LA INTENCIÓN DEL CAUDAL DE MANGUERAS
EN LOS DISEÑOS DE SISTEMAS DE ROCIADORES AUTOMÁTICOS
Javier Alberto
Sotelo Calderón. Julio 2.016
Los sistemas de rociadores automáticos son cada vez más populares en todo
el mundo y particularmente en América Latina se ha incrementado su instalación,
bien sea por motivos de exigencia o por convicción del dueño en que estos son
la mejor manera de evitar las pérdidas humanas y de propiedad en caso de un
incendio; este crecimiento ha permitido que más ingenieros se involucren en el
diseño de los mismos y por lo tanto, se requiere mayor entendimiento en los fundamentos
de operación de los sistemas de rociadores y en los criterios técnicos que
establece la norma NFPA 13, Norma para la Instalación de Sistemas de Rociadores.
Para realizar un adecuado diseño de un sistema de rociadores, es necesario
tener el criterio suficiente y la experticia para definir correctamente la
clasificación del riesgo del área a proteger, si esta definición es incorrecta
el resto del trabajo también lo será, ya sea por deficiencia en la protección o
por sobre costos innecesarios y contra producentes al clasificar un riesgo más
alto del real de la ocupación.
Con la clasificación del riesgo, el diseñador determina el caudal de
rociadores que corresponde a la multiplicación del área de diseño por la
densidad (aplica para el método área densidad en riesgos leve, ordinario 1,
ordinario 2, extra 1 y extra 2, ver figura 11.2.3.1.1, NFPA 13, Edición 2.016,
y para protección de áreas de almacenamiento protegidos por el método área
densidad), pero, para definir el tamaño del almacenamiento de agua y el
estimado de caudal nominal del sistema de bombeo contra incendio no es
suficiente este dato, se requiere adicionalmente el caudal de chorros de
manguera y la duración (tiempo) del abastecimiento de agua, y es en este punto
donde se generan discusiones y posiblemente confusiones por parte de los
diseñadores y usuarios.
Para aclarar este aspecto la tabla 11.2.3.1.2 de NFPA 13 Edición 2.016[1] determina
los caudales para asignación de chorros de manguera en los riesgos leve, ordinarios
1 y 2, y extra 1 y 2, en esta tabla encontramos una columna de caudal para
mangueras interiores, una columna para caudal total combinado de mangueras
interiores y exteriores y una columna con la duración del suministro; este
nombre que da la norma a estos caudales hace pensar a algunos diseñadores y
usuarios que el control o supresión del fuego con rociadores automáticos
requiere necesariamente la intervención de chorros de manguera de operación
manual, lo cual es una interpretación incorrecta del requisito normativo; las
pruebas a escala y de incendios reales que realizan los entes de investigación
de rociadores automáticos, que son la base de los criterios de densidad y áreas
de diseño que encontramos en la norma NFPA 13 y en general en todos los
documentos de diseño de estos sistemas, se hacen con la operación exclusiva de
los rociadores automáticos, no con el apoyo de chorros de manguera, es decir,
los rociadores automáticos, solos, son suficientes para el control o supresión
de incendios, siempre y cuando estén bien diseñados, correctamente instalados,
adecuadamente inspeccionados, probados, mantenidos y las condiciones del área protegida se conserven
con respecto al criterio original de diseño.
Ocupación
|
Mangueras
interiores
|
Total combinado de
las mangueras interiores y exteriores
|
Duración (minutos)
|
||
gpm
|
L/m
|
gpm
|
L/m
|
||
Riesgo leve
|
0, 50, ó 100
|
0, 189, 379
|
100
|
379
|
30
|
Riesgo ordinario
|
0, 50, ó 100
|
0, 189, 379
|
250
|
946
|
60 - 90
|
Riesgo extra
|
0, 50, ó 100
|
0, 189, 379
|
500
|
1893
|
90 - 120
|
Figura 1; tabla 11.2.3.1.2, Requisitos
para la asignación de chorros de mangueras y de duración del abastecimiento de
agua para sistemas calculados hidráulicamente
(NFPA 13, 2016) [2].
En los diseños de sistemas de rociadores automáticos los chorros de
manguera se plantean como una posibilidad deseable pero no obligatoria de
atender el incendio en su etapa inicial o poder con los mismos realizar la
remoción final y limpieza del área incendiada una vez los rociadores hicieron
su trabajo de control o supresión; la tabla 11.2.3.1.2 divide los chorros de
manguera en dos: mangueras internas y total combinado entre mangueras internas
y externas, las mangueras internas refieren a las conexiones de manguera que se
alimentan del sistema de rociadores, es decir, que están conectadas a las
tuberías de la red de rociadores, los caudales de agua para estas mangueras
según la tabla 11.2.3.1.2 son 0 gpm, 50 gpm o 100 gpm, por lo tanto, a menos
que la autoridad competente (AC) requiera o permita la conexión de mangueras
internas, los diseños de los sistemas de rociadores deberían diseñarse con cero
(0) gpm de mangueras internas; de acuerdo a (NFPA 13, 2016) numeral
8.17.5.1.1.3, para edificios protegidos completamente con sistemas de
rociadores automáticos, las conexiones de mangueras de 1½” para el uso de
ocupantes no son requeridas (sujeto a lo indicado por la AC); este criterio es
importante, dado que al diseñar salidas de manguera que se conecten al sistema
de rociadores automáticos necesariamente se debe contemplar ese caudal dentro
del diseño de la red de rociadores, lo cual implica, probablemente mayores
diámetros de tuberías, válvulas, accesorios, etc.
Por lo tanto, los
caudales definidos como chorros de manguera internos y externos constituyen un
factor de seguridad para el cálculo del volumen del tanque y del tamaño de la
bomba contra incendio, no es la intención del comité técnico de la norma NFPA
13 definirlos como un medio principal de extinción del fuego, para eso están
los rociadores automáticos, los caudales indicados para chorros de mangueras no
requieren presiones mínimas de operación y en el diseño pueden identificarse
como puntos hidráulicos imaginarios en las conexiones a los sistemas de
rociadores (base del riser), o preferiblemente calcularlos en conexiones reales
(hidrantes o salidas de manguera) que estén cercanas al sistema que se está
validando hidráulicamente y donde sí hay posibilidad en un momento dado de
usarlos.
En el cálculo hidráulico de los sistemas, al caudal de los rociadores (Área
de diseño x densidad) le sumamos el caudal total de mangueras interiores y
exteriores y obtenemos el caudal total del sistema, con este caudal podemos
definir preliminarmente la capacidad nominal de la bomba contra incendio
requerida, adicionalmente, este caudal total del sistema multiplicado por el
tiempo de duración que indica la misma tabla 11.2.3.1.2 nos permite definir el
volumen del tanque de almacenamiento de agua; nótese que este volumen total se
calcula asumiendo que el caudal del sistema (rociadores y mangueras) se
descarga desde el primer minuto de operación de la red, lo cual, en la realidad
no ocurre, dado que es progresiva la activación de los rociadores y como lo
indicamos arriba el caudal de mangueras es un caudal de seguridad, con lo cual
podemos concluir que el volumen del tanque también contempla un factor de
seguridad y es por ello que para definir el volumen del mismo se usa el caudal
teórico y no el caudal real que se determina con los resultados de los cálculos
hidráulicos.
Dentro de los
objetivos fundamentales de la normativa NFPA está el salvar vidas y propiedades
ante los eventos de incendio y cada quien tiene su responsabilidad en el logro
de estos objetivos, los ocupantes deben salir de los edificios o quedarse en
áreas seguras de refugio, su función no es usar mangueras, el uso de mangueras es
responsabilidad del personal entrenado, especialmente los cuerpos de bomberos y
esto se da solo cuando el incendio lo requiere y permite, son los rociadores
automáticos los encargados de controlar o suprimir el fuego.
Nuestra obligación como consultores y
diseñadores de sistemas de protección contra incendio es velar porque los diseños
queden bien hechos y acompañar a los dueños y usuarios de los proyectos verificando
que lo diseñado quede correctamente instalado y operativo, para ello se necesita
de profesionales que estén capacitándose constantemente, consultando las actualizaciones
normativas, interpretando correctamente los criterios y con la seriedad suficiente
para entender que los sistemas de rociadores automáticos a pesar de su
masificación requieren de conocimiento profundo, por lo tanto el diseño e instalación
lo deben realizar solamente empresas con personal calificado, la competencia y
el respaldo técnico suficiente.
JAVIER SOTELO
Gerente
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Referencias
NFPA (2016). NFPA
13, Standard for the Installation of Sprinkler Systems. National Fire Protection
Association. Quincy, Massachusetts.
[1] Requisitos para la
asignación de chorros de mangueras y de duración del abastecimiento de agua
para sistemas calculados hidráulicamente.
[2] Para los requisitos de asignación de chorros de mangueras
y de duración del abastecimiento de agua en diseños de sistemas de rociadores automáticos
en áreas de almacenamiento ver la tabla 12.8.6.