinto al más bajo, dado que a medida que se sube sobre las curvas de diseño, la necesidad de agua en el sistema (caudal de rociadores) aumenta; la única razón que justificaría usar otra área obedecerá a conceptos de orden hidráulicos donde por ejemplose tenga mayor suplencia disponible de agua y se requiera menor presión en el punto de conexión o suministro, esto usualmente se da en sistemas conectados a redes públicas de agua; aunque en América Latina no es muy usual conectar nuestros sistemas contra incendio a estas redes.
Veamos un ejemplo y analicemos su justificación, escojamos dos puntos en la curva para riesgo extra 1, la densidad de aplicación de agua en el punto más bajo en la curva es de 0,30gpm/ft2, sobre un área de diseño de 2.500 ft2, es decir, que el caudal de rociadores es igual a 750 gpm –sin incluir mangueras-, si subimos en la curva al punto de diseño en 4.000 ft2, la densidad de aplicación es de 0,24gpm/ft2, es decir que el caudal de rociadores para esta área es de 960gpm –sin incluir mangueras-, con este aumento de área hemos aumentado el caudal requerido para los rociadores en 210 gpm, lo que implica mayor diámetro de tuberías, de válvula de corte, de accesorios y posiblemente en tuberías de alimentación y ramales, pero veamos cual es la disminución del requerimiento de presión; en el primer caso con una densidad de 0,30gpm/ft2 y asumiendo un área de cubrimiento por rociador de 100ft2, el caudal mínimo que debe suministrar un rociador es de 30 gpm, con un rociador de k=8, la presión mínima en este rociador será de 14,06 psi; para el segundo punto de diseño, con una densidad de 0,24gpm y un rociador del mismo K=8 y cubriendo los mismos 100ft2, se requiere un caudal mínimo de 24 gpm y una presión mínima de 9 psi, es decir que requerimos 5,06 psi menos con esta densidad que comparado con la densidad de 0,30gpm/ft2, pero también nos indica que este sistema debe contar con 210 gpm adicionales de suplencia de agua, la pregunta entonces es; ¿Se justifica diseñar con un área de 4.000ft2?, la respuesta: sólo si esos  5,06 psi de presión afectan mi resultado hidráulico y tengo suficiente agua para  suplir los 210gpm adicionales, es justificable.

Espero haber contribuido un poco en despejar una de las inquietudes que seguramente todos los que trabajamos en el tema nos planteamos alguna vez.
En futuras ediciones seguiremos explorando la inmensa cantidad de posibilidades técnicas que nos ofrecen las normas NFPA, las cuales son nuestro referente principal para los diseños de sistemas contra incendio y alimentan nuestra pasión de seguir trabajando día a día con el fin de salvar vidas, propiedades, negocios y proteger el medio ambiente.

JAVIER SOTELO
Gerente OSHO Ingenieria Ltda.
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miércoles, 23 de septiembre de 2015


RESPONSABILIDADES DEL PROPIETARIO O SU DESIGNADO EN LA INSPECCIÓN, PRUEBA Y MANTENIMIENTO DE SISTEMAS CONTRA INCENDIO
Javier Alberto Sotelo Calderón. Septiembre 2.015

Poco a poco en América Latina los Sistemas contra Incendio se han convertido en un componente fundamental de la operación de una industria, un centro comercial, un edificio de oficinas e incluso de un edificio de viviendas, así como la protección antisísmica de las estructuras solo esperamos actúe en caso de un terremoto, los sistemas contra incendio solo actuaran en caso de incendios, por tal razón estos sistemas requieren de un programa periódico de Inspección, Prueba y Mantenimiento que asegure que los mismos estarán operativos para ese único y desafortunado evento de incendio. Las Estadísticas de operación de sistemas de rociadores automáticos en Estados Unidos indican que del 100% de sistemas que operaron en un evento de incendio el 96% fue efectivo en el control del fuego, sin embargo, en los eventos en que los sistemas de rociadores no operaron o fallaron en su objetivo de control del fuego, el 64% de las fallas obedeció a que la válvula de corte de agua del sistema estaba cerrada cuando se presentó el incendio (falla atribuible a la falta de inspección del sistema), el 17% a intervención manual inadecuada en el sistema, el 6% a fallas de mantenimiento, el 5% a sistemas inapropiados para el riesgo que protegían y el 8% a componentes que se dañaron durante el incendio[1].
Si analizamos estos datos encontramos que más del 70% de los casos de falla de sistemas de rociadores fue ocasionado por falta de Inspección y Mantenimiento, principalmente por un control simple pero fundamental: verificar que la válvula del sistema esté abierta. Si este tipo de situaciones ocurre en Estados Unidos donde el control de los sistemas contra incendio es requisito legal en la mayoría de los estados y su no cumplimiento puede tener consecuencias penales y es observado por la justicia como una acción criminal, debemos mirar hacia América Latina donde apenas estamos entendiendo la necesidad de contar con protección contra incendio en todas las ocupaciones donde haya seres humanos.
En Febrero de 2.014 registrábamos la tragedia en la discoteca Boate  Kiss de la ciudad de Santa María, en el estado de Rio Grande do Sul, en Brasil, donde perdieron la vida 233 personas, discoteca con una sola salida de emergencia y que no contaba con sistemas de detección y alarma ni sistema de extinción de incendios; incendio de comportamiento similar al de la discoteca Cromañon en Buenos Aires ocurrido el 30 de diciembre de 2.004 donde fallecieron 194 personas y la cual tampoco contaba con condiciones de protección contra incendio adecuadas, estas tragedias pudieron haberse evitado si en estos locales de reunión se hubiera contado con sistemas de rociadores automáticos y controles adecuados de ocupación y de seguridad humana, sin embargo, mientras estos sistemas contra incendio no cuenten con un adecuado programa de inspección, prueba y mantenimiento es como si no existieran; y el principal responsable de la gestión de esto es el propietario o su representante.
NFPA 25 (Norma Para la Inspección, Prueba y Mantenimiento de Sistemas a Base de Agua), en adelante IPM, es el documento técnico que más luces nos da para entender quienes intervienen en un programa de inspección prueba y mantenimiento de sistemas contra incendio a base de agua, qué actividades deben hacerse, con qué frecuencia, cómo se documentan  y quién es responsable de cada una de ellas, este documento fue aprobado como Norma Nacional Americana para los EE.UU., en agosto de 2.013.  
El capítulo 4 de la norma NFPA 25[2] nos indica quienes hacen parte del proceso de IPM y cuáles son sus roles y responsabilidades en la gestión del mismo; dentro de los involucrados en este proceso el principal actor y responsable es el Propietario o su representante (ocupante, administrador, o cualquiera que lo represente legalmente); el numeral 4.1.1* de NFPA 25 edición 2.014 indica que el responsable por la Inspección, Prueba, Mantenimiento y reparación de los sistemas contra incendio a base de agua es el propietario o su representante; esto no significa que sea el propietario quien desarrolle las actividades propias del IPM,  estas deben ser desarrolladas por personal calificado (numeral 4.1.1.2) en este punto es importante indicar que de preferencia se debe realizar contrato formal con empresas especialistas y calificadas en IPM para sistemas contra incendio que ojala sean independientes al montaje de tal manera que no tengan visiones sesgadas o prejuiciosas de los sistemas instalados, entender la especialización que se requiere en este servicio es clave para que el desarrollo del mismo cumpla lo indicado en esta norma.
En los siguientes numerales se determina las actividades que son obligación del propietario en los planes IPM:
1.    Permitir el acceso a inspeccionar y probar los sistemas (numeral 4.1.3); el propietario debe permitir el acceso a verificar sus sistemas contra incendio bien sea por la autoridad con Jurisdicción o por la empresa que haya contratado para el desarrollo de las actividades de IPM; es la única manera de evidenciar su operatividad.
2.    Notificar a las autoridades competentes antes de realizar interrupciones a los sistemas contra incendio (numeral 4.1.4); el propietario debe avisar a la autoridad con jurisdicción, la compañía de seguros, cuerpos de bomberos, etc, cualquier interrupción que tenga planeada a sus sistemas contra incendio o el desarrollo de pruebas que impliquen falsas alarmas. 
3.    Corregir deficiencias (numeral 4.1.5); el propietario debe gestionar la reparación de las deficiencias en los sistemas contra incendio que se encuentren durante el desarrollo de las rutinas de inspección y prueba, es importante anotar que estas correcciones deben ser realizadas por personal calificado para esta labor (4.1.5.2), a propósito de este requisito podemos mencionar también que el alcance de NFPA 25 no es realizar dentro de las rutinas de IPM análisis de riesgos de incendio o evaluación de cumplimiento normativo del sistema diseñado e instalado, NFPA 25 asume que la instalación original fue adecuadamente recibida y aceptada por la Autoridad con jurisdicción, sin embargo, cambios de uso de la ocupación o de características de la instalación  con respecto a la condición original si deben ser evaluadas tal como se explica en el siguiente párrafo.
4.    Evaluar normativamente cambios de uso, ocupación, proceso o manejo de materiales (numeral 4.1.6*); cuando se cambie el tipo de ocupación de una o varias áreas, se modifiquen procesos, materias primas, tipo y alturas de almacenamientos, características del edificio, etc, se debe ajustar el sistema contra incendio a los nuevos riesgos desarrollando los análisis de ingeniería contra incendios respectivos, es importante anotar que el mismo numeral aclara que no hace parte del plan IPM las evaluaciones de ingeniería cuando ocurren estos cambios, pero que es obligación del propietario analizar el cumplimiento de sus sistemas con respecto a esos nuevos riesgos.
5.    Ajustar los Sistemas contra Incendio cuando se requiere (numeral 4.1.7*): Una vez desarrollado el análisis de riesgos del numeral anterior, es responsabilidad del propietario realizar los diseños y ajustes de montaje que se determinen a partir del análisis de ingeniería. Textualmente la norma NFPA 25, edición 2.014, numeral 4.1.7.2 indica “Cuando la evaluación de riesgos indica que el sistema instalado es inadecuado para proteger el edificio o el riesgo evaluado, el propietario o su representante debe hacer las respectivas correcciones”. Un ejemplo común de esta condición es lo que ocurre en las bodegas de almacenamiento; usualmente estas ocupaciones varían la forma o altura  de almacenamiento, tipo de mercancía y mecanismo de almacenamiento (en estantería, estibado, en arrumes, etc); cambios menores en cualquiera de estas condiciones pueden requerir cambios importantes en el sistema contra incendio, por tal razón la mejor recomendación es que el diseñador evalué desde el principio los posibles usos, máximas alturas de almacenamiento y las condiciones más demandantes de protección que pudiera requerir la bodega con lo cual estos sistemas cubrirían la mayoría de riesgos que puedan ser definidos.
6.    Almacenar los archivos de inspecciones, pruebas y mantenimientos (numeral 4.3.1 y 4.3.3*): Es responsabilidad del propietario mantener los archivos que evidencian la realización de las rutinas de IPM por al menos 1 año posterior a la realización de las actividades y disponibles para auditoría por parte de la autoridad con jurisdicción, la compañía de seguros u otro ente que así lo solicite, sin embargo, es recomendable que la empresa encargada del IPM mantenga también una copia de estos registros.
La responsabilidad de los planes IPM no es solo del propietario, en los mismos también están vinculados la autoridad con jurisdicción, las empresas aseguradoras, la empresa especialista encargada del desarrollo de las actividades de IPM, las empresas proveedoras de repuestos, inclusive las empresas de servicios municipales, entre otros, sin embargo, el principal responsable de gestionar que los sistemas contra incendio de su instalación funcionen correctamente es el propietario de la misma o su delegado,  el no mantener los sistemas contra incendio en adecuadas condiciones de operación puede ser causal de responsabilidades penales y el  incumplimiento de requisitos de pólizas que pueden generar el no pago de las mismas por parte del asegurador; afortunadamente para ayudar al propietario a gestionar el IPM existe la NFPA 25 que nos da la guía para Inspeccionar, probar y mantener los sistemas contra incendio a base de agua y con ello asegurar su correcto funcionamiento las 24 horas del día los 365 días del año.


JAVIER SOTELO
Gerente
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En 2014 sembramos 280 arboles compensando la huella de carbono generada por nuestra operación en ese año.



[1] John R. Hall, Jr., June 2013 NFPA, 1Batterymarch Park, Quincy, MA 02169, www.nfpa.org Fire Analysis & Research Division.
[2] NFPA 25, Edición 2.014.
* El (*) indica que el numeral cuenta con un apéndice que sirve como guía para la consulta del sentido técnico del texto normativo.
  




Referencias
Klauss, M. (2014). NFPA 25, Water-Based Fire Protection Systems Handbook. National Fire Protection Association. Quincy, Massachusetts.




[1] John R. Hall, Jr., June 2013 NFPA, 1Batterymarch Park, Quincy, MA 02169, www.nfpa.org Fire Analysis & Research Division.
[2] NFPA 25, Edición 2.014.
* El (*) indica que el numeral cuenta con un apéndice que sirve como guía para la consulta del sentido técnico del texto normativo.