Diseño de Instalaciones de Protección Contra Incendios (PCI) III.

En el post que os presento hoy, vamos a continuar con la serie temática de Adolfo Sahuquillo sobre el «Diseño de instalaciones de Protección contra incendios (PCI).

Hidráulica aplicada a Bombas Contra Incendios

Las Bombas Contra Incendios son «el alma» de la instalación hidráulica, ya que será la encargada de aportar caudal y presión a los diferentes sistemas contra incendios (rociadores, gabinetes de mangueras, hidrantes exteriores, etc).

A continuación se aportarán unas nociones básicas, que en próximos documentos serán actualizadas al detalle.

Los abastecimientos de agua comúnmente usados en muchos países son:

  • Sistemas de bombeo exclusivo para servicio de incendio
  • Teniendo como fuente un depósito, una red pública o una fuente inagotable.
  • Tanques o depósitos elevados
  • Tanques o depósitos presurizados
  • Redes de acueducto público

El abastecimiento para una instalación de protección contra incendios representa el equipo más importante de la misma. Para que un sistema de PCI funcione correctamente, es necesario que el abastecimiento cumpla con las necesidades del sistema más desfavorable. Así mismo, es necesario prever futuras ampliaciones para que el grupo de presión sea válido para un futuro.

¿Quién define el tipo de suministro?

En primer lugar debemos cumplir con la normativa exigida legalmente por el país, el estado o ciudad.

UNE-23-500-90, UNE-EN 12845. En España.

ICC, SBCCI, BC of NY. En estados Unidos.

Luego en el caso de grandes corporaciones las compañías aseguradoras pueden ser más exigentes en cuanto al los requisitos a cumplir por el suministro de agua.

  • National Fire Protection Association NFPA.
  • Factory Mutual FM.
  • General Electric Global Asset Protection Guidelines. GE GAP
  • Normas de PDVSA en Venezuela
  • etc

Suministros Típicos de Agua

Condiciones y Definiciones

Es el conjunto de una instalación que suministra o proporciona agua a los sistemas de Protección Contra Incendios.

Los Abastecimientos de Agua Contra Incendios deben cumplir con las siguientes condiciones:

  • Deben ser automáticos
  • Con seguridad de no ser afectados por heladas, sequías o inundaciones
  • Sin materias sólidas que puedan obstruir las conducciones.
  • Controlada por el propietario o usuario de la instalación
  • Dotada de avisadores de «falta de presión» y «falta de reserva»
  • Con capacidad suficiente para suministrar caudal y presión demandado por el sistema
  • La falta de energía eléctrica no debe afectarles

El elemento más importante de las instalaciones de lucha contra incendio es el abastecimiento de agua. Si el abastecimiento falla, de nada servirán el resto de instalaciones.

Q total = Caudal nominal del Sistema.

P total = Presión Nominal del Sistema.

 

El Diagrama básico de Abastecimiento es como sigue:

 

Diagrama de flujo de abastecimiento contra incendios

Grupos de presión contra incendios

Es el conjunto de elementos mecánicos y/o eléctricos que son capaces de aportar el caudal y la presión necesaria. Generalmente aspiran de Depósitos Atmosféricos, ya sean de superficie o enterrados.

Circuito de aspiración

Para que una bomba aspire en las condiciones más favorables, debe intentarse que el flujo de agua circule lo más laminar posible, en la realidad es prácticamente imposible, pero debemos ayudar en los diseños a mejorar dichas condiciones, la mejor manera posible es:

  • A través de la Placa Antivórtice.
  • A través de la Reducción Excéntrica.

Placa Antivórtice;

Nota: Debe estar situada en el interior del tanque y debe guardar unas dimensiones mínimas respecto a la pared y base del tanque para mejorar la capacidad de aspiración.

Dimensiones mínimas de Reducción Excéntrica.

 

Circuito de impulsión

 

  • La válvula estará normalmente abierta
  • El colector de presostatos (9) es el elemento que manda el arranque de las bombas a través de la pérdida de presión del sistema.
  • El presostato de confirmación (7), nos confirma que el arranque activado por (9) se ha realizado
  • Velocidad máxima del agua 2,5 m/s.

Circuito de pruebas

Este circuito se utiliza para probar y obtener la curva de cada una de las bombas, debe ser totalmente independiente para cada una de ellas.

Curva de bombas s/UNE 23500 /UNE-EN 12845

 

 

A caudal cero la presión no seré superior al 130 % de la presión normal, los componentes de la instalación deben soportar la presión correspondiente a caudal cero. A un caudal 140 % del nominal, la presión no seré inferior al 70% de la presión nominal.

Nota: Se recomienda verificar el NPSH (Net Positive Suction Haead) en el punto de sobrecarga (140 % Qn), se recomienda no sobrepasar 7 mcda.

 

Curva de bombas s/NFPA 20

 

A caudal cero, la presión no será superior al 140 % de la presión nominal, los componentes de la instalación deben soportar la presión correspondiente a caudal cero. A un caudal 150 % del nominal, la presión no será inferior al 65 % de la presión nominal.

El concepto NPSH, es muy importante para el correcto funcionamiento de las bombas. Se denomina NPSH, a la diferencia entre la presión del líquido a Bombear, referida al eje impulsor, y la tensión vapor del líquido a la temperatura de bombeo. Se debe por tanto conocer y combinar en cada caso el NPSH disponible en la instalación y el NPSH requerido por la bomba.

 

NPSH disponible = 10 x Pa /d – Ha – Pca – 10 x Tv / d.

NPSH requerido = Hz + Va²/2g.

 Pa: Presión atmosféica (1 bar).

 Ha: Altura Geomérica de la aspiració (mts).

 Pca: Pédidas de carga (mts).

 Tv: Tensión vapor (bar) (0,0238 bar a 20 ºC).

 d: Densidad del agua (Kg/dm³) (1 Kg / dm³).

 Hz: Presión absoluta mínima necesaria en la zona inmediatamente anterior a los álabes del impulsor (mts).

 Va²/2g: Carga cinética correspondiente a la velocidad de entrada del líquido en la boca del rodete para Va (m/s).

•NPSH disponible = 10 x 1 bar/ 1 Kg/dm³ – 0 – Pca – 10 x 0,0238 bar / 1 Kg/dm³ ;

•NPSH disponible = 10 mcda – Pca – 0,238 mcda.

•NPSH requerido = Hz + 0.

 

Hz < 10 mcda – Pca – 0,24 mcda.

Pca < 10 mcda – 0,24 mcda – Hz.

Hz: es el valor de NPSH que obtenemos en la curva de una bomba para el caudal de sobrecarga (140 % del caudal nominal), se recomienda que el NPSH máximo para el caudal de sobre carga no supere 7 mcda.

 

 

Las bombas aprobadas para servicio en sistemas de protección contra incendio usualmente son de las siguientes clases:

  • Bombas centrífugas horizontales de carcasa partida.
  • Bomba centrífuga de succión axial.
  • Bombas centrífugas en línea.
  • Bombas centrífugas verticales tipo turbina.

 

Adolfo Sahuquillo

Director Regional ASHES FIRE CONSULTING

Diseño de Instalaciones de Protección contra Incendios (PCI)